[实用新型]一种纳米尺度孔材料、电极及储能设备

说明书

本实用新型公开了一种纳米尺度孔材料，包括材料本体，所述材料本体的至少一个侧面上设有纳米尺度孔。本实用新型还公开了一种电极，包括基材，所述基材的两侧侧面中，至少一侧侧面上设有如上所述的纳米尺度孔材料。本实用新型还公开了一种储能设备，包括电子绝缘且可通过离子的隔膜，所述隔膜的两侧分别设有电极，所述电极采用如上所述的电极。本实用新型的纳米尺度孔材料，通过在材料本体的侧面上设置纳米尺度孔，能够提高比表面积，当将该纳米尺度孔材料用在电极及储能设备上时，纳米尺度孔内能够传输电解液，从而增大电极的比表面积，使电极的内部也能够参与充放电，提高储能设备的比功率以及极大地提高多孔电极的利用率。

技术领域

本实用新型涉及一种纳米尺度孔材料，具体的为一种纳米尺度孔材料和采用该纳米尺度孔材料制成的电极和储能设备。

背景技术

现有的锂离子电池包括正电极、负电极和隔膜，正电极和负电极之间设有电解液。根据锂离子电池的充放电原理可知：锂离子电池的充放电过程，就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。当对电池进行充电时，电池的正电极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负电极。而作为负电极的碳呈层状结构，它有很多微孔，达到负电极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。同样，当对电池进行放电时，嵌在负电极碳层中的锂离子脱出，又运动回正电极。回正电极的锂离子越多，放电容量越高。锂电池放电需要注意几点：第一，放电电流不能过大，过大的电流导致电池内部发热，有可能会造成永久性的损害。第二，绝对不能过放电！锂电池内部存储电能是靠电化学一种可逆的化学变化实现的，过度的放电会导致这种化学变化有不可逆的反应发生，因此锂电池最怕过放电，一旦放电电压低于2.7V，将可能导致电池报废。

在锂离子电池充放电过程中，正电极和负电极仅有一定深度的孔表面与电解液接触而产生锂离子的嵌入和脱嵌，正电极和负电极的材料不能完全参与锂离子的嵌入和脱嵌，这也是导致现有的锂离子电池充放电电流不大的原因，不但限制了锂离子电池的充放电容量，而且也限制了电池的充放电功率。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种纳米尺度孔材料、电极及储能设备，能够有效提高比表面积。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种纳米尺度的孔材料，包括材料本体(1)，所述材料本体(1)的至少一个侧面上规则分布的纳米尺度孔(2)。

进一步，所述纳米尺度孔(2)为设置在所述材料本体(1)侧面上的盲孔。

进一步，垂直于所述纳米尺度孔(2)轴线的任意两个平面在该所述纳米尺度孔(2)上截得的两个径向截面中，距离所述纳米尺度孔(2)孔底较近的所述径向截面的面积小于等于距离所述纳米尺度孔(2)孔底较远的所述径向截面的面积。

进一步，所述纳米尺度孔(2)为贯穿所述材料本体(1)的通孔。

进一步，垂直于所述纳米尺度孔(2)轴线的任意平面在该所述纳米尺度孔(2)上截得的两个径向截面的为相似图形。

进一步，所述径向截面为圆形、椭圆形、三角形、长方形、菱形或正多边形。

进一步，所述纳米尺度孔(2)呈阵列设置。

进一步，所述纳米尺度孔(2)呈渐变阵列设置。

进一步，所述纳米尺度孔(2)以孔径、孔间距或孔形状为基准渐变阵列设置。

进一步，所述纳米尺度孔(2)的孔径大于等于1nm。

进一步，所述纳米尺度孔(2)的孔径小于等于1um。

进一步，所述纳米尺度孔(2)的孔径小于等于100nm。

进一步，所述纳米尺度孔(2)的孔径小于等于50nm。