【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】过渡金属铁氰化物蓄电池阴极,过渡金属铁氰化物阴极蓄电池,合成过渡金属铁氰化物蓄电池材料的方法,制造过渡金属铁氰化物蓄电池阴极电极的方法,和使用过渡金属铁氰化物蓄电池的方法
本专利技术一般地涉及电化学电池,且更具体地涉及过渡金属铁氰化物(TMH)阴极蓄电池和相关的制造过程。
技术介绍
蓄电池是一种化学能和电能能够通过其来回转换的电化学电池。蓄电池的能量密度由它的电压和充电容量定义。锂具有对H2/H+为-3.04V的最负的电位,并且具有为3860毫安-小时/克(mAh/g)的最高的重量容量。由于它们的高能量密度,锂离子蓄电池已经导致了便携式电子学的革命。然而,锂金属的高成本使得锂蓄电池作为大规模能量储存装置的商业化存疑。而且,对于锂的需求和它作为矿物的储备已经提出了,需要建立其他类型的金属离子蓄电池作为替代品。锂离子(Li离子)蓄电池使用锂储存化合物作为正(阴极)和负(阳极)电极材料。当蓄电池循环时,锂离子(Li+)在正电极和负电极之间交换。Li离子蓄电池已被称为摇椅(rockingchair)蓄电池,因为当电池充电和放电时,锂离子在正电极和负电极之间来回“摇摆”。正电极(阴极)材料典型地为在铝集流体上的具有层状结构的金属氧化物,如氧化锂钴(LiCoO2),或具有隧道结构的材料,如氧化锂锰(LiMn2O4)。负电极(阳极)材料典型地是在铜集流体上的石墨型碳,也是层状材料。在充电-放电过程中,将锂离子插入活性材料的间隙空间中或由其中取出。类似于锂离子蓄电池,金属离子蓄电池使用金属离子宿主(host)化合物作为它们的电极材料,在其中,金属离子可以容易地且可逆地运动 ...
【技术保护点】
一种过渡金属铁氰化物(TMH)蓄电池阴极,所述蓄电池阴极包含:AxMn[Fe(CN)6]y·zH2O;其中A阳离子选自由碱金属和碱土金属阳离子组成的组;其中x在1至2的范围内;其中y在0.5至1的范围内;其中z在0至3.5的范围内;并且,其中所述AxMn[Fe(CN)6]y·zH2O具有菱形晶体结构,其中Mn2+/3+和Fe2+/3+具有相同还原/氧化电位。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.01.29 US 13/752,9301.一种过渡金属铁氰化物蓄电池阴极,所述蓄电池阴极包含:AxMn[Fe(CN)6]y·zH2O;其中A阳离子选自由碱金属和碱土金属阳离子组成的组;其中x在1至2的范围内;其中y在0.5至1的范围内;其中z在0至3.5的范围内;并且,其中所述AxMn[Fe(CN)6]y·zH2O具有菱形晶体结构,其中Mn2+/3+和Fe2+/3+具有相同还原/氧化电位。2.权利要求1所述的过渡金属铁氰化物蓄电池阴极,其中所述A阳离子选自由钠(Na)和钾(K)组成的组。3.一种过渡金属铁氰化物(TMH)阴极蓄电池,所述蓄电池包含:AxMn[Fe(CN)6]y·zH2O阴极;其中A阳离子选自由碱金属和碱土金属阳离子组成的组;其中x在1至2的范围内;其中y在0.5至1的范围内;其中z在0至3.5的范围内;其中所述AxMn[Fe(CN)6]y·zH2O具有菱形晶体结构,其中Mn2+/3+和Fe2+/3+具有相同还原/氧化电位;阳极,所述阳极选自由以下各项组成的组:A金属、A复合材料和可以寄宿A原子的材料;和电解质。4.权利要求3所述的蓄电池,其中所述电解质是含有A-原子盐的有机溶剂。5.权利要求3所述的蓄电池,其中A选自由钠(Na)和钾(K)组成的组。6.权利要求3所述的蓄电池,其中所述蓄电池具有单一平台的充电曲线,其中单一平台的充电曲线定义为在15%至85%蓄电池充电容量之间恒定的充电电压斜率。7.权利要求3所述的蓄电池,其中所述蓄电池具有单一平台的放电曲线,其中单一平台的放电曲线定义为在85%至15%蓄电池充电容量之间恒定的放电电压斜率。8.权利要求3所述的蓄电池,其中所述蓄电池具有单一平台的充/放电曲线,其中单一平台的充/放电曲线由具有仅一个峰的完整的充/放电曲线的充电容量对电压的导数(dQ/dV)定义。9.权利要求3所述的蓄电池,其中所述蓄电池具有大于90毫安小时/克(mAh/g)的放电容量。10.一种合成过渡金属铁氰化物(TMH)蓄电池材料的方法,所述方法包括:准备Mn2+的第一溶液;准备Fe(CN)64-的A盐的第二溶液;将所述第一和第二溶液混合;响应于将所述第一和第二溶液混合,使AxMn[Fe(CN)6]y·zH2O沉淀;其中A阳离子选自由碱金属和碱土金属阳离子组成的组;其中x在1至2的范围内;其中y在0.5至1的范围内;其中z在0至3.5的范围内;将所沉淀的AxMn[Fe(CN)6]y·zH2O在压力小于0.1托的真空炉中干燥;以及形成菱形晶体结构的AxMn[Fe(CN)6]y·zH2O,其中Mn2+/3+和Fe2+/3+具有相同还原/氧化电位。11.权利要求10所述的方法,所述方法还包括:在将所述第一和第二溶液混合之前,将还原性试剂加入至选自由以下各项组成的组的溶液:第一溶液、第二溶液、以及第一和第二溶液两者。12.权利要求11所述的方法,其中加入还原性试剂包括加入选自由以下各项组成的组的还原性试剂:硼氢化钠(NaBH4)、肼(N2H4)、以及NaBH4和N2H4的组合。13.权利要求11所述的方法,其中加入还原性试剂包括以0至100摩尔/升范围内的浓度向第一溶液加入还原性试剂。14.权利要求11所述的方法,其中加入还原性试剂包括以0至100摩尔/升范围内的浓度向第二溶液加入还原性试剂。15.权利要求11所述的方法,所述方法还包括:将碳质材料超声分散在蒸馏水中,产生第三溶液;其中将所述第一和第二溶液混合包括附加地将第三溶液与选自由以下各项组成的组的溶液混合:第一溶液、第二溶液、以及第一和第二溶液两者;并且其中,使AxMn[Fe(CN)6]y·zH2O沉淀包括使碳质材料和AxMn[Fe(CN)6]y·zH2O的复合材料沉淀。16.权利要求15所述的方法,其中所述碳质材料选自由以下各项组成的组:氧化石墨烯、部分还原的氧化石墨烯、石墨烯、炭黑和石墨。17.权利要求16所述的方法,其中所述碳质材料是氧化石墨烯;并且,所述方法还包括:向第一、第二和第三溶液的混合物中加入选自由以下各项组成的组中的还原剂:硼氢化钠(NaBH4)、肼(N2H4)、以及NaBH4和N2H4。18.权利要求10所述的方法,其中A阳离...
【专利技术属性】
技术研发人员:鲁宇浩,希达亚特·基什达吉诺,李宗霑,戴维·埃文斯,
申请(专利权)人:夏普株式会社,
类型:发明
国别省市:日本;JP
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。