[發(fā)明專利]A17型號高能量密度電池及其正負極電解液和制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910240725.0
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN110010948A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 謝志鵬;楊斌;劉柏雄;傅俊祥
• 申請（專利權(quán)）人: 江西理工大學
• 主分類號: H01M8/18
• 分類號: H01M8/18
• 代理公司: 贛州凌云專利事務(wù)所 36116
• 代理人: 曾上

1.一種A₁₇型號高能量密度電池，包括離子交換膜、正負極、正負極電解液，其特征是：所述負極電解液的活性物質(zhì)為K₃Fe(CN)₆，其恒定的pH以六亞甲基四胺-鹽酸來維持，且與之對應(yīng)的負極固態(tài)儲能材料為普魯士藍Fe₄[Fe(CN)₆]₃；正極電解液活性物質(zhì)為Fe(4m3’hbpy)₃Cl₂，其恒定的pH以氨基乙酸-鹽酸來維持，且與之對應(yīng)的正極固態(tài)儲能材料為普魯士藍Fe₄[Fe(CN)₆]₃；通過中間體K₃Fe(CN)₆與Fe(4m3’hbpy)₃Cl₂的氧化還原來實現(xiàn)電子/電荷在正負電極與固體儲能材料Fe₄[Fe(CN)₆]₃之間的傳遞。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種A₁₇型號高能量密度電池，其特征是，負極電解液的pH為5.0—7.0；正極電解液的pH為1.5—2.5。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種A₁₇型號高能量密度電池，其特征是，所述負極電解液的組成為：0.02-0.8M K₃Fe(CN)₆+0.02-1.6M C₆H₁₂N₄/HCl+0.02-1.6M NaCl。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種A₁₇型號高能量密度電池，其特征是，所述正極電解液的組成為：0.02-0.8M Fe(4m3’hbpy)₃Cl₂+0.0002-0.08M C₂H₅NO₂/HCl+0.02-1.6M NaCl；其中，4m3’hbpy為4-甲基-3’-羥基-2,2’-聯(lián)吡啶，結(jié)構(gòu)式如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種A₁₇型號高能量密度電池，其特征是：電池單體的正、負極選用碳氈、石墨氈、石墨板、石墨紙或碳布惰性材料；離子交換膜把電池單體分隔為正極室、負極室和中間的氯化鈉電解液室三部分，氯化鈉電解液濃度為0.5—1.5M，正極在正極室中，負極在負極室中；所述離子交換膜選用陽離子交換膜和陰離子交換膜，陽離子交換膜在負極一側(cè)，陰離子交換膜在正極一側(cè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種A₁₇型號高能量密度電池，其特征是：電池單體的正、負極標準電勢差為0.65V。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種A₁₇型號高能量密度電池，其特征是：電極反應(yīng)如下，

負極反應(yīng)：

正極反應(yīng)：

8.一種A₁₇型號高能量密度電池正負極電解液，包括正極電解液和負極電解液，其特征是，所述負極電解液的組成為：0.02-0.8M K₃Fe(CN)₆+0.02-1.6M C₆H₁₂N₄/HCl+0.02-1.6MNaCl；

所述正極電解液的組成為：0.02-0.8M Fe(4m3’hbpy)₃Cl₂+0.0002-0.08M C₂H₅NO₂/HCl+0.02-1.6M NaCl；其中，4m3’hbpy為4-甲基-3’-羥基-2,2’-聯(lián)吡啶，結(jié)構(gòu)式如下：