[发明专利]一种采用相同正负极活性材料的二次电池

摘要

本发明公开了一种采用相同正负极活性材料的二次电池，属于电化学能量储存技术领域。本发明利用具有在不同电位发生不同可逆氧化还原反应的材料，同时作为二次电池的正负极活性物质。本发明可有效用于具有多价态变化的金属氧化物及金属硫化物等。同时本发明工艺过程简单并且与现有工艺兼容，可有效简化电极材料的生产、匹配流程，因此具有极大的应用前景。

主权项

1.一种采用相同正负极活性材料的二次电池，其特征在于：该二次电池制备过程为：首先将相同的正负极活性材料制备为电极，所述相同的正负极活性材料是指能够在不同电位发生不同可逆氧化还原反应的活性材料；然后将所制备的电极作为工作电极，锂片作为对电极及参比电极，同时加入电解液，通过电化学电荷注入的方法，对工作电极的电化学反应及开路电位进行调控，分别得到具有稳定电化学性能的正极和负极；最后组装成所述采用相同正负极活性材料的二次电池；该二次电池制备过程中，通过电化学电荷注入的方法对工作电极的电化学反应及开路电位进行调控，分别得到具有稳定电化学性能的正极和负极的具体步骤如下：(1)电化学电荷注入法制备负极：电化学电荷注入法制备负极的过程是通过控制截止电压及循环次数来进行电极电化学活性的调整；具体为：首先选定电极材料在不同电位区间发生的不同氧化还原反应中，相对电位较负的氧化还原反应电位区间，作为负极工作区间；随后将电极在该负极工作区间内进行恒流充放电循环，以使电极材料在该负极工作区间内发生可逆的氧化还原反应，并减少在反应过程中产生的不可逆反应，从而提高最终组装的二次电池的库伦效率及循环稳定性；最后控制电极电位低于电极材料在不同电位区间发生的不同氧化还原反应中，相对电位较正的氧化还原反应电位区间，并使电极材料处于负极的放电态，从而避免正负极开路电位不匹配对最终组装的二次电池产生影响；(2)电化学电荷注入法制备正极：电化学电荷注入法制备正极的过程是通过控制截止电压及循环次数来进行电极电化学活性的调整；具体为：首先选定电极材料在不同电位区间发生的不同氧化还原反应中，相对电位较正的氧化还原反应电位区间，作为正极工作区间；随后将电极在该正极工作区间内进行恒流充放电循环，以使电极材料在该正极工作区间内发生可逆的氧化还原反应，并减少在反应过程中产生的不可逆反应，从而提高最终组装的二次电池的库伦效率及循环稳定性；最后控制电极电位高于电极材料在不同电位区间发生的不同氧化还原反应中，相对电位较负的氧化还原反应电位区间，并使电极材料处于正极的放电态，从而避免正负极开路电位不匹配对最终组装的二次电池产生影响。