[發(fā)明專利]電解質(zhì)和金屬氫化物電池

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580061490.9
• 申請日: 2015-11-10
• 公開（公告）號: CN107112512A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·內(nèi)伊;K·揚;D·羅塔羅
• 申請（專利權(quán)）人: 巴斯夫公司
• 主分類號: H01M4/24
• 分類號: H01M4/24;H01M4/38;H01M10/26;H01M10/34
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所11247
• 代理人: 唐秀玲,林柏楠

本發(fā)明涉及含有某些電解質(zhì)組合物的金屬氫化物(MH)電池。

政府支持聲明

本發(fā)明是由高級研究計劃署能源公司在強大的可負擔下一代EV存儲工程(RANGE)授予的DE-AR0000386下的政府支持下進行的。政府對本發(fā)明有一定的權(quán)利。

背景

通過優(yōu)化電極而優(yōu)化金屬氫化物電池的電化學性能和循環(huán)壽命取得了很大進展。金屬氫化物電池的電解質(zhì)目前為30重量％KOH水溶液。KOH水溶液對許多陽極材料具有腐蝕性。本發(fā)明的重點是用于金屬氫化物電池的改進的電解質(zhì)。

概要

公開了一種金屬氫化物電池(電池)，其包含至少一個包含活性陽極材料的負極、至少一個包含活性陰極材料的正極、具有所述電極位于其中的殼體和電解質(zhì)組合物，其中

電解質(zhì)組合物包含含有一種或多種選自由金屬氫氧化物、金屬氧化物/氫氧化物和氫氧化銨組成的組的化合物的水溶液，

當用6M KOH水溶液替代電解質(zhì)組合物時，電池中陽極材料的降解是相同電池中相同陽極材料降解的≤95％，

電解質(zhì)組合物的電導率為6M KOH水溶液的≥50％，且其中

當電解質(zhì)組合物包含KOH時，組合物還包含一種或多種選自由金屬氫氧化物、金屬氧化物/氫氧化物和氫氧化銨組成的組的其它化合物。

還公開了一種金屬氫化物電池，其包含至少一個包含活性陽極材料的負極、至少一個包含活性陰極材料的正極、具有所述電極位于其中的殼體和電解質(zhì)組合物，其中

陽極材料包含Mg，

電解質(zhì)組合物包含含有一種或多種選自由金屬氫氧化物、金屬氧化物/氫氧化物和氫氧化銨組成的組的化合物的水溶液，其中

當電解質(zhì)組合物包含KOH時，組合物還包含一種或多種選自由金屬氫氧化物、金屬氧化物/氫氧化物和氫氧化銨組成的組的其它化合物。

詳細內(nèi)容

電解質(zhì)組合物可用于金屬氫化物電池(金屬氫化物電池)中。金屬氫化物電池包含至少一個負極、至少一個正極、具有所述電極位于其中的殼體和與電極接觸的電解質(zhì)組合物。

負極(陽極材料)的活性材料包含能夠儲存氫的ABx型合金，其中x為約0.5至約5。A為氫化物形成元素，B為弱或非氫化物形成元素。該合金能夠可逆地吸收和解吸氫。

ABx型合金是例如以下類別(簡單實例)：AB(HfNi、TiFe、TiNi)、AB₂(Mn₂Zr、TiFe₂)、A₂B(Hf₂Fe、Mg₂Ni)、AB₃(NdCo₃、GdFe₃)、A₂B₇(Pr₂,Ni7、Ce₂Co₇)和AB₅(LaNi₅、CeNi₅)。

例如，陽極活性材料包含Zr、Mn、V、Fe和Ni；Zr、Mn、V、Co和Ni；Ti、V和Ni；La和Ni；Ti、Zr、Ni、Cr和一種或多種選自由Al、Si、V、Mn、Fe、Co、Cu、Nb、Ag和Pd組成的組的元素；Zr、Mo和Ni；或鑭系金屬和至少一種選自Ni和Co的金屬。

陽極材料可以包含無序多組分材料，其包含一種或多種選自由V、Zr、Nb、La、Si、Ca、Sc、Mg、Ti和Y組成的組的主體元素和一種或多種選自由Cu、Mn、C、Fe、Ni、Al、Co、Mo、W、Ti、Li和Re組成的組的改性劑元素。主體元素通常為氫化物形成物。例如，主體基質(zhì)是Ti、Mg和V中的一種或多種，改性劑包含Ni、Cu、Fe和Al中的一種或多種。這種無序材料在美國專利第4,623,597號中有教導。

陽極材料可以包含含有V、Ti、Zr和Ni或者V、Ti、Zr、Ni和Cr及一種或多種選自由Al、Mn、Mo、Cu、W、Fe和Co組成的組的改性元素的多組分多相合金。這種多相材料在美國專利第5,096,667號中有教導。