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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于相转换合金负极领域,具体地说,涉及一种相转换合金负极及其固态电池。
技术介绍
1、电化学储能装置主要通过化学反应储存和释放电能,是便携式设备和电动汽车的动力电源,也是基于可再生能源的电网的关键组成部分。电池由于其储能稳定和供电方便,以及其形式、容量和功率密度多样,而被作为最重要和应用最广泛的电能器件之一。可充电锂离子电池已经为日常生活提供动力,被广泛用于移动电话、笔记本电脑和电动汽车等设备中,并用作太阳能和风能等可再生能源的储能装置。随着科技发展,人们对动力性能有了更高的要求,商业化的石墨负极理论容量低,已然限制了锂离子电池体系的能量密度提升,无法满足现代社会对高比能电池的需求。
2、近年来,随着新能源汽车产业的发展,产业界逐渐认识到传统液态锂电池的极限所在,比如:能量密度上限低(传统液态锂电池的理论极限在350wh/kg左右);整体电池质量大;低温运行不畅、高温环境下又存在安全隐患等等。液态电池在高能量密度下(例如达到300wh/kg以上的时候),安全性会变得非常差。所以,要想保证高安全和高能量密度兼得的情况下,固态电池路线是一个非常好的方案,固态电池的发展具有必然性。
3、然而,单纯由锂金属构成的负极容易造成锂金属的粉化、锂枝晶和体积膨胀等现象,导致固态电池的循环性能不佳。
4、有鉴于此特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,提供一种相转换合金负极及其固态电池,解决了上述
技术介绍
中
2、为解决上述技术问题,本专利技术采用技术方案的基本构思是:
3、一种相转换合金负极及其固态电池,包括:相转换合金由bi-sb组成,化学通式为bixsby,其中x、y为任意正数,x+y=1。
4、可选的,bixsby合金中加入ga、in、sn软金属形成液态金属层。
5、可选的,所述的相转换合金厚度为1nm~1000μm,厚度为10μm~20μm。
6、可选的,所述的相转换合金经由bi-sb条状加工或粉末烧结而成。
7、一种应用相转换合金负极的固态电池,所述的固态电池由正极、固态电解质、相转换合金和锂金属负极组成,所述相转换合金位于固态电解质和锂金属负极之间。
8、可选的,所述的正极包括但不限于磷酸铁锂和三元锂材料。
9、可选的,所述的固态电解质为氧化物固态电解质、硫化物固态电解质、卤化物固态电解质和聚合物固态电解质中的一种或多种组合。
10、采用上述技术方案后,本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果,当然,实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以下所述的所有优点:
11、通过本专利技术提供的相转换合金bixsby及由其组成的固态电池,可以解决单纯由锂金属构成负极容易导致的锂枝晶、粉化和体积膨胀等机械性失效问题,从而使固态电池具有更长的循环寿命和更高的倍率性能。本专利技术的bixsby相转换合金负极结构简单、工艺方便,能够极大地促进固态电池的实际应用。
12、下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的描述。
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1.一种相转换合金负极,应用于全固态电池,其特征在于,相转换合金由Bi-Sb组成,化学通式为BixSby,其中x、y为任意正数,x+y=1。
2.根据权利要求1所述的一种相转换合金负极及其固态电池,其特征在于,BixSby合金中加入Ga、In、Sn软金属形成液态金属层。
3.根据权利要求1所述的一种相转换合金负极及其固态电池,其特征在于,所述的相转换合金厚度为1nm~1000μm,厚度为10μm~20μm。
4.根据权利要求1所述的一种相转换合金负极及其固态电池,其特征在于,所述的相转换合金经由Bi-Sb条状加工或粉末烧结而成。
5.根据权利要求1所述的一种应用相转换合金负极的固态电池,其特征在于,所述的固态电池由正极、固态电解质、相转换合金和锂金属负极组成,所述相转换合金位于固态电解质和锂金属负极之间。
6.根据权利要求5所述的一种相转换合金负极及其固态电池,其特征在于,所述的正极包括但不限于磷酸铁锂和三元锂材料。
7.根据权利要求5所述的一种相转换合金负极及其固态电池,其特征在于,所述的固态电解质为氧化物
...【技术特征摘要】
1.一种相转换合金负极,应用于全固态电池,其特征在于,相转换合金由bi-sb组成,化学通式为bixsby,其中x、y为任意正数,x+y=1。
2.根据权利要求1所述的一种相转换合金负极及其固态电池,其特征在于,bixsby合金中加入ga、in、sn软金属形成液态金属层。
3.根据权利要求1所述的一种相转换合金负极及其固态电池,其特征在于,所述的相转换合金厚度为1nm~1000μm,厚度为10μm~20μm。
4.根据权利要求1所述的一种相转换合金负极及其固态电池,其特征在于,所述的相转换合金经由bi...
【专利技术属性】
技术研发人员:何天贤,雷源春,麦明珠,陈斯烁,
申请(专利权)人:广州科技职业技术大学,
类型:发明
国别省市:
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