[發(fā)明專利]一種無負極的極簡式高比能電池在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202310141748.2 | 申請日： | 2023-02-21 |
| 公開（公告）號： | CN116031467A | 公開（公告）日： | 2023-04-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 王宏宇;李浩陽 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學院長春應(yīng)用化學研究所 |
| 主分類號： | H01M10/052 | 分類號： | H01M10/052;H01M10/058;H01M4/13 |
| 代理公司： | 長春眾邦菁華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 22214 | 代理人： | 周蕾 |
| 地址： | 130022 吉林*** | 國省代碼： | 吉林;22 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 負極 極簡式高 電池 | ||
本發(fā)明涉及一種無負極的極簡式高比能電池，涉及化學電源技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供一種無負極的極簡式高比能電池，包括負極集流體、可逆存儲陰離子的正極、介于正極和負極集流體之間的隔膜與電解液；所述正極由活性物質(zhì)、導(dǎo)電粘結(jié)劑和集流體組成；所述活性物質(zhì)能夠可逆地存儲陰離子，包括炭材料和/或?qū)щ姼叻肿泳酆衔锊牧?；所述電解液為溶有鋰鹽或者鈉鹽電解質(zhì)的有機電解液。本發(fā)明將炭材料和導(dǎo)電高分子聚合物引入無負極鋰/鈉金屬電池，以其作為無負極鋰/鈉金屬電池的正極活性材料，制備了一種極簡式高比能電池，該電池具有制備簡單，材料來源廣泛，價格低廉，安全環(huán)保的優(yōu)點，是用于特殊情景能源存儲的一種極佳的選擇。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及化學電源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無負極的極簡式高比能電池。
背景技術(shù)
提高電池的能量密度、降低電池成本是電池研究的首要目標。相較傳統(tǒng)的鋰離子電池、鋰金屬電池，近年來提出的無負極鋰金屬電池更能夠契合以上要求。在該種電池充電過程中，鋰離子從電解液就地沉積在負極集流體上形成負極活性物質(zhì)鋰金屬。但是正極材料仍然沿襲了過渡金屬氧化物作正極材料，它們價格較昂貴，資源匱乏，某些重金屬還有相當?shù)亩拘?，對環(huán)境具有潛在的危害。基于以上的考慮，擬采用陰離子存儲型正極材料替代過渡金屬氧化物，它們主要包括炭材料和導(dǎo)電高聚物，該類材料化學組成簡單，來源廣泛，價格低廉，并且安全環(huán)保，符合碳達峰和碳中和的長遠目標。此外，由于鈉資源豐富，價格低廉，無負極鈉金屬電池亦是未來能源發(fā)展的一種選擇。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種采用炭材料和/或?qū)щ姼呔畚镉米麟姵氐恼龢O材料，制得了一種無負極的極簡式高比能電池。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下：
本發(fā)明提供一種無負極的極簡式高比能電池，包括負極集流體、可逆存儲陰離子的正極、介于正極和負極集流體之間的隔膜與電解液；所述正極由活性物質(zhì)、導(dǎo)電粘結(jié)劑和集流體組成；
所述活性物質(zhì)能夠可逆地存儲陰離子，包括炭材料和/或?qū)щ姼叻肿泳酆衔锊牧?；所述電解液為溶有鋰鹽或者鈉鹽電解質(zhì)的有機電解液。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的是，所述炭材料為多孔碳、中間相碳微球或者石墨。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的是，所述導(dǎo)電高分子聚合物材料為聚苯胺。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的是，所述負極集流體為不與金屬鋰或鈉形成合金或者發(fā)生其它化學反應(yīng)的材料，包括但不限于鎳，銅，鈦或不銹鋼材料。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的是，所述隔膜的材料為玻璃纖維、聚乙烯或者聚丙烯多孔膜。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的是，所述電解液所使用的有機溶劑包括但不限于碳酸酯、腈、砜、羧酸酯、醚類等有機溶劑或它們的混合物。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的是，所述鋰鹽包括但不限于六氟磷酸鋰(LiPF6)、四氟硼酸鋰(LiBF4)、高氯酸鋰(LiClO4)、雙三氟甲磺酰亞胺鋰(LiTFSI)、雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)、二氟草酸硼酸鋰(LiDFOB)、雙草酸硼酸鋰(LiBOB)等無機陰離子鋰鹽和有機陰離子鋰鹽。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的是，所述鈉鹽包括但不限于六氟磷酸鈉(NaPF6)、四氟硼酸鈉(NaBF4)、高氯酸鈉(NaClO4)或者雙氟磺酰亞胺鈉(NaFSI)。
在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選的是，所述電解質(zhì)在有機溶劑中的摩爾濃度為0.1mol/L至飽和濃度。
在上述技術(shù)方案中，進一步優(yōu)選的是，所述電解質(zhì)在有機溶劑中的摩爾濃度為0.5mol/L-2.5mol/L。
本發(fā)明的有益效果是：
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