[发明专利]能量储存装置及其制备的方法

权利要求书

1.一种能量储存装置，包含：

包括阳极以及阳极电解液的阳极反应室，所述阳极电解液包含碱金属盐电解质；

包括阴极以及阴极电解液的阴极反应室，所述阴极电解液包含碱金属盐和至少一种有氧化还原活性的有机化合物；

置于所述阳极和所述阴极之间的离子导电膜；

其中所述阳极反应室连接至载有碱金属溶液的第一容器；而所述阴极反应室连接至载有阴极电解液的第二容器，所述第二容器具有进气口以注入气体。

2.根据权利要求1所述的能量储存装置，所述阳极电解液还包括溶于醚类溶剂的碱金属和至少一种芳香类化合物。

3.根据权利要求1所述的能量储存装置，其中所述碱金属选自锂、钠或钾。

4.根据权利要求1所述的能量储存装置，其中所述有氧化还原活性的有机化合物选自乙基紫精二高氯酸盐、2,5-二叔丁基-1,4-苯醌或杜醌。

5.根据权利要求1或4所述的能量储存装置，其中所述阴极电解液包括至少两种有氧化还原活性的有机化合物。

6.根据权利要求5所述的能量储存装置，其中所述阴极电解液包括乙基紫精二高氯酸盐和杜醌，乙基紫精二高氯酸盐和杜醌的比例为1:10至10:1。

7.根据权利要求1所述的能量储存装置，其中所述阳极的表面附有阳极活性物质，所述阳极活性物质包含一种或多种以下化合物：锂、钠、钾、硅、锗、锡、二氧化锗、二氧化锡、氧化铁、四氧化三锰、氧化镍、四氧化三钴、氧化锰、二氧化钛、硫化锡、二硫化亚铁、硫化锰、硫化钴、硫化镍、二硫化钼、钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)和磷酸钛锂(LiTi₂(PO₄)₃)。

8.根据权利要求1所述的能量储存装置，其中所述阳极进一步附有固体电解质膜。

9.根据权利要求1所述的能量储存装置，所述第二容器的进气口处设有喷嘴以将所述气体和阴极电解液的混合物喷洒于所述第二容器中。

10.根据权利要求1所述的能量储存装置，其中所述第一容器和第二容器中的至少一者是可更换的。

11.根据权利要求1所述的能量储存装置，其中所述第一容器和第二容器中的至少一者进一步设有过滤件以过滤存在于所述阳极电解液或阴极电解液中的固体反应产物。

12.根据权利要求1所述的能量储存装置，其中所述能量储存装置为锂-空气电池。

13.根据权利要求1所述的能量储存装置，其中所述能量储存装置具有至少10mW·cm²的功率密度。

14.一种制备根据权利要求1-13的能量储存装置的方法，包括：

i)在阳极和阴极之间设置离子导电膜；

ii)将包括碱金属盐电解质的阳极电解液加入阳极反应室；和

iii)将包括碱金属盐和至少一种有氧化还原活性的有机化合物的阴极电解液加入阴极反应室；

以形成双电解质体系。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述阳极电解液还包括溶于醚类溶剂的碱金属和至少一种芳香类化合物。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述有氧化还原活性的有机化合物选自乙基紫精二高氯酸盐、2,5-二叔丁基-1,4-苯醌或杜醌。