[發(fā)明專利]一種非對稱電解質電池及其制備方法

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• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112448022A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發(fā)明（設計）人: 裴海娟;郭文濤;郭瑞;解晶瑩;李永;劉雯;毛亞;顏廷房
• 申請（專利權）人: 上海空間電源研究所
• 主分類號: H01M10/056
• 分類號: H01M10/056;H01M10/052;H01M10/054
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 唐敏

1.一種非對稱電解質電池，其特征在于，包括：

正極活性材料層(1)，所述正極活性材料層(1)包括正極活性材料；

負極活性材料層(2)，所述負極活性材料層(2)包括負極活性材料；

甲電解質層(3)，所述甲電解質層(3)由甲電解質組成，與正極活性材料層(1)緊密接觸或相互浸潤，進行離子傳遞；

乙電解質層(4)，所述乙電解質層(4)由乙電解質組成，與負極活性材料層(2)緊密接觸或相互浸潤，進行離子傳遞；

所述甲電解質層(3)與所述乙電解質層(4)緊密接觸，進行離子傳遞；

所述甲電解質和所述乙電解質的形態(tài)不同，所述形態(tài)包括固態(tài)、半固態(tài)、液態(tài)。

2.根據權利要求1所述的非對稱電解質電池，其特征在于，甲電解質為液態(tài)電解質，乙電解質為固態(tài)或半固態(tài)電解質；或者甲電解質為固態(tài)電解質或半固態(tài)電解質，乙電解質為液態(tài)電解質；或者在甲電解質和乙電解質當中，一種電解質為固態(tài)電解質，另一種電解質為半固態(tài)電解質。

3.根據權利要求1所述的非對稱電解質電池，其特征在于，所述固態(tài)電解質為無機快離子導體，該無機快離子導體選自鈣鈦礦型、反鈣鈦礦型、NASICON型、Garnet型以及硫化物型；所述半固態(tài)電解質可以為聚合物基電解質、或者有機-無機復合電解質。

4.根據權利要求1所述的非對稱電解質電池，其特征在于，該非對稱電解質電池進一步包括混合電解質層(5)，該混合電解質層(5)位于甲電解質層(3)和乙電解質層(4)之間，該混合電解質層(5)包括甲電解質和乙電解質。

5.根據權利要求4所述的非對稱電解質電池，其特征在于，混合電解質層(5)中甲電解質的含量隨著與正極之間距離的增加而減少。

6.根據權利要求1所述的非對稱電解質電池，其特征在于，甲電解質或乙電解質在電池靜置或充放電過程中發(fā)生形態(tài)轉化。

7.根據權利要求1所述的非對稱電解質電池，其特征在于，正極活性材料為選自單質硫、空氣、氧氣、氟化物、氧化物、硫化物、含鋰化合物、含鈉化合物、含鎂化合物中的任意一種材料；負極活性材料為選自金屬鋰及其合金、金屬鎂及其合金、金屬鈉及其合金、硅及其合金、石墨中的任意一種材料。

8.一種非對稱電解質電池的制備方法，其特征在于，在電池制備過程中，電池的正極和負極分別采用不同形態(tài)的電解質，所述形態(tài)包括固態(tài)、半固態(tài)、液態(tài)。

9.根據權利要求8所述的非對稱電解質電池的制備方法，其特征在于，電解質中包含可聚合有機物，且在電池的正極和負極非對稱地加入聚合引發(fā)劑，通過調節(jié)聚合引發(fā)劑的含量使電池正負極電解液發(fā)生不同程度的凝固，從而使得電池中正、負極處電解質形態(tài)不同。

10.根據權利要求8所述的非對稱電解質電池的制備方法，其特征在于，該電解質中包含聚合引發(fā)劑和可聚合有機物，且在電池的正極和負極非對稱地加入凝固抑制劑，加入引發(fā)劑和可聚合有機物的電解質可以在一定情況下發(fā)生凝固，而凝固抑制劑可以抑制凝固劑發(fā)揮作用，使加入凝固抑制劑部分的電解質不發(fā)生凝固，從而使得電池中正、負極處電解質形態(tài)不同。