[發(fā)明專利]一種互不相溶“水/聚合物”雙相電解質(zhì)及電池無效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201210164746.7 | 申請(qǐng)日： | 2012-05-24 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN102709624A | 公開（公告）日： | 2012-10-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 張存中;吳伯榮;吳鋒;陳曉慧;穆道斌 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 北京理工大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | H01M12/08 | 分類號(hào)： | H01M12/08;H01M10/36 |
| 代理公司： | 北京理工大學(xué)專利中心 11120 | 代理人： | 楊志兵;張利萍 |
| 地址： | 100081 *** | 國(guó)省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 互不 相溶 聚合物 電解質(zhì) 電池 | ||
1.一種互不相溶“水/聚合物”雙相電解質(zhì)，其特征在于：所述電解質(zhì)由水溶液電解質(zhì)和疏水性有機(jī)聚合物電解質(zhì)組成，水溶液電解質(zhì)和疏水性有機(jī)聚合物電解質(zhì)之間互不相溶且形成穩(wěn)定、清晰的界面；
其中，所述水溶液電解質(zhì)為硫酸水溶液、高氯酸水溶液、硫酸鉀水溶液、硫酸鈉水溶液、氫氧化鉀水溶液、氫氧化鈉水溶液或硫酸銅水溶液；
所述疏水性有機(jī)聚合物電解質(zhì)由疏水性聚合物、支持鹽和疏水性有機(jī)溶劑組成；其中，所述疏水性聚合物為聚甲基丙烯酸甲酯或聚丙烯腈；支持鹽為電池領(lǐng)域通常所使用的鋰鹽，鋰離子的濃度為0.5～1mol/L；疏水性有機(jī)溶劑為碳酸丙烯酯、二甲基碳酸酯或二乙基碳酸酯其中一種或兩種的混合物；以所述疏水性有機(jī)聚合物電解質(zhì)總體質(zhì)量為100%計(jì)，所述疏水性聚合物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5～30%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種互不相溶“水/聚合物”雙相電解質(zhì)，其特征在于：所述水溶液電解質(zhì)中的各種溶質(zhì)均為分析純化學(xué)試劑，溶劑為三次蒸餾水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種互不相溶“水/聚合物”雙相電解質(zhì)，其特征在于：支持鹽為高氯酸鋰、雙草酸硼酸鋰或四氟硼酸鋰。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種互不相溶“水/聚合物”雙相電解質(zhì)，其特征在于：以所述疏水性有機(jī)聚合物電解質(zhì)總體質(zhì)量為100%計(jì)，所述疏水性聚合物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10～20%。
5.一種電池，其特征在于：所述電池使用的電解質(zhì)為權(quán)利要求1～4任一項(xiàng)所述的一種互不相溶“水/聚合物”雙相電解質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電池，其特征在于：所述電池為鋰-空氣電池或鋰-金屬電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種電池，其特征在于：所述鋰-金屬電池為鋰-銅電池或鋰-鎳電池。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種電池，其特征在于：所述電池由電解質(zhì)、正極、負(fù)極和導(dǎo)線組成；其中，水溶液電解質(zhì)用于正極，疏水性有機(jī)聚合物電解質(zhì)用于負(fù)極；所述正極為空氣電極、金屬銅電極或氧化鎳電極，位于水溶液電解質(zhì)中；所述負(fù)極為金屬鋰電極，包埋在疏水性有機(jī)聚合物電解質(zhì)中；正極和負(fù)極之間外電路通過導(dǎo)線和外加負(fù)載連通，導(dǎo)線用絕緣材料包裹，導(dǎo)線兩端露出金屬分別與正極和負(fù)極固定連接；內(nèi)電路通過電解質(zhì)連通，構(gòu)成閉合回路；
當(dāng)正極為空氣電極時(shí)，所述電池為鋰-空氣電池，水溶液電解質(zhì)為硫酸水溶液、高氯酸水溶液、硫酸鉀水溶液、硫酸鈉水溶液、氫氧化鉀水溶液或氫氧化鈉水溶液，所述水溶液電解質(zhì)的酸堿度為H+=2mol/L～OH-=6mol/L；所述空氣電極為鋰-空氣電池通常采用的空氣電極，催化劑為碳載鉑黑，空氣電極使用分析純氧氣或經(jīng)過除塵、除二氧化碳凈化的空氣；
當(dāng)正極為金屬銅電極時(shí)，所述電池為鋰-銅電池，水溶液電解質(zhì)溶液為硫酸銅水溶液，濃度為0.5～5mol/L；
當(dāng)正極為氧化鎳電極時(shí)，所述電池為鋰-鎳電池，水溶液電解質(zhì)溶液為氫氧化鉀水溶液。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種電池，其特征在于：所述金屬銅和硫酸銅的純度均為分析純。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種電池，其特征在于：當(dāng)正極為氧化鎳電極時(shí)，所述電池為鋰-鎳電池，水溶液電解質(zhì)溶液為6mol/L的氫氧化鉀水溶液。
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