[发明专利]柔性透明空气-金属电池

说明书

背景技术

电池是能量存储装置，其以可转化成电能的化学能的形式存储能量。存在两种类型的电池：(a)原电池，其是一次性的，因而可以使用一次；和(b)二次电池，其是可再充电的，因而可以使用多次。电池以许多尺寸可用，从用于为小的低功率装置诸如手表提供动力的小型电池到用于为例如计算机数据中心提供备用电源或存储由可再生能源诸如风和太阳产生的能量的房间大小的电池组。

电池可包括一些伏打电池，各伏打电池均由通过含阴离子和阳离子的导电电解质串联的两个半电池组成。半电池包括离子向其迁移的电极和电解质。两个半电池的电解质可以是相同的或不同的，这取决于伏打电池的化学性质(chemistry)。类似地，电池可产生的电压取决于电池的化学性质。多种物质(material)可用于电极和电解质。

某种电池化学性质的值可通过对该化学性质有效的能量密度或比能(以kJ/g量度)来确定。大部分电池研究致力于降低制造具有高密度化学性质的电池的成本，同时保持安全性和可携带性。随着电子设备的可携带性增强，仍存在对高密度、柔性电池技术的需求。

发明概述

在一个实施方式中，柔性空气-金属电池可包括柔性透氧基质、与基质接触的空气阴极、与空气阴极电接触的柔性电解质、与柔性电解质接触以便柔性金属阳极不与空气阴极接触的柔性金属阳极和多个柔性集电器。集电器中的至少一个与空气阴极接触，并且柔性集电器中的至少一个与金属阳极接触。

在一个实施方式中，制造柔性电池的方法可包括提供柔性透氧基质、提供空气阴极、提供金属阳极、提供多个柔性集电器，和将透氧基质、电解质、空气阴极、金属阳极和集电器按顺序堆叠，以形成电池。

附图简述

图1显示根据实施方式的柔性空气金属电池的示意图。

图2显示制造根据实施方式的柔性电池的示例性方法的流程图。

图3显示根据实施方式的柔性空气-金属电池的示意图。

发明详述

本公开不限于所述的具体系统、装置和方法，因为它们可以变化。说明书中使用的术语仅用于描述特定形式或实施方式的目的，而不意图限制范围。

如本公开中使用的，单数形式“一个(a,an)”和“该(the)”包括复数指代，除非上下文另有说明。除非另外限定，否则本文使用的所有技术和科学术语均具有本领域普通技术人员通常理解的相同涵义。不应将本公开解释为承认本公开中描述的实施方式由于现有技术发明而没有资格对这些公开内容享有优先。如本公开中使用的，术语“包括”意味“包括、但不限于”。

本公开描述柔性空气金属电池和制造这样的电池的方法。柔性空气金属电池包括具有适当催化剂的空气阴极、柔性电解质和柔性金属阳极。本文的实施方式描述可用于空气金属电池的各种化学应用。基于本公开的教导，其他有用的化学应用对于本领域普通技术人员而言也将是显而易见的。柔性电池可用于为便携式电子设备提供动力或存储由可再生资源产生的能量。其他应用对于本领域普通技术人员将是显而易见的。

图1显示根据实施方式的柔性空气金属电池的示意图。在一些实施方式中，柔性空气金属电池100可包括柔性透氧基质110、与基质接触的空气阴极120、与空气阴极电接触的柔性电解质130、与柔性电解质接触并且不与空气阴极接触的柔性金属阳极140、和多个柔性集电器150。集电器中的至少一个与空气阴极120接触和柔性集电器中的至少一个与金属阳极140接触。

在一些应用诸如例如为透明显示设备提供动力的应用中，可期望电池100是透明的。在一些实施方式中，基质110、电解质130、阴极120、阳极140和集电器150中的一个或多个可以是光学透明的。