[发明专利]使用三元电解质的能量存储装置及方法

权利要求书

1.能量存储装置，包括：

壳体，其内表面限定了容积；

设置在所述容积内并具有第一表面和第二表面的分隔体，所述第一表面限 定了第一腔室的至少一部分，所述第二表面限定了第二腔室，并且所述第一腔 室通过所述分隔体与所述第二腔室离子连通；和

与所述分隔体离子连通并设置在所述第二腔室中的阴极材料；以及

与所述阴极材料和所述分隔体离子连通的三元电解质，所述三元电解质包 含碱金属卤化物、卤化铝和卤化锌，并且当所述能量存储装置处于完全充电状 态时，所述卤化锌的存在量相对于所述卤化铝的量是大于20摩尔百分比。

2.如权利要求1限定的能量存储装置，其中所述阴极材料包含锌、铜、铁 或镍中的至少一种。

3.如权利要求1限定的能量存储装置，其中所述阴极材料基本由锌、铜、 或者锌和铜组成。

4.如权利要求1限定的能量存储装置，其中所述阴极材料基本由锌组成。

5.如权利要求1限定的能量存储装置，其中所述阴极材料包含从镍、锌、 铜和铁组成的组中选择出的两种或更多种金属。

6.如权利要求1限定的能量存储装置，其中所述阴极材料还包含铬、锡或 锑中的一种或多种。

7.如权利要求1限定的能量存储装置，其中所述分隔体是碱金属离子导体， 并且包含碱-金属-β’-氧化铝、碱-金属-β”-氧化铝、碱-金属-β’-镓酸盐或者碱- 金属-β”-镓酸盐中的至少一种。

8.如权利要求1限定的能量存储装置，其中所述分隔体抵抗锌离子从所述 卤化锌渗透到所述分隔体中。

9.如权利要求1限定的能量存储装置，还包含被所述三元电解质浸湿的芯 吸电流收集器。

10.包含如权利要求1限定的能量存储装置的能量存储系统。

11.如权利要求10限定的能量存储系统，还包含经构造以在350摄氏度到 500摄氏度的范围内的温度操作所述系统的蓄电池管理控制器。

12.如权利要求10限定的能量存储系统，其中所述能量存储装置具有在1 小时^-1到10小时^-1范围内的功率-能量比。

13.能量存储装置的操作方法，包括：

在350摄氏度到500摄氏度的范围内的温度操作能量存储装置；

在第一腔室和第二腔室之间通过分隔体传输金属离子，所述分隔体与三元 电解质离子连通，所述三元电解质包含碱金属卤化物、卤化铝和卤化锌，其中 所述卤化锌的量相对于所述卤化铝是大于20摩尔百分比。

14.如权利要求1限定的能量存储装置，其中所述碱金属卤化物包含锂、 钠或钾中的至少一种。

15.如权利要求1限定的能量存储装置，其中所述碱金属卤化物包含氯、 氟或碘中的至少一种。

16.如权利要求1限定的能量存储装置，其中所述碱金属卤化物、所述卤 化铝和所述卤化锌的每种包含从氯、氟、溴和碘组成的组中选择出的共同卤离 子。

17.如权利要求16限定的能量存储装置，其中所述共同卤离子是氯离子。

18.如权利要求1限定的能量存储装置，还包含从硫化物、碘化物或氟化 物组成的组中选择的添加剂。

19.如权利要求1限定的能量存储装置，其中所述碱金属卤化物、所述卤 化铝和所述卤化锌分别以1+x∶1∶y的摩尔比率存在，其中x是在0.1到10 的范围内并且y在0.2到2.0的范围内。

20.如权利要求19限定的能量存储装置，其中所述碱金属卤化物、所述卤 化铝和所述卤化锌分别以1+x∶1∶y的摩尔比率存在，其中x是在0.1到10 的范围内并且y在0.2到0.75的范围内。