[发明专利]一种高盐浓度水溶液钾-钠混合离子电池和应用

权利要求书

1.一种高盐浓度水溶液钾-钠混合离子电池，其特征在于，所述混合离子电池包括：由钾基普鲁士蓝类化合物构成的正极材料、由钠基磷酸盐构成的负极材料、以及由钠盐和钾盐水溶液构成的电解液；钾基普鲁士蓝类化合物的通式为：K_xM_yFe(CN)₆·zH₂O，其中M为Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn中的一种或几种，0＜x≤2，0＜y≤1，0≤z≤5；钠基磷酸盐构成的负极的化学通式为Na_xM_yTi_2-y(PO₄)₃，其中M为Mn、Fe、Al中的一种或几种，1≤x≤3，0≤y＜2；所述电解液为饱和钠盐溶液与11mol/1L-22mol/1L浓度的钾盐溶液构成的混合溶液; 所述电解液中，所述浓度范围是指每升水中溶解盐的mol数；

所述水溶液钾-钠混合离子电池充电时，所述正极材料中的钾离子脱出进入电解液，电解液中的钠离子嵌入负极材料；

所述水溶液钾-钠混合离子电池放电时，钠离子从负极材料脱出进入电解液，电解液中的钾离子嵌入正极材料。

2.根据权利要求1所述的高盐浓度水溶液钾-钠混合离子电池，其特征在于，所述电解液中的钾盐具体包括K₂SO₄、KCl、KNO₃、K₃PO₄、K₂HPO₄、KH₂PO₄、CH₃COOK、K₂C₂O₄、KClO₄、KCF₃SO₃、F₂KNO₄S₂、C₂F₆KNO₄S₂、KF、KI中的一种或者几种;所述钠盐具体包括Na₂SO₄、NaCl、NaNO₃、Na₃PO₄、Na₂HPO₄、NaH₂PO₄、CH₃COONa、Na₂C₂O₄、NaClO₄、NaCF₃SO₃、F₂NaNO₄S₂、C₂F₆NaNO₄S₂、NaF、NaI中的一种或者几种。

3.根据权利要求1所述的高盐浓度水溶液钾-钠混合离子电池，其特征在于，所述电解液中还包括支持电解质和添加剂；其中，所述支持电解质为硫酸盐、氯化物、硝酸盐、磷酸盐、草酸盐、醋酸盐或氢氧化物中的一种或几种，所述支持电解液的阳离子为碱金属、碱土金属、铝或锌中的一种或几种；所述添加剂包括固体电解质界面SEI成膜添加剂。

4.根据权利要求3所述的高盐浓度水溶液钾-钠混合离子电池，其特征在于，所述添加剂具体包括碳酸亚乙烯酯VC、氟代碳酸乙烯酯FEC或聚苯乙烯PS中的一种或几种。

5.一种如上述权利要求1-4任一所述的高盐浓度水溶液钾-钠混合离子电池的用途，其特征在于，所述高盐浓度水溶液钾-钠混合离子电池用于混合动力车、电动汽车、或便携式设备的移动电源，或者太阳能发电、风力发电、智能电网调峰、分布电站、后备电源或通信基站的大规模储能设备。