[发明专利]可充电电池

说明书

本发明公开了一种可充电电池，包括一复合正极、一复合负极、一隔膜以及电解液，所述复合正极与所述复合负极均为层状结构，相对设置于所述隔膜的两侧；所述复合正极包括依次层叠设置的第一超级电容器材料层、电池正极材料层以及正极集流体，其中所述第一超级电容器材料层靠近所述隔膜设置，一正极连接体同时与该第一超级电容器材料层及正极集流体接触设置，实现该第一超级电容器材料层与正极集流体之间的电连接；所述复合负极包括层叠设置的第二超级电容器材料层与电池负极材料层，所述第二超级电容器材料层靠近所述隔膜设置。

技术领域

本发明涉及一种可充电电池，尤其涉及一种在一次电池基础上改进的可充电电池。

背景技术

电池储能是一种常见的电能存储技术，常见的储能电池可以根据能否反复充放电循环使用而分为一次电池与二次电池，其中一次电池是放电后不能再充电使其复原的电池，包括锌锰电池、锂金属电池等，二次电池则是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池，包括铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等。将废弃的一次电池变为可充电电池可以节约能源，降低电池成本，一直是能源领域研究的热门课题。关于一次电池的可充电性研究已有相关报道，现有技术中一种可充电锌锰电池的充电次数可达到100次以上，然而实现上述可充电性能需要：1）放电时需要严格控制放电终止电压，只能放出其容量的1/3；2）充电时需要按规定的涓流限压。上述放电与充电过程中的条件限制影响了该可充电锌锰电池的性能，阻碍了其大规模推广应用。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种在现有一次电池基础上改进的可充电电池。

一种可充电电池，包括一复合正极、一复合负极、一隔膜以及电解液，所述复合正极与所述复合负极均为层状结构，相对设置于所述隔膜的两侧；所述复合正极包括依次层叠设置的第一超级电容器材料层、电池正极材料层以及正极集流体，其中所述第一超级电容器材料层靠近所述隔膜设置，一具有良好导电性能的正极连接体同时与该第一超级电容器材料层及集流体接触设置，实现该第一超级电容器材料层与集流体之间的电连接；所述复合负极包括层叠设置的第二超级电容器材料层与电池负极材料层，所述第二超级电容器材料层靠近所述隔膜设置。

相较于现有技术，本发明提供的可充电电池在现有一次电池结构的基础上增加超级电容器材料层与连接体，电池正极材料层、电池负极材料层构成的电池系统与第一超级电容器材料层、第二超级电容器材料层构成的超级电容器系统协同作用，循环充电次数可以达到1000次以上。

附图说明

图1为本发明实施例提供的可充电电池结构示意图。

图2为图1所示可充电电池延II-II线的剖视图。

图3为本发明提供的超级电容器材料层的局部放大图。

图4为本发明实施例提供的碳纳米管/聚苯胺复合材料扫描电镜照片。

图5为本发明提供的可充电电池放电过程原理图。

图6为本发明提供的可充电电池充电过程原理图。

图7为本发明提供的可充电电池电位窗为0-1.8V时的恒流充放电曲线。

图8为本发明提供的可充电电池电位窗为0-1.5V时的恒流充放电曲线。

图9为本发明提供的可充电电池电位窗为0-1.5V时的库伦效率和比容量循环性能曲线。

图10为本发明提供的可充电电池电位窗为0.7-1.5V时的恒流充放电曲线。

主要元件符号说明