[发明专利]固态双极性电池

权利要求书

1.双极性电池，其包括：

至少一个双极性电极，其各自具有在导电片的一侧上包含第一电化学活性材料的正极和在所述片的另一侧上包含第二电化学活性材料的负极；

多个电解质层，其各自包含固体离子传导性聚合物材料；

其中所述固体离子传导性聚合物材料为通过固体而非通过溶剂、凝胶或液相离子传导性的；

终端负极和终端正极，其中所述终端负极与位于第一相邻的双极性电极上的正极相对布置，其间插有所述多个电解质层中的电解质层；其中所述终端正极与第二相邻的双极性电极上的负极层相对布置，其间插有所述多个电解质层中的电解质层；

其中所述固体离子传导性聚合物材料在室温下具有玻璃态，并且其包含至少一种阳离子扩散离子和至少一种阴离子扩散离子，其中至少一种扩散离子在所述玻璃态下是可迁移的；

其中所述聚合物材料包含多个单体和多个电荷转移络合物，所述多个电荷转移络合物中的每一个均位于所述聚合物材料中的所述多个单体上，从而产生通过聚合物材料进行的用于离子迁移率的离子传导机制并使得阳离子迁移数大于0.5且小于1.0。

2.如权利要求1所述的双极性电池，其中各个正极和相邻的负极构成子叠层，所述子叠层也包括所述多个电解质层中的电解质层，其中各个子叠层通过导电片与相邻的子叠层隔开，其中各个子叠层具有电压，且其中各个子叠层的电压等于或小于3伏。

3.如权利要求1所述的双极性电池，其中所述第二电化学活性材料选自锌、铝或锂。

4.如权利要求1所述的双极性电池，其中所述第一电化学活性材料包括二氧化锰或硫。

5.如权利要求2所述的双极性电池，其包括第一子叠层和第二子叠层，其中所述第二子叠层与所述第一子叠层相邻布置且与所述第一子叠层电连通但不离子连通；并且所述双极性电池进一步包括第三集电器层，所述第三集电器层与所述第二子叠层相邻布置。

6.如权利要求1所述的双极性电池，其中各个正极包含所述固体离子传导性聚合物材料。

7.如权利要求1所述的双极性电池，其中各个负极包含所述固体离子传导性聚合物材料。

8.如权利要求1所述的双极性电池，其中所述电池的电压大于8伏，且所述终端正极与所述终端负极之间的距离小于6毫米。

9.如权利要求1所述的双极性电池，其中所述电解质层是挤出的。

10.如权利要求1所述的双极性电池，其中所述正极是挤出的。

11.如权利要求1所述的双极性电池，其中所述固体离子传导性聚合物材料具有大于30％的结晶度。

12.如权利要求1所述的双极性电池，其中所述固体离子传导性聚合物材料在室温下的电子传导率小于1x10^-8S/cm。

13.如权利要求1所述的双极性电池，其中所述固体离子传导性聚合物材料的熔化温度大于250℃。

14.如权利要求1所述的双极性电池，其中所述固体离子传导性聚合物材料是热塑性的。

15.如权利要求1所述的双极性电池，其中所述固体离子传导性聚合物材料的离子电导率是各向同性的。

16.如权利要求1所述的双极性电池，其中所述固体离子传导性聚合物材料的杨氏模量等于或大于3.0MPa。

17.如权利要求1所述的双极性电池，其中所述固体离子传导性聚合物材料在80℃的离子电导率大于1x10^-3S/cm。