[发明专利]二级固态电源

权利要求书

1.二级固态电源，其组成如下：金属或合金形式的阳极An⁰，该阳极的氟化 导致形成具有高同量异位素形成电势的一种氟化物或多种氟化物、具有高离子传 导性和低电子传导性的固体氟化物离子导体形式的电解质、和基于一种氟化物或 基于多种氟化物固溶体的具有低同量异位素形成电势的固体阴极KtF⁰；其中放电 阴极反应是KtF⁰+e^-→F^-+Kt′，阳极放电反应是An⁰+F^-→An′F+e^-，其特征在 于，

所述阴极在比固体电解质的分解电压更低的电压下，对氟离子是可逆的，此 时其充-放电阴极反应为

所述阳极在比固体电解质的分解电压更低的电压下，对氟离子是可逆的，此 时的充-放电阳极反应为

并且所述阳极、电解质和阴极包括至少一种在充电/放电循环中防止电池破坏 的成分，所述防止电池破坏的成分为聚合物，或离子导体，或玻璃。

2.根据权利要求1的二级固态电源，其中阳极和阴极的可逆性都通过在阳极 和阴极中引入固态氟化物离子导体而实现。

3.根据权利要求1或2的二级固态电源，其中阳极和阴极的可逆性都通过在 阳极和阴极中引入具有高电子传导性的固态导体而实现。

4.根据权利要求1的二级固态电源，其中在放电状态下，阳极是选自Li，K， Na，Sr，Ba，Ca，Mg，Al，Ce，La的金属或其合金，或者是选自所列举的金属 与选自Pb，Cu，Bi，Cd，Zn，Co，Ni，Cr，Sn，Sb，Fe的金属的合金；并且在 充电状态下，阳极相应地由所述金属的氟化物组成。

5.根据权利要求1的二级固态电源，其中在充电状态下，阴极可以由氟化物 制成，包括：MnF₂，MnF₃，TaF₅，NdF₅，VF₃，VF₅，CuF，CuF₂，AgF，AgF₂， BiF₃，PbF₂，PbF₄，CdF₂，ZnF₂，CoF₂，CoF₃，NiF₂，CrF₂，CrF₃，CrF₅， GaF₃，InF₂，InF₃，GeF₂，SnF₂，SnF₄，SbF₃，MoF₅，WF₅或者所述氟化物的合 金，或者上述各种物质中的多种构成的混合物制成；并且在放电状态下，其可以 由选自以下的金属制成：Mn，Ta，Nd，VF，Cu，Ag，Bi，Pb，Cd，Zn，Co， Ni，Cr，Ga，In，Ge，Sn，Sb，Mo，W，或它们的合金，或上述各种物质中的多 种构成的混合物制成。

6.根据权利要求1的二级固态电源，其中所述固体电解质是La或Ce的氟化 物，或者是基于所述La或Ce的氟化物的复合型氟化物，所述复合型氟化物包含 碱土金属的一种氟化物或多种氟化物、和/或碱金属的氟化物、和/或碱金属的氯化 物。

7.根据权利要求1的二级固态电源，其中所述固体电解质由基于碱土金属氟 化物的、与稀土金属氟化物或/和碱金属的氟化物或/和碱金属的氯化物的合金性添 加剂的复合型氟化物组成。

8.根据权利要求1的二级固态电源，其中所述固体电解质由基于PbF₂的复合 型氟化物组成，包含SrF₂，或BaF₂，或CaF₂，或SnF₂，以及KF的添加剂。