[发明专利]金属-氢气电池及其制备方法

权利要求书

1.一种金属-氢气电池，包括：正极、负极、电解液；其中，

所述正极包括氢气电极，其中，所述氢气电极包括含有正极活性物质的正极极片；

所述负极包括金属电极，其中，所述金属电极包括主金属和掺杂金属，其中，所述主金属包括Li、Na、K、Ca、Mg、Al中的一种或多种；所述掺杂金属包括Ni、Zn、Sr、Ba中的一种或多种，所述掺杂金属的摩尔含量为所述主金属摩尔含量的0.01～10%；

所述电解液包括正极侧的无机电解液、负极侧的有机电解液和分离所述无机电解液和所述有机电解液的固态电解质；

所述无机电解液包括凝胶水溶液和金属离子浓度大于60%的高浓度水溶液；

所述无机电解液包括酸性溶液、中性溶液、碱性溶液。

2.根据权利要求1所述的电池，其中，所述正极活性物质包括第一金属催化剂、第二金属催化剂、第三金属催化剂、碳材料中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的电池，其中，

所述第一金属催化剂包括Pt、Pd、Ir、Ru、PtNi、PtCo、PtMo、PtW、PtNiCo、PtNiMo、PdNi、PdCo、PdMo、PdW、PdNiCo、PdNiMo、IrNi、IrCo、IrMo、IrW、IrNiCo、IrNiMo、RuNi、RuCo、RuMo、RuW、RuNiCo、RuNiMo中的一种或多种；

所述第二金属催化剂包括PtO₂、PtOH、PtC、IrO₂、IrC、IrN、IrS、IrP、RuO₂、RuC、RuN、RuS、RuP中的一种或多种；

所述第三金属催化剂包括Ni、NiMo、NiCoMo、MoC、MoC₂、MoO₂、MoS₂、MoP、WC、WC₂、WO₂、WS₂、WP、NiN、NiS、NiP、NiPS中的一种或多种；

所述碳材料包括微米球、纳米球、微米颗粒、纳米颗粒、微米片、纳米片、微米线、纳米线、微米管、纳米管中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的电池，所述无机电解液包括第一金属盐和水，其中，所述第一金属盐包括锂盐、钠盐、钾盐、镁盐、钙盐、铝盐中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的电池，所述有机电解液包括第二金属盐和有机溶剂，其中，所述第二金属盐包括锂盐、钾盐、钠盐中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的电池，所述有机溶剂包括乙腈、四氢呋喃、乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯、二乙基碳酸酯、二甲基碳酸酯、二甲基亚砜中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的电池，所述固态电解质包括第一固态电解质、第二固态电解质中的一种或两种。

8.根据权利要求7所述的电池，其中，

所述第一固态电解质包括非晶态硫化物型固态电解质、钙钛矿型固态电解质、钠超导型固态电解质、锂超导型固态电解质、石榴石型固态电解质、层状锂型固态电解质、玻璃-陶瓷固态电解质中的一种或多种；

所述第二固态电解质包括聚氧化乙烯、聚丙烯晴、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯中的一种或多种。

9.一种制备权利要求1～8任意一项所述电池的方法，包括：

在常温常压空气环境下，将正极活性物质涂布在电极材料上制备正极极片，将所述正极极片与无机电解液接触，完成氢气电极的制备；

在无水无氧环境下，将金属电极与有机电解液接触，完成金属电极的制备；

在所述无机电解液与所述有机电解液之间加入固态电解质作为隔膜；

将所述氢气电极、所述金属电极、所述隔膜组装在电池装置中，并向所述电池装置中充入氢气，完成金属-氢气电池的制备。