[发明专利]电池

说明书

本发明揭示了一种电池，包括壳体，设置于壳体中的正极、负极、水系电解液和隔膜，所述电池包括n对所述正极和负极，n≥2，相邻的两个正极共用位于两个正极之间的负极，相邻的两个负极共用位于两个负极之间的正极，所述正极、负极交替的层叠排列于所述壳体中。本发明提供的电池具有良好的循环性能以及较高的能量，电池有望在大型储能、电网调峰等领域获得广泛的运用。

技术领域

本发明属于电化学储能领域，具体涉及一种电池。

背景技术

人类对新能源的广泛运用，导致了二次电池市场的急速扩大。当前新能源体系中对二次电池的要求无处不在。无论是电动汽车，风能，太阳能并网还是电网调峰，都急需一种廉价，可靠，安全和寿命长的二次电池。目前所发展的二次电池主要集中在锂离子电池，高温钠硫电池，钠镍氯电池和钒液流电池。这些电池都具有各自的优点，比如锂离子电池和高温钠硫电池寿命长以及能量密度高，钒液流电池更是理论上具备无限的寿命等。但无论哪种电池，都无法同时满足廉价，可靠，安全和寿命长的要求。传统的锂离子电池过于昂贵，且有安全隐患；高温钠硫电池制造技术门槛高，售价昂贵；钒液流电池多项技术瓶颈目前都未能获得突破等。

为此很多研究者都致力于水系锂离子电池的研究，希望以此大幅降低锂离子电池的成本并提高安全性，并提出了一些以LiMn₂O₄为正极，钒的氧化物例如LiV₃O₈等为负极、水为电解液的电池，但因此类负极在水中充放电的稳定性差以及钒具有一定的毒性，从而限制了此类电池的发展。截至目前，已经提出的水系锂离子二次电池的结构都未能摆脱基于锂离子脱出-嵌入原理的结构，比如已经有报道的VO₂/LiMn₂O₄，LiV₃O₈/LiNi_0.81Co_0.19O₂，TiP₂O₇/LiMn₂O₄，LiTi₂(PO₄)₃/LiMn₂O₄，LiV₃O₈/LiCoO₂等。

发明内容

本发明旨在提供一种结构简单、低成本、安全可靠及循环寿命较长的电池。

本发明提供了一种电池，包括壳体，设置于所述壳体中的正极、两个负极、水系电解液和隔膜，所述正极包括复合集流体和正极活性物质，所述复合集流体包括正极集流体和包覆在所述正极集流体上的导电膜，所述复合集流体具有相对设置的第一面和第二面，所述正极活性物质设置在所述第一面和第二面上，所述正极活性物质能够可逆脱出-嵌入离子；所述负极选自金属、合金或碳基材料；所述水系电解液包括电解质，所述电解质至少能够电离出活性离子，所述活性离子在充电时被还原沉积在所述负极形成负极活性物质，所述负极活性物质在放电时被氧化溶解在所述水系电解液中；所述隔膜保持所述水系电解液；所述正极和负极层叠排布于所述壳体中，所述正极置于所述两个负极之间，所述两个负极共用所述正极，所述隔膜位于所述正极和负极之间。

本发明还提供了一种电池，包括壳体，设置于所述壳体中的两个正极、负极、水系电解液和隔膜，所述正极包括复合集流体和正极活性物质，所述复合集流体包括正极集流体和包覆在所述正极集流体上的导电膜，所述复合集流体具有相对设置的第一面和第二面，所述第一面与所述负极相对，至少所述第一面上设置有所述正极活性物质，所述正极活性物质能够可逆脱出-嵌入离子；所述负极选自金属、合金或碳基材料；所述水系电解液包括电解质，所述电解质至少能够电离出活性离子，所述活性离子在充电时被还原沉积在所述负极形成负极活性物质，所述负极活性物质在放电时被氧化溶解在所述水系电解液中；所述隔膜保持所述水系电解液；所述正极和负极层叠排布于所述壳体中，所述负极置于所述两个正极之间，所述两个正极共用所述负极，所述隔膜位于所述正极和负极之间。