一种二次电池及其制备方法技术

本发明专利技术涉及电池技术领域，尤其涉及一种二次电池及其制备方法。在该装置中，共用电极、第一电极、第二电极、第一电解质、第二电解质设置于壳体内，共用电极设置于第一电极和第二电极之间，第一电解质设置于共用电极和第一电极之间，第二电解质设置于共用电极和第二电极之间；共用电极负载有至少两种载流子，第一电极和第二电极均负载有至少一种载流子，共用电极、第一电极和第二电极分别与电控组件连接，电控组件用于控制共用电极和第一电极之间以及共用电极和第二电极之间的载流子输运。本发明专利技术提供的方案提高了二次电池的可扩展性。明提供的方案提高了二次电池的可扩展性。明提供的方案提高了二次电池的可扩展性。

【技术实现步骤摘要】
一种二次电池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种二次电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]自二次电池被专利技术以来，绝大多数二次电池以单电极对单电极状态进行运行。单电极对单电极体系能够满足离子在两个电极之间进行可逆输运，并存储/失去能量，是现今二次电池的基本形式。
[0003]然而，在单电极对单电极体系的二次电池中，电极在充放电过程中往往只能完成单一载流子的输运，例如钠钾合金负极在充放电过程中只能完成钠离子或钾离子的输运。由于另一种载流子未参与输运，这使得二次电池的可扩展性弱。
[0004]因此，目前亟待需要一种二次电池及其制备方法来解决上述技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种二次电池及其制备方法，能够通过控制两种载流子参与输运，从而提高了二次电池的可扩展性。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种二次电池，包括：
[0007]壳体、共用电极、第一电极、第二电极、第一电解质、第二电解质和电控组件；
[0008]所述共用电极、所述第一电极、所述第二电极、所述第一电解质和所述第二电解质设置于所述壳体内，所述共用电极设置于所述第一电极和所述第二电极之间，所述第一电解质设置于所述共用电极和所述第一电极之间，所述第二电解质设置于所述共用电极和所述第二电极之间；
[0009]所述共用电极负载有至少两种载流子，所述第一电极和所述第二电极均负载有至少一种载流子，所述共用电极、所述第一电极和所述第二电极分别与所述电控组件连接，所述电控组件用于控制所述共用电极和所述第一电极之间以及所述共用电极和所述第二电极之间的载流子输运。
[0010]在一种可能的设计中，所述共用电极作为负极、所述第一电极和所述第二电极均作为正极，所述电控组件进行如下调控：
[0011]控制所述二次电池处于双向充电状态，所述第一电极失去电子和第一载流子，所述第二电极失去电子和第二载流子，所述共用电极得到来自所述第一电极的电子和第一载流子以及来自所述第二电极的电子和第二载流子；
[0012]控制所述二次电池处于双向放电状态，所述共用电极失去电子、第一载流子和第二载流子，所述第一电极得到来自所述共用电极的电子和第一载流子，所述第二电极得到来自所述共用电极的电子和第二载流子。
[0013]在一种可能的设计中，所述共用电极作为正极、所述第一电极和所述第二电极均作为负极，所述电控组件进行如下调控：
[0014]控制所述二次电池处于双向充电状态，所述共用电极失去电子、第一载流子和第
二载流子，所述第一电极得到来自所述共用电极的电子和第一载流子，所述第二电极得到来自所述共用电极的电子和第二载流子；
[0015]控制所述二次电池处于双向放电状态，所述第一电极失去电子和第一载流子，所述第二电极失去电子和第二载流子，所述共用电极得到来自所述第一电极的电子和第一载流子以及来自所述第二电极的电子和第二载流子。
[0016]在一种可能的设计中，所述共用电极作为负极、所述第一电极作为调控电极、所述第二电极作为储能电极，所述电控组件进行如下调控：
[0017]控制所述二次电池处于单向充电状态，所述第二电极失去电子和第二载流子，所述共用电极得到来自所述第二电极的电子和第二载流子，所述共用电极失去电子和第一载流子，所述第一电极得到来自所述共用电极的电子和第一载流子；其中，所述第一电极得到的第一载流子的数量小于所述第二电极失去的第二载流子的数量；
[0018]控制所述二次电池处于单向放电状态，所述第一电极失去电子和第一载流子，所述共用电极得到来自所述第一电极的电子和第一载流子，所述共用电极失去电子和第二载流子，所述第二电极得到来自所述共用电极的电子和第二载流子；其中，所述第一电极失去的第一载流子的数量小于所述第二电极得到的第二载流子的数量。
[0019]在一种可能的设计中，所述共用电极作为正极、所述第一电极作为调控电极、所述第二电极作为储能电极，所述电控组件进行如下调控：
[0020]控制所述二次电池处于单向充电状态，所述第一电极失去电子和第一载流子，所述共用电极得到来自所述第一电极的电子和第一载流子，所述共用电极失去电子和第二载流子，所述第二电极得到来自所述共用电极的电子和第二载流子；其中，所述第一电极失去的第一载流子的数量小于所述第二电极得到的第二载流子的数量；
[0021]控制所述二次电池处于单向放电状态，所述第二电极失去电子和第二载流子，所述共用电极得到来自所述第二电极的电子和第二载流子，所述共用电极失去电子和第一载流子，所述第一电极得到来自所述共用电极的电子和第一载流子；其中，所述第一电极得到的第一载流子的数量小于所述第二电极失去的第二载流子的数量。
[0022]在一种可能的设计中，所述共用电极采用如下中的一种材料制得：钠钾合金、磷基合金、锡基合金、碳基材料、钠离子导体、层状氧化物。
[0023]在一种可能的设计中，所述电控组件包括变压器，用于控制所述第一电极和所述第二电极的输出电压相同；
