[发明专利]具有再充电能力的半固态电池

说明书

本发明涉及一种电池(1)，其包括彼此以合适的距离放置的至少第一电极(11)和第二电极(12)，其中所述电池包括在所述电极(11、12)之间的活性材料，所述活性材料包含：至少一种含氧化合物，其选自由MgO、ZnO、ZrOCl₂、ZrO₂、SiO₂、Bi₂O₃、Al₂O₃、Fe₃O₄、Fe₂O₃和TiO₂组成的组；至少一种盐，其选自含氯盐和含硫酸根的盐；至少一种增稠剂添加剂，其选自由琼脂、黄原胶、甲基纤维素和阿拉伯树胶组成的组；以及至少一种增塑剂添加剂，其中至少一种基于氧的化合物的颗粒尺寸具有在从10nm至40μm的范围内的平均直径。

发明领域

本发明涉及一种当暴露于热/温度时性能提高的半固态电池。

现有技术

可再充电电池市场在持续扩张，特别是因为它们在汽车和存储领域中的潜在应用。巨大的努力致力于改进实际系统或发现新的解决方案。

电池也被定义为能够向给定负载提供电流的蓄能器。存在两种不同类型的电池：原电池，其不能被充电，因此当反应物被耗尽时，它们被简单地处理掉；和二次电池，其能够被充电并且因此多次放电。在这个观点中，后一类型具有理想的用于应用诸如汽车和存储应用的特性。

电池的基本工作原理包括向外部电路提供电子的在电极处发生的氧化(阳极)和还原(阴极)反应。这样的反应的本质基于两种不同类型的现象：腐蚀和嵌入。前者涉及电极氧化，随之形成新的化合物，随后当电池被再充电时还原到初始状态。后者基于嵌入，包括在层状电极材料(通常是基于碳的)中的小的金属阳离子(例如Li⁺)之间的反应。

温度对这些电池的影响通常是有害的，通常与部件诸如隔膜(separatormembrane)的降解有关，或者与较低效率的过程例如有限的充电电压有关，与气体逸出反应的开始有关。

本发明的主要目的是提供一种显示出对温度的正响应的电池。在该目的中，本发明的目的是提供一种易于以有竞争性的成本制造的电池。

发明概述

本发明涉及一种电池，该电池包括彼此以合适的距离放置的至少第一电极和第二电极，并且其中活性材料存在于所述电极之间。根据本发明，活性材料包含：

-至少一种含氧化合物，所述至少一种含氧化合物选自由MgO、ZnO、ZrOCl₂、ZrO₂、SiO₂、Bi₂O₃、Al₂O₃、Fe₃O₄、Fe₂O₃和TiO₂组成的组；

-至少一种盐，所述至少一种盐选自含氯盐(chloride-containing salt)和含硫酸根的盐(sulphate-containing salt)；

-至少一种增稠剂添加剂，所述至少一种增稠剂添加剂选自由琼脂、黄原胶、甲基纤维素和阿拉伯树胶组成的组，以及；

-至少一种增塑剂添加剂，

其中至少一种基于氧的化合物的颗粒尺寸具有在从10nm至40μm的范围内的平均直径。

在本发明中，当使用术语“增塑剂添加剂”时，其意指当加入到组合物中时能够产生或促进塑性的物质；其可以是，例如，有机硅、硅氧烷或巴西棕榈蜡，但是还可以预期萘、PVDF、聚对二甲苯、PTFE、FEP、PDMS、PVA和生物聚合物。