【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有高电压阴极的电化学电池优先权声明本申请根据35U.S.C.§119(e)的规定要求2017年4月3日提交的美国临时专利申请序列号62,481,015的优先权,该申请内容通过引用全文纳入本文。
本公开涉及一种可再充电电化学电池,其中,电解质包括串联的两个电介质电子绝缘体,并且阴极可以是高电压阴极。本公开还涉及使用这些电化学电压的装置,例如可再充电电池组(battery)和超级电容器。
技术介绍
电化学电池具有两个电极,被电解质隔开的阳极和阴极。电化学电池可以具有多种功能,包括用作电池组电池、电容器电池或燃料电池。电化学电池通常具有两个电极,即阳极和阴极,其是良好的电子导体,并且将电能储存为电池组电池中的化学能以及电容器电池中的表面静电能。催化电极将燃料的化学能转化为燃料电池中的电能。电化学电池还含有电解质,该电解质以串联方式位于阳极和阴极之间。在电化学电池的充电或放电期间,两个电极之间的反应涉及电化学电池内正电荷在两个电极之间输送。在充电和放电期间,负电荷作为电子电流在外部电路中传输。电解质是电子绝缘体,所以,负电荷被迫通过外部电路传输;其不能通过电解质在内部传输。在传统可再充电电化学电池组电池中,两个电极都是电解质的可迁移阳离子(通常称为工作离子)的来源和库(sink)。在充电期间、一个电极用作工作离子的来源,并且另一电极用作库(sink);在放电期间,这些功能在放电过程中则颠倒过来。在传统电化学电容器电池中,静电能(electrostaticpower)作为电能储存在两个 ...
【技术保护点】
1.一种可再充电的电化学电池,其包括:/n电解质侧,其包括:/n固体玻璃电解质,其包含电解质可迁移阳离子和电偶极子;以及/n阳极,其包含电解质可迁移阳离子的金属并且在阳极:固体玻璃电解质界面处与固体玻璃电解质接触;/n阴极侧,其包括阴极,该阴极含有阴极活性材料,阴极客体阳离子可逆地提取/插入所述阴极活性材料中,阴极活性材料相对于锂(Li)金属的电压为3V至15V;以及/n聚合物/增塑剂,其在固体玻璃电解质:聚合物/增塑剂界面处与固体玻璃电解质接触,并在聚合物/增塑剂:阴极界面处与阴极接触,从而在电化学电池的充电和放电期间,将阴极客体阳离子限制在阴极侧,并且将电解质可迁移阳离子限制在阳极侧。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170403 US 62/481,0151.一种可再充电的电化学电池,其包括:
电解质侧,其包括:
固体玻璃电解质,其包含电解质可迁移阳离子和电偶极子;以及
阳极,其包含电解质可迁移阳离子的金属并且在阳极:固体玻璃电解质界面处与固体玻璃电解质接触;
阴极侧,其包括阴极,该阴极含有阴极活性材料,阴极客体阳离子可逆地提取/插入所述阴极活性材料中,阴极活性材料相对于锂(Li)金属的电压为3V至15V;以及
聚合物/增塑剂,其在固体玻璃电解质:聚合物/增塑剂界面处与固体玻璃电解质接触,并在聚合物/增塑剂:阴极界面处与阴极接触,从而在电化学电池的充电和放电期间,将阴极客体阳离子限制在阴极侧,并且将电解质可迁移阳离子限制在阳极侧。
2.如权利要求1所述的可再充电电化学电池,其中,所述电解质可迁移阳离子和阴极客体阳离子是相同类型的阳离子。
3.如权利要求1所述的可再充电电化学电池,其中,所述电解质可迁移阳离子和阴极客体阳离子是不同类型的阳离子。
4.如权利要求1所述的可再充电电化学电池,其中,所述聚合物/增塑剂包含可迁移阳离子。
5.如权利要求4所述的可再充电电化学电池,其中,所述聚合物/增塑剂中的可迁移阳离子是与电解质可迁移阳离子、阴极客体阳离子或者这两者相同类型的阳离子。
6.如权利要求4所述的可再充电电化学电池,其中,所述聚合物/增塑剂中的可迁移阳离子是与电解质可迁移阳离子、阴极客体阳离子或者这两者不同类型的阳离子。
7.如权利要求1所述的可再充电电化学电池,其中,所述聚合物/增塑剂包含介电常数为50至24000的材料。
8.如权利要求4所述的可再充电电化学电池,其中,所述聚合物/聚合物增塑剂包括聚合物或增塑剂,并且聚合物或增塑剂与可迁移阳离子的摩尔比为10:1至50:1。
9.如权利要求4所述的可再充电电化学电池,其中,所述可迁移阳离子由聚合物/增塑剂中的LiClO4供应。
10.如权利要求1所述的可再充电电化学电池,其中,所述聚合物/增塑剂包含-C≡N末端基团。
11.如权利要求10所述的可再充电电化学电池,其中,所述聚合物/增塑剂包括琥珀腈。
12.如权利要求1所述的可再充电电化学电池,其中,所述聚合物/增塑剂包括电偶极子。
13.如权利要求1所述的可再充电电化学电池,其中,所述可再充电电化学电池还包括在阴极:阴极集电器界面处与阴极接触的阴极集电器。
14.如权利要求1所述的可再充电电化学电池,其中,在电化学电池充电/放电循环期间,所述电解质可迁移阳离子、阴极客体阳离子或者这两者沿阳极或阴极集电器方向移动平均不超过阳极:固体玻璃电解质界面和阴极:阴极集电器界面之间距离的1/10,000。
15.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员:J·B·高德伊娜弗,M·H·S·S·德奥利维拉布拉嘎,
申请(专利权)人:德克萨斯大学系统董事会,
类型:发明
国别省市:美国;US
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