自充电和/或自循环的电化学单元制造技术

本公开提供了一种电化学单元，其包括固体玻璃电解质、具有有效阳极化学势μA的阳极和具有有效阴极化学势μC的阴极，所述固体玻璃电解质包括偶极子和由电解质引导的碱金属工作离子。在电化学单元的初始充电或放电之前，阴极和阳极之一或二者基本上没有工作离子。在初始充电或放电之前的开路中，由于μA和μC之间的差值，在固体玻璃电解质和阳极之间的界面以及固体玻璃电解质和阴极之间的界面中的一个或两个界面处形成双电层电容器。

Self-charging and/or self-cycling electrochemical units

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自充电和/或自循环的电化学单元
本公开涉及含有固体玻璃电解质的自充电和/或自循环电化学单元(cell)。
技术介绍
电化学单元具有两个电极，被电解质隔开的阳极和阴极。在传统电化学单元中，这些电极中的材料有电子活性和化学活性的。阳极是化学还原剂，并且阴极是化学氧化剂。阳极和阴极都能够获得和失去离子，通常能够获得和失去相同的离子，该离子被称为电池的工作离子。电解质是工作离子的导体，但通常它不能获得和失去离子。电解质是电子绝缘体，其不允许电池内电子的移动。在传统电化学单元中，在电化学单元循环之前，阳极和阴极均含有工作离子或二者至少之一含有工作离子。电化学单元通过在具有电子和离子组分的两个电极之间的反应来操作。电解质对单元内部的工作离子进行传导，并且迫使参与反应的电子通过外部电路。电池可以是简单的电化学单元，或者其可以是多个电化学单元的组合。
技术实现思路
本公开提供了一种电化学单元，其包括固体玻璃电解质、具有有效阳极化学势μA的阳极和具有有效阴极化学势μC的阴极，所述固体玻璃电解质包括偶极子和由电解质引导的碱金属工作离子。在电化学单元的初始充电或放电之前，阴极和阳极之一或二者基本没有工作离子。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电化学单元，包括:固体玻璃电解质，其含有偶极子和通过电解质传导的碱金属工作离子；具有有效阳极化学势μA的阳极；和具有有效阴极化学势μC的阴极，其中，在电化学单元的初始充电或放电之前，阴极和阳极之一或两者基本没有所述工作离子，其中，在初始充电或放电之前的开路中，由于μA和μC之间的差值，在固体玻璃电解质和阳极之间的界面以及固体玻璃电解质和阴极之间的界面中之一或两者处形成双电层电容器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.11 US 62/360,853;2017.04.03 US 15/478,0991.一种电化学单元，包括:固体玻璃电解质，其含有偶极子和通过电解质传导的碱金属工作离子；具有有效阳极化学势μA的阳极；和具有有效阴极化学势μC的阴极，其中，在电化学单元的初始充电或放电之前，阴极和阳极之一或两者基本没有所述工作离子，其中，在初始充电或放电之前的开路中，由于μA和μC之间的差值，在固体玻璃电解质和阳极之间的界面以及固体玻璃电解质和阴极之间的界面中之一或两者处形成双电层电容器。2.如权利要求1所述的电化学单元，其中，阴极和阳极中的至少一个或两者包含金属。3.如权利要求1所述的电化学单元，其中，在电化学单元的初始充电或放电之前，阴极和阳极均基本没有所述工作离子。4.如权利要求1所述的电化学单元，其中，阴极和阳极中之一是金属，并且另一包含半导体。5.如权利要求1所述的电化学单元，其中，阴极和阳极之一或两者包含确定其有效化学势的颗粒继电器或催化剂分子。6.如权利要求1所述的电化学单元，其中，所述工作离子是：锂离子(LI+)、钠离子(Na+)、钾离子(K+)、镁离子(Mg2+)、铝离子(Al3+)，或它们的任意组合。7.如权利要求1所述的电化学单元，其中，所述偶极子具有通式AyXz或通式Ay-1Xz-q，A是Li、Na、K、Mg和/或Al，X是S和/或O，0<z≤3，y足以保证通式AyXz的偶极子的电荷中性、或者足以保证通式Ay-1Xz-q的偶极子的-q电荷，并且1≤q≤3。8.如权利要求1所述的电化学单元，其中，所述偶极子包含至多50wt％的偶极添加剂。9.如权利要求8所述的电化学单元，其中，偶极添加剂包括具有通式AyXz或通式Ay-1Xz-q的化合物中的一个或其组合，其中，A是Li、Na、K、Mg和/或A...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·B·高德伊娜弗，M·H·索萨索瑞斯德奥利维拉布拉嘎，J·J·多阿玛拉尔费雷拉，J·C·罗德里格斯埃斯潘德奥利维拉，A·默奇森，
申请(专利权)人：得克萨斯州大学系统董事会，LNEG国家能源和地质学实验室，波尔图大学，
类型：发明
国别省市：美国,US