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公开(公告)号：CN114171808B
公开(公告)日：2024-02-02
申请号：CN202111335168.4
申请日：2021-11-11
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 本发明提供一种高能量密度液态金属电池及其制备方法，属于化学储能电池技术领域。本发明采用金属Te与Cu、Ag、Au中的一种形成的Te基合金作为正极材料，碱金属或碱土金属作为负极材料，以及含相应碱金属离子或碱土金属离子的混合熔盐作为电解质材料，构建液态金属电池。该电池具有良好的电化学性能。金属Te作为正极具有高的电压（~1.6 V vs.Li/Li+），将Cu、Ag、Au中的一种引入Te形成合金，可显著减小液态金属Te及其放电产物在熔盐电解质中的溶解，提高金属Te的利用率，改善电池的循环稳定，同时降低电池的工作温度。此外，高电子电导金属的引入提高了Te正极材料的电导率，减小电池的极化，提高电池放电电压，改善电池在大电流密度下的充放电性能。
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公开(公告)号：CN113809317A
公开(公告)日：2021-12-17
申请号：CN202110939562.2
申请日：2021-08-16
Applicant: 北京科技大学
IPC: H01M4/42 , C22C1/02 , C22C11/00 , C22C11/06 , C22C11/08 , C22C12/00 , C22C13/00 , C22C13/02 , C22C18/00 , C01B19/02
Abstract: 一种液态或半液态金属电池的Zn基正极材料及应用，属于储能电池的电极材料领域。本发明正极材料为金属Zn或者Zn与Sn、Bi、Sb、Pb、Te中的一种以上单质形成的Zn合金。液态的Zn或者Zn合金具有较高的放电电压，与现有的负极材料具有较高的匹配性，用于液态或半液态金属电池，在保持电池高容量、长寿命、易放大等优异特性的基础上，可有效减小电池充放电过程中的极化，提高电池的放电电压，进而提高电池的能量密度和能量效率。此外，金属Zn具有较低的熔点(419.5℃)、较低的电阻率(5.9×10‑4Ωcm)，Zn合金制备工艺简单、成本低廉，将Zn或者Zn合金用作液态或半液态金属电池正极材料时，还可以提高正极材料的导电性，改善电池的倍率性能，减小电池原料成本。
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公开(公告)号：CN110752373B
公开(公告)日：2021-06-15
申请号：CN201911031109.0
申请日：2019-10-28
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 本发明提供一种高性能液态金属电池负极集流体及其制备方法，属于电池材料制备技术领域。本发明采用化学气相沉积法在镍基合金泡沫骨架上原位可控生长石墨烯层，实现石墨层与镍基合金泡沫材料基体紧密结合，获得高性能负极集流体。一方面，利用石墨防护层作为防止腐蚀的有效屏障，能够延长镍基合金泡沫基体腐蚀发生的时间与侵蚀物质的侵入路径，实现液态金属电池的长效稳定化运行；另一方面，所制备的鱼鳞状石墨层独特的微观形貌，改善了集流体对液态金属锂的润湿性，从而提高了充放电稳定性。将该石墨@镍基合金泡沫复合材料作为负极集流体所装配的液态金属电池，具有优异的倍率性能和循环性能。
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公开(公告)号：CN113809317B
公开(公告)日：2023-09-26
申请号：CN202110939562.2
申请日：2021-08-16
Applicant: 北京科技大学
IPC: H01M4/42 , C22C1/02 , C22C11/00 , C22C11/06 , C22C11/08 , C22C12/00 , C22C13/00 , C22C13/02 , C22C18/00 , C01B19/02
Abstract: 一种液态或半液态金属电池的Zn基正极材料及应用，属于储能电池的电极材料领域。本发明正极材料为金属Zn或者Zn与Sn、Bi、Sb、Pb、Te中的一种以上单质形成的Zn合金。液态的Zn或者Zn合金具有较高的放电电压，与现有的负极材料具有较高的匹配性，用于液态或半液态金属电池，在保持电池高容量、长寿命、易放大等优异特性的基础上，可有效减小电池充放电过程中的极化，提高电池的放电电压，进而提高电池的能量密度和能量效率。此外，金属Zn具有较低的熔点(419.5℃)、较低的电阻率(5.9×10‑4Ωcm)，Zn合金制备工艺简单、成本低廉，将Zn或者Zn合金用作液态或半液态金属电池正极材料时，还可以提高正极材料的导电性，改善电池的倍率性能，减小电池原料成本。
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公开(公告)号：CN110752373A
公开(公告)日：2020-02-04
申请号：CN201911031109.0
申请日：2019-10-28
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 本发明提供一种高性能液态金属电池负极集流体及其制备方法，属于电池材料制备技术领域。本发明采用化学气相沉积法在镍基合金泡沫骨架上原位可控生长石墨烯层，实现石墨层与镍基合金泡沫材料基体紧密结合，获得高性能负极集流体。一方面，利用石墨防护层作为防止腐蚀的有效屏障，能够延长镍基合金泡沫基体腐蚀发生的时间与侵蚀物质的侵入路径，实现液态金属电池的长效稳定化运行；另一方面，所制备的鱼鳞状石墨层独特的微观形貌，改善了集流体对液态金属锂的润湿性，从而提高了充放电稳定性。将该石墨@镍基合金泡沫复合材料作为负极集流体所装配的液态金属电池，具有优异的倍率性能和循环性能。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN114171808A
