[發明專利]一種可用染料敏化太陽能充電的復合型鋰離子二次電池

有效

• 申請號: 201710433826.0
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107275095B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 馮繼文;狄毅;陳冰;肖占海
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢物理與數學研究所
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01M10/0525;H01M10/46
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 董路;王敏鋒

本發明公開了一種可用染料敏化太陽能充電的復合型鋰離子二次電池，其由以下方法制備而成：1、兩種電解液的制備：1.1、碘基電解液的制備；1.2、鋰電池電解液；2、三種電極的制備：2.1、光陽極的制備；2.2、對電極的制備：2.2.1、LiFePO₄摻鉑復合漿料的制備；2.2.2、制作對電極；2.3、鋰電池負極；3、復合型鋰離子二次電池的組裝：3.1、制作電池盒；3.2、組裝電池。該電池能夠利用染料敏化產生的太陽能進行充電，并且放電穩定，具有較好的應用前景。

技術領域

本發明涉及太陽能充電電池新能源技術領域，具體涉及一種可用染料敏化太陽能充電的復合鋰離子二次電池。

背景技術

染料敏化太陽能電池作為第三代太陽能電池，自上世紀90年代誕生以來，由于其制備簡單，成本低，良好的光電轉化效果，在如今愈演愈烈的能源危機下，已經受到國內外科研人員大量的關注，并且隨著該領域技術的不斷進步，已經逐步從實驗室規模向產業化方向邁進。同時，作為能源領域的另一項重要成果，鋰離子二次電池已經廣泛應用在各種移動儲能設備上，如手機，平板電腦等，為人們的生活帶來巨大的便利。

但到目前為止，鋰離子二次電池仍然使用常規電源進行充電，其中不僅存在由于電能轉換效率低下，所帶來的大量能源的二次浪費，而且由于需要使用固定的充電基站，限制其在戶外的使用。如果能實現將太陽能電池產生的電能直接儲存于鋰離子電池中，便在很大程度上避免了基站充電所帶來的電能損耗，并且沒有了充電基站的限制，大幅擴展了鋰離子二次電池的使用空間。

關于太陽能充電鋰離子電池的相關研究與技術，近來也有陸續報道，如中國專利CN 104796503 A，中國專利CN 103414382 A，中國專利CN 103138024 A等等，但相關報道均使用的傳統的硅系鍺系太陽能電池板，不僅價格昂貴，而且對環境有一定的污染，如果能使用價格低廉，并且對環境友好的第三代染料敏化太陽能電池對鋰電池進行充電，勢必有效降低生產成本，為太陽能充電鋰離子二次電池提供一條新的實現方式。

發明內容

基于上述現有技術，本發明提供了一種可用染料敏化太陽能充電的復合型鋰離子二次電池，該電池能夠利用染料敏化產生的太陽能進行充電，并且放電穩定，具有較好的應用前景。

實現本發明上述目的所采用的技術方案為：

一種可用染料敏化太陽能充電的復合型鋰離子二次電池，由以下方法制備而成：

1、兩種電解液的制備：

1.1、碘基電解液的制備：

按無水LiI與I₂的濃度比為0.5～0.1mol/l：0.05mol/l，將無水LiI與I₂加入無水乙腈中，超聲分散后攪拌均勻，得到碘基電解液；

1.2、鋰電池電解液：

將LiPF₆加入碳酸乙烯脂和碳酸二甲酯的混合溶液中，使LiPF₆的濃度為0.1～0.3mol/l，超聲分散后攪拌均勻，得到鋰電池電解液；

2、三種電極的制備：

2.1、光陽極的制備：

將TiO₂多孔納米晶負載于FTO導電玻璃上所構成的染料敏化太陽能電池的光陽極浸泡于0.3～0.5mmol/l N719釕染料的乙醇溶液中，然后于60℃下保溫16～24h，取出冷卻至室溫后，用無水乙醇沖掉表面附著物，干燥，得到光陽極；

2.2、對電極的制備：