[发明专利]组合物、储能装置和方法

权利要求书

1.一种储能装置，所述储能装置包含：

包含阴极材料的阴极，所述阴极材料包含支承结构和活性电极材料，所述阴极具有初始态和后续态，其中所述支承结构在初始态中只包含α-黄铜，在后续态中同时包含α-黄铜和γ-黄铜。

2.权利要求1限定的储能装置，所述储能装置进一步包含与阴极材料互通的集电器，所述集电器包含镍、钨或钼。

3.权利要求2限定的储能装置，其中所述集电器包含包覆在第二导电材料上的镍，前提条件是第二导电材料不含铁。

4.权利要求1限定的储能装置，其中所述电极材料包含锌，并且以促进锌参与与α-黄铜的化学反应以形成后续态的γ-黄铜的方式，将电极材料中的锌放置在储能装置中。

5.权利要求1限定的储能装置，其中初始态下的α-黄铜不含铝、锡，或者铝和锡两者都不含。

6.一种储能装置，所述储能装置包含：

包含阴极材料的阴极，所述阴极材料包含支承结构和活性电极材料，所述阴极具有初始态和后续态，在初始态中所述阴极材料包含分散粒子，在后续态中所述支承结构包含含有开孔泡沫的黄铜。

7.一种储能装置，所述储能装置包含：

具有界定体积的内表面的外壳；

放置在该体积中并具有界定阴极槽的至少一部分的第一表面和界定阳极槽的第二表面的分隔器，阳极槽通过分隔器与阴极槽进行离子互通；和

阴极与分隔器进行离子互通，并且放置在阴极槽内；以及包含阴极材料的阴极，所述阴极材料包含黄铜支承结构和有电化学活性的电极材料，阴极材料在储能装置充电模式和放电模式的运行期间进行化学反应。

8.一种储能系统，所述储能系统包含权利要求7限定的储能装置。

9.一种储能装置，所述储能装置包含：

离子传导电池，所述离子传导电池包含分隔器，且在大约350摄氏度下，在约0amp-hr下充电与在约35amp-hr下充电相比，所述电池的电阻差小于20％，用Ohms表示。

10.一种两端电化学存储装置，所述装置具有阳极和阴极，包含：

界定阳极槽和阴极槽的部件，和

放置在该部件内并在阳极和阴极之间的分隔器，且进一步由阴极槽界定阳极槽，分隔器具有有效面积A；和

所述装置可以重复存储和释放一定的充电量Q，其中所述两端之间的电阻为R；并且，通过Q的完全等温充电或放电，使RA/Q比的范围保持在约1.5×10^-6ohm-m²/amp-hr至约9.2×10^-6ohm-m²/amp-hr。

11.一种组合物，所述组合物包含：

包含支承结构的阴极材料，所述支承结构包含：

铜和锌，并具有小于1％(重量)的铝、锡或铝与锡。

12.权利要求11限定的组合物，其中所述阴极材料中基本上所有的锌都与铜熔合成合金。

13.权利要求11限定的组合物，其中所述支承结构为黄铜。

14.权利要求13限定的组合物，其中所述锌和铜形成黄铜合金，且所述合金的形式是开孔或网状的多孔泡沫。

15.权利要求14限定的组合物，其中所述黄铜包括在支承结构表面上成层的一定量的γ-黄铜。

16.权利要求11限定的组合物，其中所述支承结构在已确定的小于铜氧化电位但大于锌氧化电位的最大电池电位下，在电化学反应中不易通过电化学反应被氧化。

17.权利要求11限定的组合物，其中所述锌存在的量足以通过电镀使铜保持非离子形式或金属形式，从而减少或防止铜迁移到与其互通的分隔器中。

18.一种储能装置，所述储能装置包含权利要求11限定的组合物。

19.一种组合物，所述组合物包含：

阴极材料，其中所述阴极材料是黄铜支承结构和锌的反应产物。

20.权利要求19限定的组合物，其中所述黄铜支承结构包含α-黄铜，所述反应产物包含γ-黄铜。