公开(公告)日：2022-03-11
申请号：CN202111335168.4
申请日：2021-11-11
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 本发明提供一种高能量密度液态金属电池及其制备方法，属于化学储能电池技术领域。本发明采用金属Te与Cu、Ag、Au中的一种形成的Te基合金作为正极材料，碱金属或碱土金属作为负极材料，以及含相应碱金属离子或碱土金属离子的混合熔盐作为电解质材料，构建液态金属电池。该电池具有良好的电化学性能。金属Te作为正极具有高的电压（~1.6 V vs.Li/Li+），将Cu、Ag、Au中的一种引入Te形成合金，可显著减小液态金属Te及其放电产物在熔盐电解质中的溶解，提高金属Te的利用率，改善电池的循环稳定，同时降低电池的工作温度。此外，高电子电导金属的引入提高了Te正极材料的电导率，减小电池的极化，提高电池放电电压，改善电池在大电流密度下的充放电性能。
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公开(公告)号：CN113809409A
公开(公告)日：2021-12-17
申请号：CN202110938264.1
申请日：2021-08-16
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 本发明公开了一种液态或半液态金属电池的低熔点熔盐电解质及制备和应用，属于储能电池领域。本发明以LiCl、LiBr、KCl和KBr中两种及以上金属卤化物盐为原料，制备得到具有低熔点的液态或半液态金属电池熔盐电解质。基于组成设计和优化，本发明制备的熔盐电解质体系，其熔点低至270‑400℃，将其应用于液态或半液态金属电池，可以大幅度降低电池的工作温度，进而解决现有液态金属电池工作温度高所导致的电池密封困难、电池部件腐蚀严重和能耗大等问题。此外，应用本发明低熔点熔盐电解质的液态或半液态金属电池在较低工作温度下具有良好的电化学性能及长的循环寿命，库仑效率高达99％。
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公开(公告)号：CN114094065A
公开(公告)日：2022-02-25
申请号：CN202111276907.7
申请日：2021-10-29
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种液态或半液态金属电池的高电压正极材料，属于储能电池电极材料领域。正极材料为单质Se或者Se与金属Bi、Sn、Pb、Sb、Cu、Zn中的一种及以上形成的Se合金。单质Se电负性较高(2.4)，具有较高的理论电位，将其与常用负极材料如金属Li、Na、Mg、Ca等装配成液态或半液态金属电池，可大幅度提高电池的工作电压，提高电池的能量密度。将其金属Bi、Sn、Pb、Sb、Cu、Zn中的一种及以上与Se进行合金化，可有效改善正极材料的电子电导，提高Se的利用率，进而提高材料的放电容量及能量密度；还可加快电极反应动力学，减少电池充放电极化，提高能量效率。应用本发明正极材料的液态或半液态金属电池，具有更高的工作电压、能量密度和效率。
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公开(公告)号：CN110729470B
公开(公告)日：2021-06-01
申请号：CN201911005166.1
申请日：2019-10-22
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 本发明公开了一种液态或半液态金属电池的正极材料及制备方法和应用，属于储能电池的电极材料领域。本发明采用金属Ga或Ga与Sb、Bi、Sn、Pb中的一种或一种以上单质形成的Ga合金作为正极材料，可以与现有的负极材料(Li、Na、K、Ca、Mg)进行合金化，具有良好的电化学性能。金属Ga熔点极低(29.8℃)，Ga合金制备工艺简单，将Ga或Ga合金用于液态或半液态金属电池，在保持液态或半液态金属电池容量高、寿命长等优势的基础上，还可以降低电池的工作温度，减小电池的极化，提高或稳定电池放电电压，改善电池在大电流密度下的充放电性能。
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公开(公告)号：CN110729470A
公开(公告)日：2020-01-24
申请号：CN201911005166.1
申请日：2019-10-22
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 本发明公开了一种液态或半液态金属电池的正极材料及制备方法和应用，属于储能电池的电极材料领域。本发明采用金属Ga或Ga与Sb、Bi、Sn、Pb中的一种或一种以上单质形成的Ga合金作为正极材料，可以与现有的负极材料(Li、Na、K、Ca、Mg)进行合金化，具有良好的电化学性能。金属Ga熔点极低(29.8℃)，Ga合金制备工艺简单，将Ga或Ga合金用于液态或半液态金属电池，在保持液态或半液态金属电池容量高、寿命长等优势的基础上，还可以降低电池的工作温度，减小电池的极化，提高或稳定电池放电电压，改善电池在大电流密度下的充放电性能。
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