[發(fā)明專利]氟離子電池的陽極

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880060207.4
• 申請日: 2018-09-20
• 公開（公告）號: CN111095651B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大道馨;徐慶民;克里斯多夫·布魯克斯
• 申請（專利權(quán)）人: 本田技研工業(yè)株式會社
• 主分類號: H01M10/054
• 分類號: H01M10/054;H01M4/133;H01M4/1393;H01M4/36;H01M4/587;H01M4/583;H01M10/056;H01M4/62;H01M4/04
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華

1.一種電化學(xué)電池，包括：

陰極，所述陰極包括氟離子宿主材料；

陽極，所述陽極包含選自由以下項(xiàng)構(gòu)成的組的層狀材料：MoS₂、Ca₂N，以及它們的組合；和

氟離子電解質(zhì)，所述氟離子電解質(zhì)布置在所述陰極和所述陽極之間，

其中在所述電化學(xué)電池的充電或放電期間，所述陰極和所述陽極中的至少一者與所述電解質(zhì)可逆地交換氟離子。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)電池，其中所述電解質(zhì)不含有意添加的鋰并且不含有意添加的鋰離子。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)電池，其中所述陰極包含過渡金屬氟化物。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電化學(xué)電池，其中所述過渡金屬氟化物為氟化銅(II)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)電池，其中在所述電化學(xué)電池的放電期間，所述氟離子嵌入所述陽極的所述層狀材料。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電化學(xué)電池，其中在所述電化學(xué)電池的充電期間，所述氟離子從所述陽極釋放。

7.一種制作電化學(xué)電池的方法，所述方法包括：

制備陽極，包括以下操作：

a)提供金屬基底；

b)通過混合60重量％-95重量％的層狀材料、1重量％-20重量％的導(dǎo)電碳和1重量％-20重量％的液體粘結(jié)劑來在惰性氣氛中制備漿液，所述層狀材料選自由以下項(xiàng)構(gòu)成的組：MoS₂、Ca₂N，以及它們的組合；

c)將所述漿液沉積在所述金屬基底上；以及

d)在真空下干燥所述漿液，從而制備所述陽極；

提供氟離子電解質(zhì)，和提供包括氟離子宿主材料的陰極；以及

將所述電解質(zhì)布置在所述陽極和所述陰極之間。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述層狀材料占所述漿液的80重量％-95重量％。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述導(dǎo)電碳占所述漿液的7.5重量％-12.5重量％并且包含炭黑。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述液體粘結(jié)劑占所述漿液的7.5重量％-12.5重量％并且包含溶解在溶劑中的聚合物，其中所述聚合物選自由以下項(xiàng)構(gòu)成的組：聚偏二氟乙烯、聚酰亞胺、聚丙烯酸、聚氨酯、羧甲基纖維素和丁苯橡膠的混合物、聚四氟乙烯，以及它們的組合。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述溶劑包含N-甲基-2-吡咯烷酮。

12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述金屬基底包括不銹鋼網(wǎng)。

13.一種使用電化學(xué)電池的方法，所述方法包括對所述電化學(xué)電池充電和對所述電化學(xué)電池放電，其中所述電化學(xué)電池包括：

a)陰極，所述陰極包括氟離子宿主材料；

b)陽極，所述陽極包含選自由以下項(xiàng)構(gòu)成的組的層狀材料：MoS₂、Ca₂N，以及它們的組合；和

c)氟離子電解質(zhì)，所述氟離子電解質(zhì)布置在所述陰極和所述陽極之間。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述電解質(zhì)中的氟離子在所述電化學(xué)電池的放電期間嵌入所述陽極的所述層狀材料并且在所述電化學(xué)電池的充電期間從所述陽極釋放。