[发明专利]一种带有剩余离子的电极的应用

权利要求书

1.一种带有剩余离子的电极的应用，其特征在于：

所述电极的组成物质包括电子导体和活性物质，以及附着于其上的电解质；电极中同时带有剩余电子或剩余空穴，以及电解质引入的阳离子和阴离子；其中，剩余电子或空穴存在于电子导体和/或活性物质上，阴离子和阳离子存在于电解质中；

电解质中阴离子和阳离子所带的电荷数绝对值不相等；

当电极上带有剩余电子时，其净电荷量为N_剩余电子，电极上附着的阳离子的电荷总数大于阴离子的电荷总数，离子净电荷为正电荷，净电荷量为M_阳离子；

当电极上带有剩余空穴时，其净电荷量为N_剩余空穴，电极上阳离子的电荷总数小于阴离子的电荷总数，离子净电荷为负电荷，离子净电荷量为M_阴离子；电解质为硫酸钠或硫酸中的一种或两种；

所述电极应用于铅酸电池或铅炭电池中。

2.如权利要求1所述的应用，其特征在于：

电极上的剩余电子或剩余空穴与阳离子和阴离子可稳定共存；剩余电子或剩余空穴的总量N_剩余电子或N_剩余空穴可以调控，剩余电子或剩余空穴的表观电荷密度为0.01C/cm²～100C/cm²。

3.如权利要求1所述的应用，其特征在于：

电极上的剩余电子或剩余空穴总量N与附着阴阳离子的净电荷总量M之间存在一定的比例，该比例在N：M=1：2～2：1之间调控；且不为1：1；

电荷的比例通过定量增减部分电子或空穴实现。

4.如权利要求3所述的应用，其增减电子或空穴的方法包括以下一种或两种以上：1）用带电子或空穴的物体与电极相接触，使电子或空穴发生转移、2）用导线导走部分电子或空穴、3）使用其他带有阴阳离子的物体与电极相接触，使离子发生转移。

5.如权利要求1-4任一所述电极的应用，所述的电极在铅酸蓄电池或铅炭电池中的应用，具体如下：1）将工作电极与对电极分别置于含有硫酸根离子的水溶液两侧；2）在工作电极与对电极之间施加电场，根据工作电极活性物质的不同，两电极之间的电场产生的电压的范围是0.1-5 V，使剩余空穴和过量硫酸根阴离子吸附在工作电极上，形成电极双电层；3）然后将工作电极与电解质本体分离，处理后的工作电极用做铅酸蓄电池或铅炭电池的负极；所述的工作电极的主要成分包括活性物质、导电剂和添加剂；所述工作电极的活性物质为金属铅或硫酸铅中的一种或二种、导电剂为炭黑、活性炭、碳管、石墨烯和炭纤维的一种或两种以上；所述工作电极的添加剂为木素、纤维素、硫酸钡、腐植酸中的一种或两种以上。