[0024]和/或，
[0025]所述电控组件包括功率开关，用于控制所述第一电极和所述第二电极中的一者输出电压且另一者不输出电压。
[0026]在一种可能的设计中，所述电控组件包括电流源电路，用于控制所述第一电极的电流相对于所述共用电极的流向与所述第二电极的电流相对于所述共用电极的流向相反，并维持所述第一电极的电流和所述第二电极的电流呈正比，以维持所述共用电极的体积膨胀率不变。
[0027]在一种可能的设计中，还包括：两个所述绝缘件；
[0028]所述壳体包括共用壳体、第一壳体和第二壳体，所述共用电极设置于所述共用壳体内，所述第一电极设置于所述第一壳体内，所述第二电极设置于所述第二壳体内；
[0029]其中一个所述绝缘件设置于所述共用壳体和所述第一壳体之间，另一个所述绝缘件设置于所述共用壳体和所述第二壳体之间。
[0030]第一方面，本专利技术实施例提供了一种二次电池的制备方法，包括：
[0031]制备所述共用电极、所述第一电极和所述第二电极；
[0032]将所述共用电极安装到所述共用壳体内，将所述第一电极安装到所述第一壳体内，将所述第二电极安装到所述第二壳体内；
[0033]将两个所述绝缘件分别安装到所述共用壳体和所述第一壳体之间以及所述共用壳体和所述第二壳体之间；
[0034]向所述共用电极和所述第一电极之间加入所述第一电解质，向所述共用电极和所述第二电极之间加入所述第二电解质；
[0035]将所述电控组件分别连接到所述共用电极、所述第一电极和所述第二电极。
[0036]由上述方案可知，本专利技术提供的二次电池及其制备方法，通过设置共用电极负载有两种载流子，第一电极和第二电极均负载有至少一种载流子，再利用电控组件控制共用电极和第一电极之间以及共用电极和第二电极之间的载流子输运，如此可以实现对共用电极负载的两种载本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次电池，其特征在于，包括：壳体(1)、共用电极(20)、第一电极(21)、第二电极(22)、第一电解质、第二电解质和电控组件(5)；所述共用电极(20)、所述第一电极(21)、所述第二电极(22)、所述第一电解质和所述第二电解质设置于所述壳体(1)内，所述共用电极(20)设置于所述第一电极(21)和所述第二电极(22)之间，所述第一电解质设置于所述共用电极(20)和所述第一电极(21)之间，所述第二电解质设置于所述共用电极(20)和所述第二电极(22)之间；所述共用电极(20)负载有至少两种载流子，所述第一电极(21)和所述第二电极(22)均负载有至少一种载流子，所述共用电极(20)、所述第一电极(21)和所述第二电极(22)分别与所述电控组件(5)连接，所述电控组件(5)用于控制所述共用电极(20)和所述第一电极(21)之间以及所述共用电极(20)和所述第二电极(22)之间的载流子输运。2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述共用电极(20)作为负极、所述第一电极(21)和所述第二电极(22)均作为正极，所述电控组件(5)进行如下调控：控制所述二次电池处于双向充电状态，所述第一电极(21)失去电子和第一载流子，所述第二电极(22)失去电子和第二载流子，所述共用电极(20)得到来自所述第一电极(21)的电子和第一载流子以及来自所述第二电极(22)的电子和第二载流子；控制所述二次电池处于双向放电状态，所述共用电极(20)失去电子、第一载流子和第二载流子，所述第一电极(21)得到来自所述共用电极(20)的电子和第一载流子，所述第二电极(22)得到来自所述共用电极(20)的电子和第二载流子。3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述共用电极(20)作为正极、所述第一电极(21)和所述第二电极(22)均作为负极，所述电控组件(5)进行如下调控：控制所述二次电池处于双向充电状态，所述共用电极(20)失去电子、第一载流子和第二载流子，所述第一电极(21)得到来自所述共用电极(20)的电子和第一载流子，所述第二电极(22)得到来自所述共用电极(20)的电子和第二载流子；控制所述二次电池处于双向放电状态，所述第一电极(21)失去电子和第一载流子，所述第二电极(22)失去电子和第二载流子，所述共用电极(20)得到来自所述第一电极(21)的电子和第一载流子以及来自所述第二电极(22)的电子和第二载流子。4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述共用电极(20)作为负极、所述第一电极(21)作为调控电极、所述第二电极(22)作为储能电极，所述电控组件(5)进行如下调控：控制所述二次电池处于单向充电状态，所述第二电极(22)失去电子和第二载流子，所述共用电极(20)得到来自所述第二电极(22)的电子和第二载流子，所述共用电极(20)失去电子和第一载流子，所述第一电极(21)得到来自所述共用电极(20)的电子和第一载流子；其中，所述第一电极(21)得到的第一载流子的数量小于所述第二电极(22)失去的第二载流子的数量；控制所述二次电池处于单向放电状态，所述第一电极(21)失去电子和第一载流子，所述共用电极(20)得到来自所述第一电极(21)的电子和第一载流子，所述共用电极(20)失去电子和第二载流子，所述第二电极(22)得到来自所述共用电极(20)的电子和第二载流子；其中，所述第一电极(21)失去的第一载流子...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永生，耿天立，汪涛，王家伟，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：