有机负电极以及具有该有机负电极的电池制造技术

本实用新型专利技术实施例提供了一种有机负电极，包括：第一材料层，包括导电材料；第二材料层，由高聚体溶液形成，设置在第一材料层上；以及第三材料层，包括叶绿素，形成在第二材料层上。第三材料亦可成为第二材料之一部份而达到同样的功效。本实用新型专利技术实施例还提供了具有该有机负电极的电池。本实用新型专利技术实施例的有机负电极以及具有该有机负电极的电池利用叶绿素即可进行储氢，并具有低电极电阻、较高电容量的优异特性，制造该有机负电极的工艺简单且成本低廉，此外由于采用天然的环保物质代替传统电池中的污染成分，用完即使丢弃也不会对环境造成污染，环保程度远胜于传统电池以及太阳能电池。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

有机负电极以及具有该有机负电极的电池
本申请请求于2008年12月M日递交的美国专利申请第12/344,211号以及于 2008年5月16日递交的台湾专利申请第97118207号的在先权益。以上两件专利文献的全部内容在此作为参考引用引入本申请。本技术涉及一种负电极以及具有该负电极的电池，特别涉及一种有机负电极以及具有该有机负电极的电池。
技术介绍
近年来，陆续出现了移动电话、手提式摄影机、笔记本电脑、数字相机、PDA、CD player等轻便型电子机器，并谋求其小型及轻量化，而伴随此，作为可携带之轻便电源-电池也同样受到关注。电池种类包括干电池、碱性电池、镍氢电池与锂电池等。下面将简单介绍常见电池的负极材料。日常使用的干电池大多是锌锰电池，也叫碳锌电池。它的构造是负极为锌制的圆筒，做成筒状的目的是用来储存电解液等化学药品。在锂电池的负极材料部分，能量密度最大的锂金属则是因安全性的顾虑，在锂离子电池之负极材料市场几乎已不被商品化的电池所使用，因此锂电池的负极材料主要是以石墨系碳材(graphite)与非石墨碳材(如焦碳系，coke) 二种为主。对于镍氢电池而言，负极储氢合金为影响镍氢电池性能之关键所在，其主要构成为两大类金属共同熔炼所得。基本上，储氢合金要作为一个良好的电极材料，主要应具备之特性如下1.在使用温度及低压限制下有良好的吸放氢能力；2.具优良的电化学反应触媒能力；以及3.较好的抗氧化及抗腐蚀性能。在合金制作时，各元素成分的比例对电池质量有绝对性之影响，如Ni、Co、Mn、Al、 Cr等元素组成，多用以改进合金性能，而合金粒径需控制在100 μ m下。目前合金粉碎的方法乃采用吸氢后体积膨胀，放氢后自然粉碎的方式。再藉由温度与压力控制获得所需之粒径分布。为了增加储氢合金之导电度，最后产品常添加碳粉。而表面以化学方法包覆铜处理则对材料之循环有良好之改善。对于燃料电池而言，在多孔质的正负电极之间布满电解质，正极上所供应的是空气(氧气)、负极则是氢气。在燃料电池之中，电解质是被作为电子的过滤器(Filter)来使用。不论是新型强调环保的碳锌电池、碱性电池及二次电池，在工艺上还是会使用少量的汞或其他重金属(如钴)等，而且在原料及工艺上使用具污染性的物质，对环境以及人体都具有较大危害。目前应用广泛的锂电池属不稳定的电化学装置，若制作过程、封装不当、运作于低负载，都可能会引起爆炸。因此需要多重复杂的保护机制，比如包括保护电路、排气孔、隔离膜等，其中保护电路用于防止过充、过放、超载、过热；排气孔用于避免电池内部压强过大； 隔离膜具有较高的抗穿刺强度，以防止内部短路，且在电池内部温度过高时还能融化，阻止锂离子通过，阻滞电池反应，升高内阻(至业Ω )。锂电池的正极(如=LihCoO2)、负极(LixC)主要原料锂矿越来越少，使其价格快速上涨。锂电池在温度稍高之室外或环境之下效能与寿命皆开始快速降减。镍镉电池或镍氢电池因具有记忆效应，很容易因充放电不良，而造成可用容量降低。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种有机负电极以及具有该有机负电极的电池。为解决上述问题，本技术实施例提供了一种有机负电极，包括第一材料层， 包括导电材料；第二材料层，由高聚体溶液形成，设置在第一材料层上；以及第三材料层， 包括叶绿素，形成在第二材料层上。根据本技术的一优选实施例，叶绿素为叶绿素a、叶绿素b、叶绿素Cl、叶绿素 c2、叶绿素d、及叶绿素e中的一种或多种。根据本技术的一优选实施例，有机负电极还包括附加材料，附加材料包括金属屑，附加材料设于第二材料层上。