我們發明了一種水相電解質體系金屬-碘二次電池的制備方法。該電池正極是含碘復合材料,負極是廉價金屬或金屬合金,水相電解質是安全友好金屬鹽水溶液。該電池在工作時發生金屬與碘之間的可逆化學反應,與基于鋅離子在正極材料中可逆嵌入與脫出類型的鋅離子電池有本質區別。所構筑的金屬-碘二次電池構造簡單、安全性好、能量密度高,自放電率低的特點等特點,所用材料成本低廉、環境友好,有很好的應用前景。
該二次電池與現在正在應用的相關電池相比,具有以下優勢:
(1)能量密度高。全電池的能量密度達80 Wh kg-1,該能量密度顯著高于商品化的鉛酸電池(~40 Wh kg-1)和Ni-Cd電池;
(2)電池壽命長。在5 C倍率下,電池可穩定循環1500次以上,顯著優于商品化的鉛酸電池(200-700 次);
(3)比容量高。在1 C倍率下穩定循環500次,比容量仍保持在220 mAh g-1左右,比容量甚至高于普遍使用的鋰離子電池正極材料比容量;
(4)自放電率低。將電池以充滿電的狀態開路條件下放置30天,電池容量仍保持約95%以上,優于傳統鉛酸電池20~30%/月和金屬氫化物/鎳電池10%/天;
(5)價格低廉。電池的成本價格約為30 $/kWh,低于鉛酸電池的成本(50-90$/kWh);
(6)環境友好。使用中性的水系電解質,綠色環保,安全可靠,在取代傳統的鉛酸電池、鎘/鎳電池方面具有較大的優勢。
應用前景:
(1)可以全面替代鉛酸酸電池;
(2)可以用于普通的柱狀充電電池,替代現有的5號、7號等一次電池。
材料科學,生物醫用 500萬以上
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