一种由金属与过氧化物组成的高能量密度充放电电池及其应用制造技术

本发明专利技术属于电化学技术领域，具体为一种由金属与过氧化物组成的高能量密度充放电电池及其应用。该电池的隔膜为碱金属离子能够可逆通过的固体，负极为含有碱金属或含有碱金属的合金，正极为含过氧化物(ROOR′)和金属盐的混合水溶液；负极侧的电解质为有机电解液、聚合物电解质或离子液体电解质或它们的混合物，正极侧的电解质为含金属盐的水溶液或水凝胶。该种电池具有非常高的能量密度和良好的循环性能，而且成本低，可用于电力的储存和释放。

A high energy density charge discharge battery composed of metal and peroxide and its application

The invention belongs to the field of electrochemical technology, in particular, a high energy density charge and discharge battery composed of metal and peroxide and its application. The battery diaphragm for alkali metal ions can through reversible solid, anode alloy containing alkali metal or alkali metal containing the cathode containing peroxide (ROOR) aqueous solution and metal salt electrolyte; anode side for organic electrolyte, polymer electrolytes or ionic liquid electrolyte or mixtures of electrolyte anode side the metal salt containing aqueous solution or hydrogel. The battery has very high energy density and good cycle performance, and low cost, can be used for power storage and release.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电化学
，具体涉及一种由金属与过氧化物组成的高能量密度充放电电池及其应用，本专利技术还涉及该金属与过氧化物组成的电池的应用。
技术介绍
在化石能源日渐枯竭、环境污染日益严重的今天，电动汽车能降低温室气体和有害烟尘的排放，其开发和应用越来越受到人们的广泛关注。为了实现可持续发展，开发和利用新能源已成为世界各国的重要战略目标。其中，电化学能源因其能量转换效率与能量密度高、无噪声污染、可随意组合和移动的优点，成为最重要的研究课题之一。化学电源在高科技器件、绿色低能耗运输和可再生能源等方面得到了开发和利用。金属锂由于具有质量密度低，能量密度高，电极电势最负(-3.046V)及电子电导高等特点，近几十年来，以它为基础发展的锂电池已成为了电化学能源中研究与应用的重点(参见：吴宇平，戴晓兵，马军旗，程预江.《锂离子电池—应用与实践》)。目前，商品化锂离子电池已在小型的移动储存设备中得到了广泛的应用；然而价格高、安全性能差以及能量密度低等问题，制约着锂离子电池在新能源电动汽车上的进一步发展。锂-空气电池作为一种新型的锂电池体系，以金属锂为电池负极(阳极)，空气中的氧气为正极活性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由金属与过氧化物组成的高能量密度充放电电池，由隔膜、负极、正极和电解质组成，其特征为：(1)所述隔膜为固体，且碱金属离子能够可逆通过该隔膜；(2)所述负极含有碱金属，或含有碱金属之间的合金，或含有碱金属与其它金属组成的合金；(3)所述正极为含过氧化物(ROOR′)和金属盐的混合水溶液；(4)所述电解质分为负极侧的电解质和正极侧的电解质；负极侧的电解质为有机电解液、聚合物电解质或离子液体电解质或它们的混合物；正极侧的电解质为含金属盐的水溶液或水凝胶。

【技术特征摘要】
1.一种由金属与过氧化物组成的高能量密度充放电电池，由隔膜、负极、正极和电解质组成，其特征为：(1)所述隔膜为固体，且碱金属离子能够可逆通过该隔膜；(2)所述负极含有碱金属，或含有碱金属之间的合金，或含有碱金属与其它金属组成的合金；(3)所述正极为含过氧化物(ROOR′)和金属盐的混合水溶液；(4)所述电解质分为负极侧的电解质和正极侧的电解质；负极侧的电解质为有机电解液、聚合物电解质或离子液体电解质或它们的混合物；正极侧的电解质为含金属盐的水溶液或水凝胶。2.根据权利要求1所述的高能量密度充放电电池，其特征为所述的隔膜为含碱金属无机氧化物、含碱金属硫化物或含碱金属盐的全固态聚合物电解质，或者为它们之间的混合物；所述的含碱金属无机氧化物为MTi2(PO4)3、M4Ge0.5V0.5O4、M4SiO4、MZr(PO4)2、MB2(PO4)3或M2O-P2O5-B2O3，其中M为Li、Na、K、Rb或Cs，或这些含碱金属无机氧化物的掺杂物；所述的含碱金属硫化物为M2S-GeS2-SiS2或M3PO4-GeS2-SiS2等三元体系，或这些含金属硫化物的掺杂物；所述含金属盐的全固态聚合物电解质为含金属盐的聚氧化乙烯、含金属盐的聚偏氟乙烯或含金属盐的硅氧烷单离子聚合物电解质，或部分或全部氟取代的含金属盐烯烃类单离子聚合物电解质。3.根据权利要求1或者2所述的高能量密度充放电电池，其特征为其中所述的碱金属包括Li、Na、Rb或Cs；所述的其它金属包括Mg、Al、B、Si、Ga、In、Sn或Pb。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的高能量密度充放电电池，其特征为所述负极侧的电解质包括有机电解液、聚合物电解质或者离子液体电解质。5.根据权利要求4所述的高能量密度充放电电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：常郑，王旭炯，朱玉松，付丽君，吴宇平，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32