根据本技术的一优选实施例，有机负电极还包括第四材料层，第四材料层包括有机隔离膜，第四材料层设于第三材料层上。根据本技术的一优选实施例，第一材料层、第二材料层或第三材料层呈膜片状。本技术还提供了一种有机负电极，包括第一材料层，包括导电材料；以及第二材料层，由加入叶绿素之高聚体溶液形成，设置在第一材料层上。本技术还提供了一种电池，该电极具有如上文所述的有机负电极。本技术实施例的有机负电极以及具有该有机负电极的电池利用第三材料中的叶绿素即可进行储氢，并具有低电极电阻、较高电容量的优异特性，制造该有机负电极的工艺简单且成本低廉。亦即，在电池之氧化还原反应中，当叶绿素因其中之镁离子脱离而形成脱镁叶绿素(pheophytin)之际，出缺镁的部份即能结合两个氢离子，故能储氢。此外， 由于采用天然的环保物质代替传统电池中的污染成分，用完即使丢弃也不会对环境造成污染，环保程度远胜于传统电池以及太阳能电池。附图说明图1是本技术的有机负电极第一实施例的结构示意图；图2是本技术的有机负电极第二实施例的结构示意图；图3是本技术的有机负电极第三实施例的结构示意图；图4是制造本技术第一实施例有机负电极的方法的流程图；图5是制造本技术第二实施例有机负电极的方法的流程图；以及图6是制造本技术第三实施例有机负电极的方法的流程图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术实施例进行详细说明。图1是本技术的有机负电极第一实施例的结构示意图。如图1所示，本技术实施例提供了一种有机负电极10，包括第一材料层11、第二材料层12以及第三材料层 13。第二材料层12形成在第一材料层11上，第三材料层13形成在第二材料层12上。第三材料亦可成为第二材料之一部份而达到同样的功效。其中，第一材料层11包括导电材料。导电材料可以是金属、金属化合物或导电高分子材料。金属可以选自铝和/或(and/or)金。金属化合物可以选自一氧化锰、氧化锌和氧化镁中的一种或多种。导电高分子材料选自杂环或芳香族杂环化合物。根据本技术的一优选实施例，导电材料选自以下化合物中的一种或多种聚乙炔、聚芳香烃乙烯、聚噻吩、聚苯胺、聚泌咯、聚吡咯和上述化合物的衍生物。第二材料层12由高聚体溶液形成，且第二材料层12设置在第一材料层11上。高聚体溶液具有黏合作用，能因此附着并调制第一材料层之物理及化学特性，使得第三材料层13更黏附于第一材料层11。此外，高聚体溶液的导电度为50-250mS/cm。高聚体溶液可以包括硼、镁、铝、钙、锰及锌元素之一种或数种。高聚体溶液用于调制第一材料层11的功函数，以使正负电极间之电位差能达致所欲之伏特数，如1. 5V。高聚体溶液可以由金属离子与各类酸根离子的化合物、高聚体及溶剂按比例调配而成。金属离子与各类酸根离子的化合物、高聚体及溶剂的浓度含量皆在0. 1-10摩尔/升间。高聚体可以为葡萄糖的高聚体。葡萄糖的高聚体可以为植物淀粉，例如为马铃薯淀粉、 菱角淀粉、玉米淀粉、地瓜粉、莲藕淀粉、芥末粉和葛根粉中的一种或多种。金属离子与各类酸根离子的化合物可以为碳酸钙。金属离子与各类酸根离子的化合物可以为天然植物化学成分。天然植物化学成分包括木脂素类、低聚糖、多糖、黄酮类、环烯醚萜类、脂肪酸、东莨菪内酯、儿茶素、β谷固醇、虎刺素和生物碱类，其共通特性为在感应耦合电浆质谱仪(ICP/ MS, induction-coupled plasma mass spectroscopy)的兀素分析下皆富含(> 1 μ g/ml, 即每毫升大于1微克)硼、镁、铝钙本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种有机负电极，其特征在于，所述有机负电极包括：第一材料层，包括导电材料；第二材料层，由高聚体溶液形成，设置在所述第一材料层上；以及第三材料层，包括叶绿素，形成在所述第二材料层上。

【技术特征摘要】
1.一种有机负电极，其特征在于，所述有机负电极包括 第一材料层，包括导电材料；第二材料层，由高聚体溶液形成，设置在所述第一材料层上；以及第三材料层，包括叶绿素，形成在所述第二材料层上。2.根据权利要求1所述的有机负电极，其特征在于，所述有机负电极还包括附加材料， 所述附加材料包括金属屑，所述附加材料设于所述第二材料层上。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖重宾，
申请(专利权)人：依诺特生物能量控股公司，
类型：实用新型
国别省市：KY