[发明专利]液态金属电池及制备方法

说明书

本发明涉及电化学储能电池领域，提供了一种液态金属电池及制备方法。该电池包括充有电解液的壳体、插设在电解液中的电极以及填充在壳体和电极之间的多孔材料，壳体由第一液态金属构成，多孔材料由第二液态金属构成，电极由第三液态金属构成，第一液态金属、第二液态金属和第三液态金属的活性依次减小。本发明利用该方法通过采用不同活性的液态金属作为电极、壳体和多孔材料，既可实现电能的输出，又可确保整个电池具有良好的柔性、可变形性和可穿戴性，具有广阔的应用前景；另外，通过将电解液充注在多孔材料的孔道中，既保证了电解液与壳体和电极之间的充分接触，又可避免电解液泄露，使得化学能和电能之间的转换变得安全、高效。

技术领域

本发明涉及电化学储能电池领域，尤其涉及一种液态金属电池及制备方法。

背景技术

随着经济的发展，化石能源的不断消耗，能源短缺问题的日益突出，发展可再生能源已经成为一个重要的解决途径，但是由于这些能源的不连续性，需要有专门的储能装置进行能量的存储和转换。目前的储能技术有电磁储能、相变储能、电化学储能等多种方式，其中电化学储能技术包括镍氢电池、锂离子电池、液流电池、铅酸电池、钠硫电池技术等

目前，现有的电池基本都采用刚体结构，形状固定而无法改变，因而不适用于一些需要调整电池形状以适应特定空间的场合，比如可穿戴技术、移动应用场合。

发明内容

本发明要解决的是现有技术中电池形状无法改变、应用范围窄的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供一种液态金属电池，该电池包括充有电解液的壳体、插设在所述电解液中的电极以及填充在所述壳体和所述电极之间的多孔材料，所述壳体由第一液态金属构成，所述多孔材料由第二液态金属构成，所述电极由第三液态金属构成，所述第一液态金属、所述第二液态金属和所述第三液态金属的活性依次减小。

其中，所述第一液态金属、所述第二液态金属和/或第三液态金属为铋、铟、锡、镓铟合金、镓铟锡合金和铋铟锡合金中的至少一种。

其中，所述电解液为二氧化硅和硫酸溶液组成的胶体。

其中，所述电解液为碳酸丙烯酯、乙腈、碳酸丙烯酯、乙二醇二甲醚、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯或碳酸二乙酯中的至少一种。

其中，还包括包设在所述壳体的外侧的保护膜。

其中，所述保护膜的材质为塑料或纸。

其中，所述壳体的横截面为圆形、椭圆形、正方形或多边形。

其中，还包括插设在所述多孔材料中的负极引出线，所述负极引出线的底端始终保持与电解液接触，所述负极引出线的顶端和所述电极的顶端均探出于所述壳体。

其中，所述负极引出线的材质为铜、银或铂。

本发明还提供了一种上述所述的液态金属电池的制备方法，该方法包括以下步骤：

在所述壳体中充注一定量的所述电解液；

将所述电极插设在所述电解液中；

在所述电极和所述壳体之间填充所述多孔材料；

密封所述壳体。

本发明结构简单、便于加工，通过采用不同活性的液态金属作为电池的电极、壳体和多孔材料，既可实现电能的输出，又可确保整个电池具有良好的柔性、可变形性和可穿戴性，具有广阔的应用前景；另外，通过将电解液充注在多孔材料的孔道中，既可以保证电解液与壳体和电极之间的充分接触，又避免电解液泄露，使得化学能和电能之间的转换变得安全、高效。

附图说明

图1是本发明实施例1的一种液态金属电池的剖视图。

附图标记：