The invention belongs to the field of electrochemical technology, in particular to a high performance metal air battery and its application. The battery electrolyte is capable of reversible oxygen ion transfer or inorganic solid containing such inorganic solid complexes, or mixtures of dopants, the cathode is the standard redox potential is lower than that of 0V alloy, metal or metal containing this type of composite cathode for air or oxygen from other sources. The battery has high safety performance, the energy density is very high; as the two battery, to avoid the current public lithium air battery, sodium air battery easily in the air electrode and the moisture in the air, carbon dioxide side reaction due to charge and discharge efficiency is low and the cycle performance deterioration problem, at the same time has good cycle performance. The metal air battery can be used for storage and release of electric power.
【技术实现步骤摘要】
一种高性能金属空气电池及其应用
本专利技术属于电化学
,具体涉及一种高性能金属空气电池及其应用。
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。与此同时,电子技术的发展,其功能越来越多,在使用过程中所消耗的能量也越来越多,因此也迫切需要高能量密度的化学电源。军事技术的发展也迫切需要武器小型化或者轻量化,而这些也需要高能量密度的化学电源。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,袁翔云,董超,段冀渊.《锂离子电池—应用与实践》,化学工业出版社,2012年)。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。但是锂离子电池的能量密度有限,不超过350Wh/kg;其安全性能非常差,主要是锂离子电池必须使用非水易燃的有机液体电解质,这也是电动汽车起火的关键原因。这两个方面制约着锂离子电池的进一步发展。为了克服锂离子电池的上述两个方面的问题,国内外开展了许多新型化学电源的研究和开发,例如锂-空气电池、锂-硫电池采用锂离子传递的电解质(参见PeterBruce等,Nat.Mater.,2012 ...
【技术保护点】
一种金属空气电池,由固体电解质、负极、正极和正极集流体组成,其特征在于:(1)所述固体电解质为氧离子能够可逆传递的无机固体或者含有这类无机固体的复合物、混合物或者掺杂物;(2)所述负极为标准氧化还原电位低于0V的金属或含有这类金属的合金、复合物;(3)所述正极为来自空气或者其它来源的氧。
【技术特征摘要】
1.一种金属空气电池,由固体电解质、负极、正极和正极集流体组成,其特征在于:(1)所述固体电解质为氧离子能够可逆传递的无机固体或者含有这类无机固体的复合物、混合物或者掺杂物;(2)所述负极为标准氧化还原电位低于0V的金属或含有这类金属的合金、复合物;(3)所述正极为来自空气或者其它来源的氧。2.根据权利要求1所述的金属空气电池,其特征在于所述的固体电解质是氧化锆及其掺杂物、钙钛矿结构的复合氧化物、氧化铈及其掺杂物中的一种或者两种以上掺杂物。3.根据权利要求2所述的金属空气电池,其特征在于所述的固体电解质是钇稳定的氧化锆(YSZ)或者Ba1-xSrxCo1-yFeyO3-δ(0<x,y,δ<1)类型的钙钛矿复合氧化物中的一种。4.根据权利要求1-3任一项所述的金属空气电池,其特征在于所述的固体电解质也可以传递阳离子,所述阳离子为锂离子、钠离子、镁离子或锌离子中的任一种。5.根据权利要求1-4中任一项所述的金属空气电池,其特征在于所述负极的标准氧化还原电位低于0V的金属包括碱金属如锂、钠、钾、铷,碱土金属如镁、钙、锶、钡,第三主族金属元素如铝、铟、镓,过渡金属如铁、锌、镉,或者含有这些金属的合金、复合物。6.根据权利要求1-5中任意一项所述的金...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴文卓,王彦方,袁新海,朱玉松,付丽君,郑健,吴宇平,
申请(专利权)人:浙江地坤键新能源科技有限公司,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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