[實(shí)用新型]一種高能量密度充放電電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202120347449.0
• 申請日: 2021-02-07
• 公開（公告）號: CN214672733U
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周申
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波息相石新能源有限公司
• 主分類號: H01M10/38
• 分類號: H01M10/38;H01M10/44
• 代理公司: 北京八月瓜知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11543
• 代理人: 李斌

本實(shí)用新型涉及電池設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高能量密度充放電電池，包括負(fù)極、第一正極、第一電解液室、第二電解液室和緩沖電解液機(jī)構(gòu)；所述負(fù)極的一端置于所述第一電解液室內(nèi)，所述第一正極的一端置于所述第二電解液室內(nèi)；所述第一電解液室、所述緩沖電解液機(jī)構(gòu)和所述第二電解液室依次連接，且所述第一電解液室與所述緩沖電解液機(jī)構(gòu)之間設(shè)置有負(fù)離子交換膜或正離子交換膜，所述緩沖電解液機(jī)構(gòu)與所述第二電解液室之間設(shè)置有正離子交換膜或負(fù)離子交換膜。本實(shí)用新型的充放電電池?cái)U(kuò)大了正極及負(fù)極材料的選擇范圍，降低了電池電極成本，提高了充電電池的能量密度，延長了充電電池的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及電池設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高能量密度充放電電池。

背景技術(shù)

現(xiàn)有高能量密度充電電池技術(shù)采用一個(gè)隔膜與兩個(gè)電解液室的結(jié)構(gòu)，負(fù)極與正極各在一個(gè)電解液室由一個(gè)隔膜分離，該電解液室結(jié)構(gòu)使得在選擇正極與負(fù)極材料時(shí)受到很大限制導(dǎo)致電池質(zhì)量變大、能量密度下降，而電極材料的局限性也大大降低了充電電池的壽命。

市場上最普遍的高能電池是鋰離子電池，鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池，其最高能量密度約為250wh/kg。由于鋰金屬的化學(xué)特性非常活潑，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對環(huán)境要求非常高，所以，鋰電池長期沒有得到應(yīng)用，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對鋰電池的不斷研究，使得鋰電池技術(shù)不斷成熟，鋰電池具有一系列優(yōu)點(diǎn)，如高低溫適應(yīng)性強(qiáng)，自放電率很低，額定電壓高，綠色環(huán)保，不論生產(chǎn)、使用和報(bào)廢，都不含有、也不產(chǎn)生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質(zhì)，使得現(xiàn)在的鋰電池已經(jīng)成為了主流。

但是，鋰離子電池一個(gè)局限是正極材料主要由鈷，錳，鎳等金屬氧化物組成，這些材料質(zhì)量大，造價(jià)高，壽命低。因此，正極材料一直是制約鋰離子電池能量密度的因素之一。

因此，如何提高鋰電池的能力密度，擴(kuò)大正極材料的選擇性，一直是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的一項(xiàng)技術(shù)問題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的第一目的在于提供一種高能量密度充放電電池，該充放電電池?cái)U(kuò)大了負(fù)極材料與正極材料的選擇范圍，降低了電池電極的成本。

本實(shí)用新型提供一種高能量密度充放電電池，包括負(fù)極、第一正極、第一電解液室、第二電解液室和緩沖電解液機(jī)構(gòu)；

所述負(fù)極的一端置于所述第一電解液室內(nèi)，所述第一正極的一端置于所述第二電解液室內(nèi)；

所述第一電解液室、所述緩沖電解液機(jī)構(gòu)和所述第二電解液室依次連接，且所述第一電解液室與所述緩沖電解液機(jī)構(gòu)之間設(shè)置有負(fù)離子交換膜或正離子交換膜，所述緩沖電解液機(jī)構(gòu)與所述第二電解液室之間設(shè)置有正離子交換膜或負(fù)離子交換膜。

進(jìn)一步，所述緩沖電解液機(jī)構(gòu)包括多個(gè)依次串聯(lián)的緩沖電解液室；

每個(gè)所述緩沖電解液室之間設(shè)置有正離子交換膜或負(fù)離子交換膜；

第一個(gè)所述緩沖電解液室與所述第一電解室之間設(shè)置有負(fù)離子交換膜或正離子交換膜；

最后一個(gè)所述緩沖電解液室與所述第二電解室之間設(shè)置有正離子交換膜或負(fù)離子交換膜。

進(jìn)一步，所述緩沖電解液機(jī)構(gòu)還包括水解中和室，且所述水解中和室內(nèi)設(shè)置有第二正極；

最后一個(gè)所述緩沖電解液室與所述水解中和室連接，且其之間設(shè)置有正離子交換膜；

所述水解中和室與所述第二電解室之間設(shè)置有負(fù)離子交換膜。

進(jìn)一步，每個(gè)所述緩沖電解液室內(nèi)的電解液為可電離出H⁺的酸性溶液；

優(yōu)選為氯化氫、溴化氫、硫酸、硝酸、氟化氫中的任意一種或多種。

進(jìn)一步，所述第二電解液室內(nèi)的電解液為堿性金屬溶液。