[发明专利]不含金属的含水电解质能量存储装置

权利要求书

1.一种电化学装置，其包括：

外壳；

在所述外壳中的电化学电池的堆叠，每一电化学电池包括：

阳极电极；

阴极电极；

隔板，其位于所述阳极电极与所述阴极电极之间；以及

电解质；

多个碳阴极和阳极集电器，其交替地位于相邻电化学电池之间；

第一多个突片，其操作性地连接到所述多个碳阴极集电器以及第二多个突片，其操作性地连接到所述多个碳阳极集电器；

其中，

第一电化学电池的阴极电极电接触第一阴极集电器；

第二电化学电池的阴极电极电接触所述第一阴极集电器，所述第二电化学电池的位置相邻于所述堆叠中的第一电化学电池的第一侧；

所述第一电化学电池的阳极电极电接触第二阳极集电器；

第三电化学电池的阳极电极电接触所述第二阳极集电器，所述第三电化学电池的位置相邻于所述堆叠中的所述第一电化学电池的第二侧；

所述阳极电极包含由阳极边界区域分隔的离散阳极部件；

所述阴极电极包含由阴极边界区域分隔的离散阴极部件；

所述隔板延伸至所述阳极边界区域和所述阴极边界区域的上方或下方；以及

所述电解质位于所述隔板中以及位于阳极电极边界区域与阴极电极边界区域中。

2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述第一多个突片经配置以彼此连接，以及所述第二多个突片经配置以彼此连接。

3.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述电化学装置为混合含水电解质能量存储装置。

4.根据权利要求3所述的电化学装置，其中所述阴极包括碱性离子嵌入材料，且所述阳极为在相对NHE小于-1.3V下电化学稳定的赝电容性或电化学双层电容性材料。

5.根据权利要求4所述的电化学装置，其中所述阴极电极包括掺杂或未掺杂的立方尖晶石λ-MnO₂类型材料或NaMn₉O₁₈隧道构造斜方晶材料，所述阳极电极包括活性碳、二氧化钛材料或磷橄榄石材料，所述电解液包含钠离子，且所述集电器包括碳纤维纸、涂有碳材料的惰性衬底或具有密度大于0.6g/cm³的膨胀石墨。

6.根据权利要求5所述的电化学装置，其中所述电解质为含有溶解的碱性离子的水溶液，所述碱性离子能够与阳极和阴极两者相互作用而使得可经由所述阴极电极处的嵌入以及通过所述阳极电极处的赝电容性非法拉第表面反应而存储电荷。

7.根据权利要求1所述的电化学装置，其中所述外壳包含与外界隔绝密封的、电化学惰性的聚合物外壳，且在电化学电池的堆叠中的所述电化学电池以棱柱配置来堆叠。

8.根据权利要求1所述的电化学装置，其中：

所述阳极电极和阴极电极的厚度在0.05cm与1cm之间；

所述阳极电极包含压制的粒状阳极电极；以及

所述阴极电极包含压制的粒状阴极电极。