具有增强循环稳定性和库仑效率的可充电碱性电池制造技术

技术编号:43816722 阅读:41 留言:0更新日期:2024-12-27 13:30
本发明专利技术提供了一种具有增强循环稳定性和库仑效率的可充电碱性电池。该电池包括一个使用阴极材料制备的阴极,与第一端连接、一个使用阳极材料制备的阳极,与第二端连接、一个具有较高浓度的氢氧化物电解质以及至少一个位于阳极和阴极之间的多孔隔膜。氢氧化物电解质抑制总体反应中的析氢反应,从约20%降低至不到5%。以15mA/cm<supgt;2</supgt;的速率进行充放电、40%的放电深度(DOD)循环时,可充电碱性电池经过290次循环后,容量保持率高达80%以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电化学。具体而言,本专利技术涉及一种具有宽电化学稳定窗口的超浓缩氢氧化物电解质及其应用。


技术介绍

1、近年来,可充电锌电池因其高安全性、高能量密度、环境友好以及锌金属成本低廉而受到广泛关注。锌电池的工作原理取决于其所采用的电解质的酸碱性质不同。碱性锌电池由于其相对于中性电池的显著优势而脱颖而出。在碱性电解质中,锌阳极的放电过程涉及锌与氧化锌之间的短距离转化,从一定程度上有助于减轻形状变化和枝晶的形成。因此,碱性锌电池通常可以实现大于10mah/cm2的高面积容量。

2、此外,锌电极作为镍氢电池中金属氢化物的可行替代品,利用已建立的阴极和电池结构,可以带来即时的实际效益。然而,由于电极界面存在几个关键问题,特别是循环过程中的析氢反应(her)和锌阳极钝化,尚未完全实现可充电碱性锌电池的大规模商业应用。

3、从理论上讲,这些界面现象与电解质中碱性氢氧化物的浓度密切相关。在放电过程中,电解质中氧化锌的溶解度决定了氧化锌离子的储存模式,其与浓度呈正相关。当超过其溶解度时,由氧化锌释放形成的钝化层限制了锌电池在高放电深度(do本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有增强循环稳定性和库仑效率的可充电碱性电池,其特征在于,其中所述可充电碱性电池包括:

2.根据权利要求1所述的可充电碱性电池,其中所述可充电碱性电池进一步包括一个垫片。

3.根据权利要求1所述的可充电碱性电池,其中所述阳极材料包括锌、锌合金、氢氧化锌、氧化锌或其他碱溶性低的锌化合物。

4.根据权利要求1所述的可充电碱性电池,其中所述阴极材料包括氧化镍水合物。

5.根据权利要求1所述的可充电碱性电池,其中所述至少一个多孔隔膜包括非织造纤维素膜、聚合物薄膜、离子选择性膜和玻璃纤维隔膜。

6.根据权利要求1所述的可充电碱性电...

【技术特征摘要】

1.一种具有增强循环稳定性和库仑效率的可充电碱性电池,其特征在于,其中所述可充电碱性电池包括:

2.根据权利要求1所述的可充电碱性电池,其中所述可充电碱性电池进一步包括一个垫片。

3.根据权利要求1所述的可充电碱性电池,其中所述阳极材料包括锌、锌合金、氢氧化锌、氧化锌或其他碱溶性低的锌化合物。

4.根据权利要求1所述的可充电碱性电池,其中所述阴极材料包括氧化镍水合物。

5.根据权利要求1所述的可充电碱性电池,其中所述至少一个多孔隔膜包括非织造纤维素膜、聚合物薄膜、离子选择性膜和玻璃纤维隔膜。

6.根据权利要求1所述的可充电碱性电池,其中所述可充电碱性电池包括镍锌电池、银锌电池和锌空气电池。

7.根据权利要求1所述的可充电碱性电池,其中所述溶质是碱金属氢氧化物,所述碱金属氢氧化物选自氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化铝或其组合物中的一者或多者。

8.根据权利要求7所述的可充电碱性...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈擎马一琳李良昱
申请(专利权)人:香港科技大学
类型:发明
国别省市:

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