[发明专利]一种电极材料、电池及电极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种电极材料、电池以及电极材料制备方法，属于电池领域，其为复合电极材料，该复合电极材料密度低于水性电解液密度，其包括电极活性材料、导电材料、粘结剂和塑料泡沫，电极活性材料具有氧化‑还原反应活性，能够贡献电池容量，导电材料具有电子电导率，粘结剂用于将不同的材料粘接为整体，并且不能阻断水性电解液与电极活性材料的接触；塑料泡沫，用于降低复合电极材料的整体密度。本发明还公开了包括如上所述电极材料的电池，该电池自上至下自动分为正极材料‑电解液‑负极材料三层或者负极材料‑电解液‑正极材料三层。本发明电池中，正、负极之间没有隔膜，电解液可以通过搅拌在正、负极之间流动，以促进离子传导。

技术领域

本发明属于电池材料领域，更具体地，涉及一种电极材料、电池及电极材料的制备方法。

背景技术

新能源，如太阳能和风能的有效利用，是解决人类能源问题的希望所在。而太阳能、风能具有间歇性、波动性、随机性的特点，无法保证与人们的用电需求在时间做到匹配，所以需要储能技术将太阳能、风能发出的电能储存起来，在需要的时候再释放。

储能技术中，储能电池技术具有能量效率高、不受地域限制等优势，成为了世界各国的重点发展对象。

用作电网储能的电池，其性能要求与其他二次电池有较大的区别，要求成本低、易于大规模生产、循环寿命长、无环境污染以及绝对的安全可靠，而对能量密度的要求却并不高。基于以上要求，水性电解液体系的二次电池由于其在成本、环境友好性、安全性等方面的优势，具有良好的应用前景，受到了普遍的重视。

目前的二次电池普遍的制作方法是多层卷绕或层叠，得到的电池为静态的，且正负极之间是靠隔膜隔开的，制作成本较高。此外，这种电池结构中离子传导仅仅靠扩散，所以电极厚度不能太厚，否则离子扩散速率跟不上，会影响充、放电速率。

鉴于现有技术的以上缺陷和改进需求，需要开发一种新型的电池。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种电极材料、电池及电极材料的制备方法，其目的在于，开发出密度低于水性电解液密度的复合电极材料，在重力的作用下，电池自上至下自动分为正极材料-电解液-负极材料三层或者负极材料-电解液-正极材料三层，正、负极之间没有隔膜，电解液可以通过搅拌在正、负极之间流动，以促进离子传导。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种电极材料，其为复合电极材料，该复合电极材料密度低于水性电解液密度，

其包括电极活性材料、导电材料、粘结剂和塑料泡沫，电极活性材料具有氧化-还原反应活性，能够贡献电池容量，

导电材料具有电子电导率，用于改善复合电极材料的电子导电性，

粘结剂为高分子材料，具有亲水性，用于将不同的材料粘接为整体，并且不能阻断水性电解液与电极活性材料的接触；

塑料泡沫为闭孔结构，不透水，用于降低复合电极材料的整体密度。

进一步的，所述电极活性材料为正极活性材料，该正极活性材料包括普鲁士蓝、Na₃MnTi(PO₄)₃、Zn₃[Fe(CN)₆]₂和LiMn₂O₄，其中，普鲁士蓝的分子式为Na_xFe[Fe(CN)₆]，0x2。

进一步的，所述电极活性材料为负极活性材料，该负极活性材料包括NaTi₂(PO₄)₃、Na₃MnTi(PO₄)₃以及醌类化合物。