[發明專利]納米流體電池

無效

• 申請號: 201110308624.6
• 申請日: 2011-10-12
• 公開（公告）號: CN102412383A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 董全峰;鄭明森;林祖賡
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H01M4/02
• 分類號: H01M4/02;H01M4/36;H01M10/00
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種電化學電源，尤其是涉及一種基于流體狀電極中納米顆粒作為電化學活性物質的納米流體電池。

背景技術

發展清潔和可再生能源是我國社會經濟發展的重大戰略，已被列為國家中長期科技發展規劃綱要中重點和優先發展的方向。在新能源技術的各個層次，化學電源作為一種清潔、高效的儲能/供能裝置，是綜合緩解能源、資源和環境問題的一種重要技術途徑，在新能源體系中占據重要地位。然而，目前二次電池的技術水平，特別是在能量密度和功率密度方面，還難以滿足新能源技術飛速發展的需要，甚至已成為制約若干重大應用的瓶頸。例如，釩液流電池雖然適合于兆瓦級風能儲電，但價格昂貴，維護復雜；鉛酸電池雖然可用于光伏儲電，但能量密度較低，且運行費用較高；即使目前較先進的鋰離子電池，能量密度也難以達到純電動汽車(EV)的要求。

化學電源的性能取決于正負極活性材料。隨著納米技術的快速發展，納米材料成為一類具有重要意義的新材料，開始應用于許多領域。在化學電源領域，納米材料也倍受關注。但是由于納米材料不穩定、在循環過程中易團聚等嚴重制約了納米材料在化學電源領域的應用。

有關參考文獻如下：

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發明內容

本發明的目的在于針對現有電化學儲能材料及電化學儲能體系存在的問題，提供一種不同于傳統固體電極的流體電極并直接使用納米材料作為活性物質的納米流體電池。

本發明設有正極集電體、納米正極流體、隔離膜，納米負極流體和負極集電體；所述正極集電體、納米正極流體、隔離膜，納米負極流體和負極集電體按順序裝配在一起，所述隔離膜設在納米正極流體與納米負極流體之間，所述納米正極流體由正極納米活性顆粒、正極導電劑、正極電解質溶液和正極添加劑等材料組成；所述納米負極流體由負極納米活性顆粒、負極導電劑、負極電解質溶液和負極添加劑等材料組成。

所述正極集電體和負極集電體的功能為收集電極反應時產生的電流，材料為電子良導體(例如金屬材料或碳材料)。

所述正極納米活性顆粒是指參加反應的活性物質，可選自納米級正極活性材料，所述正極活性材料可選自亞磷酸鐵鋰(LiFePO₄)、鈷酸鋰(LiCoO₂)、錳酸鋰(LiMn₂O₄)、三元材料等中的至少一種。

所述正極導電劑可選自碳材料或導電聚合物等。

所述正極電解質溶液可選自水溶液、非水(有機)溶液、無機熔融鹽或有機熔融鹽等。

所述正極添加劑可選自碳納米管或納米碳纖維等。

所述納米流體正極的厚度可為0.1～100mm。

所述負電極集流體可選自電子良導體，所述電子良導體可選自金屬或碳材料