[发明专利]高电压离子介导的液流/液流辅助二氧化锰-锌电池

权利要求书

1.一种电池，其包括：

阴极隔室；

布置在该阴极隔室内的阴极电解液；

阳极隔室；

布置在该阳极隔室内的阳极电解液，其中该阴极电解液和该阳极电解液具有不同的组成；

布置在该阴极隔室与该阳极隔室之间的隔膜；以及

被配置为在该阴极隔室和该阳极隔室中提供流体循环的流动系统。

2.如权利要求1所述的电池，其进一步包括：

布置在该阳极隔室中的阳极集流体，其中该阳极集流体由包括以下的至少一种材料制成：碳、铅、铜、镍、铋、钛、镁、铝、银或其组合；以及

布置在该阴极隔室中的阴极集流体，其中该阴极集流体由包括以下的至少一种材料制成：碳、铅、铜、镍、铋、钛、镁、铝、银或其组合。

3.如权利要求2所述的电池，其中，该阴极集流体或该阳极集流体中的至少一者包括碳，并且其中该碳是石墨、碳纤维、炭黑、乙炔黑、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、石墨烯、石墨炔、氧化石墨烯、氮掺杂碳或其组合。

4.如权利要求2所述的电池，其中，该阳极集流体、该阴极集流体或两者呈网、箔、泡沫、纤维、多孔块状结构、气凝胶或其组合的形式。

5.如权利要求2所述的电池，其中，包含二氧化锰的阴极材料被电镀在该阴极集流体上，并且其中该二氧化锰是α型二氧化锰、β型二氧化锰、γ型二氧化锰、λ型二氧化锰、ε型二氧化锰、δ型二氧化锰、电解二氧化锰、软锰矿、水钠锰矿、斜方锰矿、锰钡矿、钡硬锰矿、钡镁锰矿、锂硬锰矿、黑锌锰矿、富钠或富钾的水钠锰矿、隐钾锰矿、布塞尔矿、氧化锰、尖晶石形式的二氧化锰。

6.如权利要求5所述的电池，其中，该尖晶石形式的二氧化锰是黑锰矿(Mn₃O₄)、LiMn₂O₄、CuMn₂O₄、ZnMn₂O₄或其组合。

7.如权利要求1所述的电池，其中，该阴极隔室中的该阴极电解液包含混合溶液，该混合溶液包含以下中的至少一者：硫酸锰、氯化锰、硝酸锰、高氯酸锰、乙酸锰、双(三氟甲磺酸)锰、三氟甲磺酸锰、碳酸锰、草酸锰、氟硅酸锰、亚铁氰化锰、溴化锰、硝酸、硫酸、盐酸、硫酸钠、硫酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾、高锰酸钾、硫酸钛、氯化钛、硝酸锂、氯化锂、溴化锂、碳酸氢锂、乙酸锂、硫酸锂、高锰酸锂、硝酸锂、亚硝酸锂、氢氧化锂、高氯酸锂、草酸锂、氟化锂、碳酸锂、溴酸锂或其任何组合。

8.如权利要求1所述的电池，其中，该阳极隔室中的该阳极电解液是包含以下中的至少一者的混合溶液：硫酸锌、三氟甲磺酸锌、氯化锌、乙酸锌、碳酸锌、氯酸锌、氟化锌、甲酸锌、硝酸锌、草酸锌、亚硫酸锌、酒石酸锌、氰化锌、氧化锌、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氯化钾、氯化钠、氟化钾、硝酸锂、氯化锂、溴化锂、碳酸氢锂、乙酸锂、硫酸锂、高锰酸锂、硝酸锂、亚硝酸锂、高氯酸锂、草酸锂、氟化锂、碳酸锂、溴酸锂或其组合。

9.如权利要求1所述的电池，其中，该隔膜是锂超离子导体(LISICON)、钠超离子导体(NASICON)、Nafion、双极性膜、水电解膜、聚乙烯醇和氧化石墨烯的复合物、Celgard、玻璃纸或其组合。

10.如权利要求1所述的电池，其进一步包括：

与该阴极隔室流体连通的阴极电解液容器，其中该阴极电解液的至少一部分布置在该阴极电解液容器中。

11.如权利要求1所述的电池，其进一步包括：

与该阳极隔室流体连通的阳极电解液容器，其中该阳极电解液的至少一部分布置在该阳极电解液容器中。

12.如权利要求1所述的电池，其中，该电池是圆柱形或棱柱形的。