一种对称电池制造技术

本发明专利技术涉及一种新的化学电源——对称电池，即正(阴)、负(阳)极采用相同电极材料的电池，电极材料可以同时含有两种或两种以上的过渡金属元素。相对于传统电池，对称电池工艺设计更简单，更容易加工制作，设备成本更低。本发明专利技术提出的对称电池采用两个相同的电极分别用作电池的正、负极，生产电池所需的电极加工和制作工艺及其相关设备仅需要一套，可以大大降低企业投入生产门槛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电化学储能领域，涉及一种新型电池技术。
技术介绍
电池是当前最重要的一种电化学储能技术。一般包括正(阴)极、负(阳)极、电解液、隔膜、外壳附件等基本组成。其中正(阴)极材料要求活性物质具有较高的氧化还原电极电势，而负(阳)极材料的活性物质应具有较低的氧化还原电极电势，这样可以获得高的电池电动势。因此，传统电池技术都采用非对称设计，即正(阴)极和负(阳)极采用不同的电极材料。尽管非对称电池更容易设计并已有广泛的应用，如锂离子电池、铅酸电池、镍氢电池、碱锰电池等。但所有这些电池在制作和生产过程中，都需要分别考虑正极和负极，需要两套独立的材料加工和电极制作工艺路线，因而所需的设备、原材料和技术成本相对较高。对称电池充电后与传统非对称电池的储放电机制完全一致，因此，是一种可行的电池技术。新组装的对称电池由于完全处于放电态，只有充电后才具备传统非对称商品电池的功能。例如：对称电池的电极材料AB包含两种不同活性组分A和B，充电后，正极中的一种活性组分A转化成高氧化态形式AO，负极中的另一活性组分B转化为低氧化态形式(还原态)BR，即AB充电后分别在正、负极以AOB和ABR形式存在，其电动势为两个电对AOB/AB与AB/ABR的氧化还原电极电势差。
技术实现思路
本专利技术旨在设计一种新型对称电池，与传统电池技术相比，对称电池的正(阴)极材料与负(阳)极材料完全相同。特别地，要求电极材料的主体是由两种以上(含两种)过渡金属元素组成的复合物，并且每种过渡金属元素存在两种以上(含两种)稳定的化合态形式。本专利技术提出的对称电池采用两个相同的电极分别用作电池的正、负极，生产电池所需的电极加工和制作工艺及其相关设备仅需要一套，可以大大降低企业投入生产门槛。在电池的实际生产中，非对称电池有时存在正、负极活性材料荷电状态不一致的情况，就必须对单个电极或两个电极分别充电使电池的正、负极均为充电态。而对称电池只需一次性对电池充电就可正常使用。因此，对称电池的充电化成更简单。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术的技术特点做进一步说明，但并不限制本
技术实现思路
及其权利要求。对称电池的正极(cathode)和负极(anode)均由同样的电极活性材料ABY组成。充电(charge)时，正极活性物质ABY发生氧化反应转化为荷电态AOBY，
负极活性物质ABY发生还原反应转化为荷电态ABRY。电池的电动势为电极对AOBY/ABY与ABY/ABRY的氧化还原电势差。放电(discharge)时，正极的AOBY还原向ABY态转化，负极的ABRY氧化向ABY态转化，最终两个电极均回到同样的初始态。所述的A和B可以是过渡金属元素组成的复合物，并且每种过渡金属元素存在两种以上(含两种)稳定的化合态形式。如A可以为Co、Ni、Cu等易形成较高电极电势对的元素，B可以为Mn、Fe、V等能形成较低电极电势对的元素。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对称电池，其特征在于：正负极或者阴阳极采用相同的电极材料。

【技术特征摘要】
1.一种对称电池，其特征在于：正负极或者阴阳极采用相同的电极材料。2.如权利要求1所述的对称电池，其特征在于：所述的电极材料同时含有...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪涛，刘文静，徐梦莹，刘开宇，桑商斌，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43