[发明专利]一种高电压的镁充放电电池

权利要求书

1. 一种高电压的镁充放电电池，其特征在于：由隔膜、负极、正极和电解质组成，其中：

(1) 所述隔膜为固体且锂离子能够可逆通过；

(2) 所述负极为金属镁或镁的合金，负极集流体为金属铜、铝或银，或为它们的合金；

(3) 负极侧的电解质为镁充放电电池电解质：格式试剂及其衍生物、烷基镁铝配合物或有机含硼化合物的有机电解液、聚合物电解质、无机全固态电解质或离子液体电解质，或它们的混合物；

(4) 所述正极为锂离子电池常用正极材料；

(5) 正极侧的电解质为含锂盐的水溶液或水凝胶电解质；

其中，所述的隔膜为含锂无机氧化物、含锂硫化物或含锂盐的全固态聚合物电解质，或者为其中几种的混合物。

2. 根据权利要求1所述的高电压的镁充放电电池，其特征在于：所述的含锂无机氧化物为LiTi₂(PO₄)₃、Li₄Ge_0.5V_0.5O₄、Li₄SiO₄、LiZr(PO₄)₂、LiB₂(PO₄)₃、Li₂O-P₂O₅-B₂O₃三元体系，或这些含锂无机氧化物的掺杂物；所述的含锂硫化物为Li₂S–GeS₂-SiS₂或Li₃PO₄–GeS₂-SiS₂组成的三元体系，或这些含锂硫化物的掺杂物；所述含锂盐的全固态聚合物电解质为含锂盐的聚氧化乙烯、含锂盐的聚偏氟乙烯或含锂盐的硅氧烷单离子聚合物电解质，或部分或全部氟取代的含锂盐烯烃类单离子聚合物电解质。

3. 根据权利要求1或2所述的高电压的镁充放电电池，其特征在于：所述的有机电解液为在镁充放电电池电解液中溶解有锂盐的溶液，其中所述的锂盐为LiBr、LiCl、LiPF₆、LiClO₄、LiBOB、LiDFBO或LiTFSI，或者其中几种的混合物，溶液的溶剂为四氢呋喃或乙醚醚类溶剂。

4. 根据权利要求1或2所述的高电压的镁充放电电池，其特征在于：所述的聚合物电解质为含锂盐和镁盐的聚环氧乙烷、聚丙烯腈、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、聚乙烯醇或聚偏氟乙烯，或者为其中几种的混合物；无机全固态电解质为锂离子导体或镁离子导体。

5. 根据权利要求1或2所述的高电压的镁充放电锂电池，其特征在于：所述离子液体电解质为含BF₄^-或CF₃SO₃^-类阴离子或含咪唑类、哌啶类、吡咯类、季铵、酰胺类阳离子的离子液体。

6. 根据权利要求1或2所述的高电压的镁充放电锂电池，其特征在于：所述正极材料为LiMn₂O₄、LiCoO₂、LiNiO₂、LiFePO₄、Li[Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3]O₂、V₂O₅或MoO₃，或者为其中几种的混合物、掺杂物、包覆物。

7. 根据权利要求1或2所述的高电压的镁充放电锂电池，其特征在于：所述的含锂盐的水溶液或水凝胶电解质为溶解有无机锂盐或有机锂盐的水溶液或水凝胶电解质；所述的无机锂盐为金属锂的卤化物、硫化物、硫酸盐、硝酸盐或碳酸盐；所述的有机锂盐为锂的羧酸盐、磺酸盐或者它们的混合物。

8. 根据权利要求1~7之一所述的高电压的镁充放电电池在电力的储存和释放方面的应用。