[发明专利]一种基于液态型金属氯化物正极的锂电池

说明书

本发明公开了一种基于液态型金属氯化物正极的锂电池，属于锂电池技术领域。锂电池内部腔体被固态电解质隔膜分割为两个独立的腔室；一侧的腔室中注有有机电解液，且有机电解液连接金属锂负极；另一侧的腔室中注有金属氯化物溶液作为液态正极，且金属氯化物溶液连接正极集流体；所述的金属氯化物不包括碱金属氯化物和碱土金属氯化物。本发明的原材料价格便宜且丰富，电池装配简单，适合于大规模工业化生产；且液态正极材料理论容量高，从而极大提高新型的锂电池理论能量密度。

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，主要涉及一种基于液态型金属氯化物正极的锂电池。

背景技术

电动汽车的普及被认为是解决环境污染和摆脱潜在能源危机的重要解决方式。但是目前的锂离子电池由于能量密度低、价格高，已经成为了制约电动汽车发展的最大瓶颈。下一代高能量密度的新型锂电池研发，在全世界范围内激起了广泛的兴趣。目前被认为有潜力成为下一代高能量密度的锂电池代表，分别为全固态锂电池，锂-氧电池，锂-硫电池。全固态锂电池由于电解质和正负极接触电阻大，导致功率密度低，无法应用于电动汽车；锂-氧电池理论能量密度高达3460Wh·kg-1，但是由于其是开放体系，容易受到大气中的水分和二氧化碳的污染，另外放电产物为超氧化锂和过氧化锂，具有极强的氧化性，能够腐蚀集流体以及电解液，导致锂-氧电池实际性能极差；锂-硫电池同样具有非常高的理论能量密度，但是放电产物多硫化锂易溶解于电解液中，随后扩散与锂负极发生化学反应，导致活性物质的损失以及锂金属负极的失效。

所以，另外开发一种比容量远超目前商业化的新型正极材料，应用于锂金属电池，将具有广阔的应用前景和重大的实际意义。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中锂电池容量低的问题，并提供一种基于液态型金属氯化物正极的锂电池及其制备方法。

本发明所采用的具体技术方案如下：

基于液态型金属氯化物正极的锂电池，该锂电池内部腔体被固态电解质隔膜分割为两个独立的腔室；一侧的腔室中注有有机电解液，且有机电解液连接金属锂负极；另一侧的腔室中注有金属氯化物溶液作为液态正极，且金属氯化物溶液连接正极集流体；所述的金属氯化物不包括碱金属氯化物和碱土金属氯化物。

作为优选，所述的金属氯化物溶液中，溶质为FeCl3、MnCl2、ZnCl2、NiCl2、CoCl2或CuCl2，溶剂为去离子水或无水有机溶剂。

整个电池的工作原理如下：

负极充放电反应:

正极充放电反应:

总反应：