[发明专利]具有高体积能量密度和重量能量密度的碱金属或碱离子电池

权利要求书

1.一种用于生产碱金属电池的方法，其中所述碱金属选自钠(Na)、钾(K)、Na与K的组合、Na和/或K与锂(Li)的组合，并且所述碱金属不包括单独的锂；所述方法包括：

(A)制备分散在第一液体电解质中的阳极活性材料和任选的导电添加剂的第一悬浮液和分散在第二液体电解质中的阴极活性材料和任选的导电添加剂的第二悬浮液；

(B)组装由作为阳极集流体的第一导电泡沫结构、作为阴极集流体的第二导电泡沫结构和布置在所述第一导电泡沫结构与所述第二导电泡沫结构之间的多孔隔膜构成的多孔单元框架；其中所述第一导电泡沫结构和/或第二导电泡沫结构具有不小于100μm的厚度和至少80％体积的孔；

(C)将所述第一悬浮液注入所述第一导电泡沫结构的孔中以形成阳极并将所述第二悬浮液注入所述第二导电泡沫结构的孔中以形成阴极，其程度为使得所述阳极活性材料在所述阳极中具有不小于20mg/cm²的材料质量负载量或所述阴极活性材料在所述阴极中具有对于有机或聚合物材料不小于15mg/cm²的材料质量负载量或对于无机和非聚合物材料不小于40mg/cm²的材料质量负载量；

其中在所述第一悬浮液的注入和/或所述第二悬浮液的注入之前或之后，将所述阳极集流体、所述隔膜和所述阴极集流体组装在保护性外壳中。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述阴极活性材料为钠或钾插层化合物或者吸收钠或钾的化合物，选自无机材料、有机材料、或其组合。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述阴极活性材料为选自金属氧化物/磷酸盐/硫化物的钠或钾插层化合物或者吸收钠或钾的化合物。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述金属氧化物/磷酸盐/硫化物选自钠钴氧化物、钠镍氧化物、钠锰氧化物、钠钒氧化物、钠混合金属氧化物、钠/钾过渡金属氧化物、钠铁磷酸盐、钾铁磷酸盐、钠锰磷酸盐、钾锰磷酸盐、钠钒磷酸盐、钾钒磷酸盐、钠混合金属磷酸盐、过渡金属硫化物、或其组合。

5.如权利要求2所述的方法，其中所述无机材料选自硫、硫化合物、过渡金属二硫属化物、过渡金属三硫属化物或其组合。

6.如权利要求2所述的方法，其中所述无机材料选自硫、多硫化锂、过渡金属二硫属化物、过渡金属三硫属化物或其组合。

7.如权利要求2所述的方法，其中所述无机材料选自TiS₂、TaS₂、MoS₂、NbSe₃、MnO₂、CoO₂、氧化铁、氧化钒或其组合。