[发明专利]具有六氰基金属酸盐正极和非金属负极的碱金属和碱土金属离子电池

权利要求书

1.一种具有六氰基金属酸盐正极和非金属负极的电池，所述电池包含：

具有在集电器上的六氰基金属酸盐粒子的正极，所述六氰基金属酸盐粒子具有化学式A’_n’A_mM1_xM2_y(CN)₆，并具有普鲁士蓝六氰基金属酸盐晶体结构，

其中A阳离子选自碱金属阳离子和碱土金属阳离子；

其中A’阳离子选自碱金属阳离子和碱土金属阳离子；

其中M1为选自2+和3+价位的金属；

其中M2为选自2+和3+价位的金属；

其中m为0或0.5～2；

其中x为0.5～1.5；

其中y为0.5～1.5；

其中n’为0～2；

能够传导A阳离子且不含锂离子的电解质；

非金属负极；和

将所述负极与所述正极隔开的离子渗透膜，

其中A阳离子选自Na⁺、Mg²⁺和Ca²⁺；以及

其中A’阳离子选自Na⁺、Mg²⁺和Ca²⁺，

其中所述非金属负极的材料选自：碳质材料、氧化物、硫化物、氮化物、硅、包含具有碳质材料的金属纳米粒子的复合材料和具有碳质材料的硅纳米结构。

2.权利要求1的电池，其中所述M1金属选自：Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ca和Mg；以及

其中所述M2金属选自：Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ca和Mg。

3.权利要求1的电池，其中所述M1金属选自与所述M2金属相同的金属和与所述M2金属不同的金属。

4.权利要求1的电池，其中所述电解质选自：非水电解质和含水电解质。

5.权利要求1的电池，其中所述A阳离子为Na⁺阳离子；

其中所述离子渗透膜为Na⁺离子渗透膜；以及

其中所述电解质为Na⁺可溶解的非水电解质。

6.权利要求1的电池，其中所述A阳离子为Mg²⁺阳离子；

其中所述离子渗透膜为Mg²⁺离子渗透膜；以及

其中所述电解质为Mg²⁺可溶解的非水电解质。

7.权利要求1的电池，其中所述A阳离子为Ca²⁺阳离子；

其中所述离子渗透膜为Ca²⁺离子渗透膜；以及

其中所述电解质为Ca²⁺可溶解的非水电解质。

8.权利要求1的电池，其中A阳离子选自与所述A’阳离子相同的材料和与所述A’阳离子不同的材料。

9.权利要求1的电池，其中所述正极六氰基金属酸盐粒子具有化学式A_mM1_xM2_y(CN)₆，其中n’＝0。

10.权利要求1的电池，其中所述正极六氰基金属酸盐粒子具有化学式A’_n’M1_xM2_y(CN)₆，其中m＝0；

其中所述负极包含A阳离子；以及

其中所述离子渗透膜能透过A阳离子。

11.权利要求1的电池，其中所述电池包含键合到所述六氰基金属酸盐粒子的碳(C)；以及

其中在所述碳(C)与所述六氰基金属酸盐粒子之间的键选自物理键和化学键。

12.权利要求11的电池，其中所述碳(C)为选自如下的形式：粒子、碳片、纳米管和线，所述粒子的尺寸为10纳米(nm)～20微米。

13.权利要求12的电池，其中多个六氰基金属酸盐粒子键合到各种碳(C)形式。

14.权利要求12的电池，其中多种碳(C)形式键合到各个六氰基金属酸盐粒子。