[發明專利]用于二次堿性電池組的混合材料陰極

有效

• 申請號: 201580064654.3
• 申請日: 2015-10-13
• 公開（公告）號: CN107004860B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 喬達摩·G·亞達夫;約書亞·蓋拉威;邁克爾·尼斯;桑喬瓦·巴尼爾吉
• 申請（專利權）人: 紐約城市大學研究基金會
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M10/24;C01G45/02;C01G45/00;H01M4/50
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 康艷青;姚開麗

1.一種電池組，包括：

外殼；

電解質，其設置在該外殼中；

陽極，其設置在該外殼中；

陰極，其設置在該外殼中并且包含陰極材料，該陰極材料包含：

氧化錳化合物，其包括水鈉錳礦相二氧化錳(δ-MnO₂)；

含鉍的物質，其選自下組，該組由單質鉍、鉍鹽或氧化鉍組成；

導電碳；以及

含銅的物質，其選自下組，該組由單質銅、銅鹽或氧化銅組成，其中來自所述含鉍的物質的鉍和來自所述含銅的物質的銅結合到所述水鈉錳礦相二氧化錳(δ-MnO₂)中。

2.如權利要求1所述的電池組，其中該陰極材料還包含選自下組的導電金屬添加劑，該組由以下各項組成：鎳、鎳鹽；銀、銀鹽、鋁、鋁鹽、金、金鹽、鐵、鐵鹽、錫、錫鹽、鈷、鈷鹽、鉑、鉑鹽、黃銅、青銅以及其組合。

3.如權利要求2所述的電池組，其中該導電金屬添加劑以大于0重量％并小于或等于20重量％的濃度存在于該陰極材料中。

4.如權利要求1所述的電池組，其中該含鉍的物質是氧化鉍并且該含銅的物質是單質銅。

5.如權利要求1所述的電池組，其中該含銅的物質是氧化銅。

6.如權利要求1所述的電池組，其中該導電碳是選自下組，該組由以下各項組成：石墨、碳黑、單壁碳納米管、多壁碳納米管、石墨烯、石墨炔、氧化石墨烯以及其組合。

7.如權利要求1所述的電池組，其中該陰極材料由以下各項組成：大于0重量％并小于或等于30重量％的該導電碳；在1重量％-20重量％之間的該含鉍的物質；在1重量％-70重量％之間的該含銅的物質；大于0重量％并小于或等于10重量％的粘合劑；并且余量是該氧化錳化合物。

8.如權利要求1所述的電池組，其中該陰極具有在5％-95％之間的孔隙率。

9.如權利要求1所述的電池組，其中該含銅的物質是固體銅支撐體。

10.如權利要求1所述的電池組，其中該電池組是恒電流可再充電至少十次循環的二次電池組。

11.如權利要求1所述的電池組，還包括在該陽極與該陰極之間的聚合物隔板。

12.如權利要求11所述的電池組，其中該聚合物隔板包括選自下組的聚合物，該組由以下各項組成：纖維素膜、燒結聚合物膜、親水改性的聚烯烴或其組合。

13.如權利要求1所述的電池組，其中該陰極材料還包含聚四氟乙烯粘合劑。

14.如權利要求1所述的電池組，其中該陰極材料還包含纖維素基水凝膠粘合劑。

15.如權利要求14所述的電池組，其中該粘合劑是選自下組，該組由以下各項組成：甲基纖維素(MC)、羧甲基纖維素(CMC)、羥丙基纖維素(HPC)、羥丙基甲基纖維素(HPMC)、羥乙基甲基纖維素(HEMC)以及羧甲基羥乙基纖維素以及羥乙基纖維素(HEC)。

16.如權利要求14所述的電池組，其中該粘合劑與選自下組的共聚物交聯，該組由以下各項組成：聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚苯胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚偏氟乙烯以及聚吡咯。