[发明专利]一种采用质子嵌入化合物的可充电电池

摘要

本发明提供一种以质子嵌入化合物为活性物质的可充电电池。所述电池充电时，质子从质子嵌入化合物正极材料中脱出，经过电解液嵌入到嵌入化合物负极材料的晶格中或吸附在储氢材料负极材料中，放电过程相反，电子通过外电路传导，实现电池的充放电。正、负极采用质子嵌入型化合物或储氢材料，电解质采用具有质子传导性的离子液体或聚合物固体电解质或固体酸，隔膜采用高分子聚合物或聚合物固体电解质或固体酸。本发明将氢质子作为活性离子，其质量轻，可以快速地进行脱嵌和移动，来提高电池的大电流充放电能力。所述电池系统结构简单，成本低廉，且具有高安全性，可实现工业化规模生产。

主权项

1.一种采用质子嵌入化合物的可充电电池，该电池包括正极、负极、电解质、隔膜和集流体；其特征在于：正极采用的正极活性物质包括质子嵌入化合物、可形成质子嵌入型化合物的金属氧化物材料、可形成质子嵌入型化合物的金属硫化物、可形成质子嵌入型化合物的金属氮化物、可形成质子嵌入型化合物的金属碳化物中的一种或一种以上，对应的负极采用的负极活性物质包括质子嵌入化合物、可形成质子嵌入型化合物的碳材料、可形成质子嵌入型化合物的金属氧化物材料、可形成质子嵌入型化合物的金属硫化物、可形成质子嵌入型化合物的金属氮化物、可形成质子嵌入型化合物的金属碳化物、储氢材料中的一种或一种以上；在活性物质中质子的嵌入/脱出电极电势较高的为正极，在活性物质中质子的嵌入/脱出或吸附/脱附电极电势较低的为负极；电解质为具有质子传导功能的电解质；充电时质子从正极活性物质的晶格中脱出，嵌入到负极活性物质的晶格或吸附在储氢材料中；放电时质子从负极活性物质的晶格中脱出或从储氢材料中脱附，嵌入到正极活性物质的晶格中；质子通过电解质在正、负之间传导；电极反应的电流由集流体传输到电池外部。