水系卤素离子电池及其制备方法

    专利2025-11-11  11


    本发明涉及电化学储能电池,尤其涉及一种水系卤素离子电池及其制备方法。


    背景技术:

    1、现阶段,以阴离子为电荷载体的卤素离子电池存在电极材料在电解液中易溶解的问题,导致卤素离子电池的使用寿命短,且循环稳定性较差,从而限制其在储能领域的发展应用。

    2、因此,有必要提供一种新型的水系卤素离子电池。


    技术实现思路

    1、为克服相关技术中存在的问题,本发明实施例提供一种水系卤素离子电池,用以解决循环稳定性较差和使用寿命短的技术问题。

    2、根据本发明实施例的第一方面,提供一种水系卤素离子电池,所述水系卤素离子电池的正极片为银箔,所述水系卤素离子电池的负极片包括负极集流体以及敷设于所述负极集流体上的负极活性层,所述负极活性层包括负极活性物质、导电剂和粘结剂,其中所述负极活性物质为mxene,所述水系卤素离子电池的电解液为卤素盐水溶液或者海水。

    3、在一实施例中,所述卤素盐选自卤化钠、卤化钾、卤化锂中的至少一种。

    4、在一实施例中,所述卤素盐选自氟化钠、氯化钠、溴化钠、碘化钠中的至少一种。

    5、在一实施例中,所述卤素盐水溶液的浓度为0.1mol/l-10mol/l。

    6、在一实施例中,所述银箔的厚度为10微米-500微米。

    7、在一实施例中,所述负极集流体选自钛箔、钨箔或者钼箔。

    8、在一实施例中,所述负极集流体选自钛箔。

    9、根据本发明实施例的第二方面,提供一种所述的水系卤素离子电池的制备方法,包括以下步骤:

    10、采用银箔制备正极片;

    11、将负极活性物质、导电剂、粘结剂与溶剂混合并制备成浆料,再将所述浆料形成于负极集流体上,真空干燥后得到负极片,其中所述负极活性物质为mxene;

    12、采用卤素盐配制卤素盐水溶液作为电解液,或者,采用海水作为电解液;

    13、将所述正极片、所述负极片以及所述电解液组装成水系卤素离子电池。

    14、在一实施例中,所述真空干燥的条件为:温度为50℃-100℃,时间为8h-15h。

    15、在一实施例中,所述海水经过过滤处理。

    16、本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:本发明采用银箔作为正极片,将mxene作为负极的活性材料,并使用卤素盐水溶液或者海水作为电解液,使得本发明的水系卤素离子电池不存在电极材料在电解液中溶解的问题,使用寿命得到了极大的提高。

    17、另外,mxene的层间能够嵌入外来的卤素离子,银箔能够通过银与卤化银之间的转化反应在正电位实现卤素阴离子的存储,所以,在充放电时,卤素阴离子作为电荷载体,能够在正极片和负极片中脱出和嵌入,使得水系卤素离子电池具有较高的比容量及稳定的充放电循环特性。

    18、应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本发明。



    技术特征:

    1.一种水系卤素离子电池,其特征在于,所述水系卤素离子电池的正极片为银箔,所述水系卤素离子电池的负极片包括负极集流体以及敷设于所述负极集流体上的负极活性层,所述负极活性层包括负极活性物质、导电剂和粘结剂,其中所述负极活性物质为mxene,所述水系卤素离子电池的电解液为卤素盐水溶液或者海水。

    2.根据权利要求1所述的水系卤素离子电池,其特征在于,所述卤素盐选自卤化钠、卤化钾、卤化锂中的至少一种。

    3.根据权利要求2所述的水系卤素离子电池,其特征在于,所述卤素盐选自氟化钠、氯化钠、溴化钠、碘化钠中的至少一种。

    4.根据权利要求1所述的水系卤素离子电池,其特征在于,所述卤素盐水溶液的浓度为0.1mol/l-10mol/l。

    5.根据权利要求1所述的水系卤素离子电池,其特征在于,所述银箔的厚度为10微米-500微米。

    6.根据权利要求1所述的水系卤素离子电池,其特征在于,所述负极集流体选自钛箔、钨箔或者钼箔。

    7.根据权利要求6所述的水系卤素离子电池,其特征在于,所述负极集流体选自钛箔。

    8.一种如权利要求1-7任一项所述的水系卤素离子电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

    9.根据权利要求8所述的水系卤素离子电池的制备方法,其特征在于,所述真空干燥的条件为:温度为50℃-100℃,时间为8h-15h。

    10.根据权利要求8所述的水系卤素离子电池的制备方法,其特征在于,所述海水经过过滤处理。


    技术总结
    本发明涉及一种水系卤素离子电池及其制备方法,水系卤素离子电池的正极片为银箔,负极片包括负极集流体以及敷设于负极集流体上的负极活性层,负极活性层包括负极活性物质、导电剂和粘结剂,其中负极活性物质为MXene,电解液为卤素盐水溶液或者海水。本发明的水系卤素离子电池不存在电极材料在电解液中溶解的问题,使用寿命得到了极大的提高;同时,MXene的层间能够嵌入外来的卤素阴离子,银箔能够通过银与卤化银之间的转化反应实现卤素阴离子的存储,所以,在充放电时,卤素阴离子作为电荷载体,能够在正极片和负极片中脱出和嵌入,使得本发明的水系卤素离子电池具有较高的比容量及稳定的充放电循环特性。

    技术研发人员:田新龙,杨金霖,张雨
    受保护的技术使用者:海南大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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