[发明专利]一种气体负极电池及其制作方法

说明书

一种气体负极电池及其制作方法，所述电池包括正极、负极、电解质及用于封装所述正极、所述负极及所述电解质的壳体，所述负极包括负极活性材料和一个多孔结构的负极导电膜片，所述负极活性材料为气体，所述负极导电膜片位于所述电解质远离所述正极的一侧，并与所述电解质的一侧接触；所述正极与所述电解质的另一侧接触，所述正极包括能够可逆释放/获取一种或几种离子的正极活性材料；所述电解质能够可逆传输所述正极和所述负极所包含的储能离子。该气体负极电池实现了使用气体作为电池负极活性材料，可以极大地降低电池本体的重量，提高了电池的能量密度，电池循环性能好。

技术领域

本发明涉及储能器件领域，特别是涉及一种气体负极电池及其制作方法。

背景技术

近几十年来以锂离子电池为代表的二次储能电池得到了广泛的应用，二次电池储能技术也取得了长足的进步。但是，大规模储能电池、动力电池、高能量密度移动设备二次电池对二次电池的质量能量密度、体积能量密度以及储能廉价性提出了更高的要求，由此发展出了更多的储能体系，钠离子电池、钾离子电池、金属氧气电池、锂硫电池等，其中金属氧气电池使用氧气作为正极活性材料，极大提高了电池的能量密度，其中锂氧气电池是我们已知的能量密度最高的二次储能电池。对金属负极锂负极、钠负极的研究也取得了长足进步。但是不管在液态电解质体系还是固态电解质体系下，金属负极都带来了许多问题。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种气体负极电池及其制作方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种气体负极二次电池，其包括正极、负极、电解质及用于封装所述正极、所述负极及所述电解质的壳体，所述负极包括负极活性材料和一个多孔结构的负极导电膜片，所述负极活性材料为气体，所述负极导电膜片位于所述电解质远离所述正极的一侧，并与所述电解质的一侧接触；所述正极与所述电解质的另一侧接触，所述正极包括能够可逆释放/获取一种或几种离子的正极活性材料；所述电解质能够可逆传输所述正极和所述负极所包含的储能离子。

进一步地：

所述负极活性材料反应后的产物的状态是气态，或溶解于电解质，或形成沉淀，所述负极活性材料选自氢气、氮气、氧气、氯气、水蒸气、氯化氢气体、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氨气、一氧化氮、二氧化氮、甲烷中的一种或几种。

所述正极活性材料为锂、钠、钾、镁、钙、锌离子电池、锂硫电池正极材料、气体正极材料中的一种或几种。

所述气体正极材料为氢气、氮气、氧气、氯气、水蒸气、氯化氢气体、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氨气、一氧化氮、二氧化氮、甲烷中的一种或几种。

所述电解质为液态、固态或准固态电解质，能够传输一种或几种所述正极和所述负极所包含的储能离子。

一种气体负极二次电池的制备方法，包括以下步骤：

提供一壳体，该壳体包括一腔体；

将正极置于所述腔体中；

将电解质置于所述腔体中覆盖所述正极；

将多孔结构的负极导电膜片固定于所述腔体内且位于所述电解质远离所述正极的一侧，且所述负极导电膜片与该电解质接触；

将负极气体活性材料充入所述腔体中并封装所述壳体。

进一步地：

所述负极活性材料反应后的产物状态是气态，或溶解于电解质，或形成沉淀，所述负极活性材料选自氢气、氮气、氧气、氯气、水蒸气、氯化氢气体、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、氨气、一氧化氮、二氧化氮、甲烷中的一种或几种。

所述正极活性材料为锂、钠、钾、镁、钙、锌离子电池、锂硫电池正极材料、气体正极材料中的一种或几种。