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基于铋基电极的宽温区高性能电化学储能器件制造技术

技术编号:27940610 阅读:94 留言:0更新日期:2021-04-02 14:22
本发明专利技术提供了一种基于铋基电极的宽温区高性能电化学储能器件,将制备的铋电极作为钾离子电池负极材料在低温条件下依旧展现了出色的循环稳定性,高的可逆容量和长的循环寿命。进一步地,通过将所制备的铋电极与碳进行匹配,能够在常/低温下得到能量和功率密度均高的铋基钾离子混合超级电容器。本文所述的基于铋基电极的宽温区高性能电化学储能器件具有优异的电化学性能,能够同时解决常/低温下电池可逆容量低,寿命短,及同时实现高的能量密度和功率密度的诸多问题,且适合大规模生产,是一种具有广阔应用前景的新型绿色化学电源。

【技术实现步骤摘要】
基于铋基电极的宽温区高性能电化学储能器件
本专利技术涉及电化学储能
,具体涉及一种基于铋基电极的宽温区高性能电化学储能器件。
技术介绍
随着当今社会的迅猛发展,传统化石燃料的匮乏及其对生态环境的负面影响等问题日益突出,因此,发展可持续和可再生的新型绿色储能器件成为当前研究的热点。新规定中提出,要准确把握全球能源结构的发展趋势,并着眼低碳环保型技术的创新和实际应用,大幅度提升新能源在汽车行业的应用比例,最终构建可持续绿色发展的新模式。其中,重点提到了实现新能源汽车的规模应用,预计到2020年,全面提升电动汽车的整体品质和性能。因而,发展新能源产业必须发展高安全、长寿命、高能量密度、以及高功率的电化学储能技术和器件。近来,由于钾资源的丰富和低成本,特别是,K/K+的氧化还原电势非常接近Li/Li+的氧化还原电势,表明钾离子混合超级电容器具有很高的工作电压和良好的能量密度。钾离子混合超级电容器由法拉第电池型负极和双电层电容正极组成,能够实现高的能量和功率密度,被认为是最有前途的下一代电化学储能设备。由于大的K+离子半径(1.38Å)导致本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于铋基电极的宽温区高性能电化学储能器件,其特征在于:所述电化学储能器件为铋基钾离子半电池,所述铋基钾离子半电池在-20℃~60℃下使用,其中铋基钾离子半电池以铋基电极为负极,以钾盐溶液为电解液,金属钾作为正极。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于铋基电极的宽温区高性能电化学储能器件,其特征在于:所述电化学储能器件为铋基钾离子半电池,所述铋基钾离子半电池在-20℃~60℃下使用,其中铋基钾离子半电池以铋基电极为负极,以钾盐溶液为电解液,金属钾作为正极。


2.根据权利要求1所述的基于铋基电极的宽温区高性能电化学储能器件,其特征在于:所述铋基电极由铋原料制备得到,铋原料包括檬酸铋、乙酸铋、碳酸铋、五水合硝酸铋、三氯化铋、氧化铋或氢氧化铋中的至少一种;钾盐溶液的浓度为0.1-8molL-1,钾盐为六氟磷酸钾、氯化钾、硝酸钾、氟化钾、碳酸钾、硫酸钾、十二烷基苯磺酸钾或柠檬酸三钾中的任意一种。


3.根据权利要求2所述的基于铋基电极的宽温区高性能电化学储能器件,其特征在于,所述铋原料的制备方法如下:
(1)分别将原料铋和还原剂溶于溶剂中,配制铋溶液和还原溶液;
(2)将铋溶液进行超声处理,之后再-10~100︒C下搅拌10-100min,搅拌后将还原溶液滴入,铋溶液中,滴加完成后再次搅拌,随后溶剂洗涤、离心、干燥得到铋原料。


4.根据权利要求3所述的基于铋基电极的宽温区高性能电化学储能器件,其特征在于:所述步骤(1)中溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、乙二醇、丙三醇或聚乙二醇中的至少一种,还原剂为水合肼、硼氢化钠、硼氢化钾或次亚磷酸钠中的至少一种;铋溶液的...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴英鹏黄璐刘妙
申请(专利权)人:湖南大学
类型:发明
国别省市:湖南;43

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