[发明专利]用于可再充电电化学电池的碱金属离子传导性分隔体组件

权利要求书

1.一种碱金属离子传导性分隔体组件，其包括：

(A)多孔膜(A)，其包含至少一种无机、电绝缘的和非碱金属离子传导性材料，其具有从该膜的一个主要表面延伸至相对的主要表面的通孔，和

(B)置于多孔膜(A)的一个主要表面上的碱金属离子传导膜(B)，

其中多孔膜(A)的通孔被碱金属离子传导膜(B)密封，其中碱金属离子传导膜(B)包含通式(I)的无机材料：

(L¹⁺_{[(12-u)2+wv]-xm-[(3-y)3+yn]-[(2-z)5+zp]}I^m+_x)(A³⁺_3-yaⁿ⁺_y)(B⁵⁺_2-zb^p+_z)(O^2-_12-uD^v-_w)

(I)

其中变量各自定义如下：

L为碱金属，

I为Mg、Al或Ga，

A为镧系元素，

a为碱金属、碱土金属或镧系元素，

B为Nb或Ta，

b为Nb、Ta、Zr、Hf、Ce、Y、W、Mo、Sb、Te、Bi、Sn、Ti或Pr，

D为F(氟)、S(硫)、N(氮)或C(碳)，

m对Mg为2，或者对Al或Ga为3，

n对碱金属为1，对碱土金属为2，或者对镧系元素为2、3或4，

p取决于金属b的氧化态为2、3、4、5或6，

v对F(氟)为1，对S(硫)为2，对N(氮)为3，或者对C(碳)为4，

w为0-12，

u为0-12，

x为0-0.75，

y为0-3，

z为0-2。

2.根据权利要求1的碱金属离子传导性分隔体组件，其中多孔膜(A)的无机、电绝缘的和非碱金属离子传导性材料选自陶瓷、烧结的陶瓷、玻璃-陶瓷和玻璃。

3.根据权利要求1或2的碱金属离子传导性分隔体组件，其中多孔膜(A)具有5-500μm的平均厚度。

4.根据权利要求1-3中任一项的碱金属离子传导性分隔体组件，其中碱金属离子传导膜(B)具有0.01-40μm的平均厚度。

5.根据权利要求1-4中任一项的碱金属离子传导性分隔体组件，其中所属碱金属离子传导性分隔体组件是有机溶剂不透性的。

6.一种制备根据权利要求1-5中任一项的碱金属离子传导性分隔体组件的方法，包括如下工艺步骤：

(a)将碱金属离子传导性的材料的层或者在热或化学处理后变成碱金属离子传导性的材料的层沉积在多孔膜(A)的一个主要表面上，其中多孔膜(A)包含无机、电绝缘的和非碱金属离子传导性材料且具有从该膜的一个主要表面延伸至相对的主要表面的通孔，和

(b)任选在100-1500℃的温度下煅烧具有在工艺步骤(a)中形成的沉积层的多孔膜。

7.一种可再充电电化学电池，其包括：

(a)至少一个阴极(a)，

(b)至少一个阳极(b)，

(c)至少一种电解质组合物(c)，其包含：

(c1)至少一种非质子有机溶剂(c1)，和

(c2)至少一种碱金属盐(c2)，和

(d)至少一个根据权利要求1-5中任一项的碱金属离子传导性分隔体组件。

8.根据权利要求7的可再充电电化学电池，其中至少一个阴极(a)包含含电活性硫属元素的材料。

9.根据权利要求7或8的可再充电电化学电池，其中至少一个阳极(b)包含碱金属。

10.根据权利要求7-9中任一项的可再充电电化学电池，其中非质子有机溶剂(c1)选自聚合物、环状或非环状醚、非环状或环状缩醛以及环状或非环状有机碳酸酯。

11.根据权利要求7-10中任一项的可再充电电化学电池，其中碱金属盐(c2)为锂盐或钠盐。