國立台灣科技大學-專利商品網-專利技術-創新電化學儲能裝置

技術摘要：

本發明提供了一種具有雙金屬離子或多金屬離子系統的新型電化學裝置，該裝置包括含有（或能生成）第一金屬離子的陰極材料和含有第二（或第三、第四……）金屬離子的電解質，沉積在陽極或活性材料。

本發明的重要特徵是控制第二金屬離子的還原電位高於第一金屬離子的還原電位。通過在第二金屬離子的還原電位下對電化學裝置進行充放電循環，亦即第一金屬(最低還原電位)在陰極做氧化還原反應，第二金屬離子(較高的還原電位)在陽極做氧化還原反應，即可以提供一種進行雙金屬或多金屬離子反應的電化學裝置。

本發明不僅限於雙離子電池，只要第二金屬離子和第三金屬離子的還原電位高於第一金屬離子的還原電位，例如鋰(-3.04V)、鈉(-2.71V)和鉀(-2.92V)離子，只要控制電化學系統在鈉和鉀離子的還原電位可以用於獲得鈉-鉀基多元系統的電池。

這種機制同樣適用於其他類型的電化學裝置，如鈉、鉀、鎂、鋇、鍶、鋁、鋅、鎳或鐵電池等。

至於電極，本發明的陰、陽電極不限定於是否含有活性材料。如果不使用陽極活性材料，系統也可以是無陽極電池。在一些優選的實施例中，陽極可以覆蓋一層由第二金屬離子組成的金屬層。

有鑒於此，本提案技術所提供的新型電池不需要開發額外的陰極材料（例如，用於鈣電池的鈣陰極材料；用於鈉電池的鈉陰極材料），可以使用既有的鋰電池陰極材料進行操作。

相關圖片：