[发明专利]一种氧离子传导型金属-金属氧化物熔盐二次电池及其制备方法

权利要求书

1.一种氧离子传导型金属-金属氧化物熔盐二次电池，包括正负极和电解质，其特征在于，所述的正负极采用具有不同氧亲和能的金属或其金属氧化物，其中，正极为氧亲和能力高的不活泼金属，负极为氧亲和能力差的活泼金属的氧化物或者表面氧化的活泼金属，所述的电解质采用准固态的碱金属氢氧化物熔盐电解质；所述准固态的氢氧化物熔盐是指将LiOH、NaOH、KOH、CsOH中两种以上的组合熔融至液态然后将其降温至熔点附近的较低温度使其同时具有固态的稳定性同时具有液态的离子传导性能，这种状态下的氢氧化物熔盐即准固态熔盐；

所述的正极材料采用金属铜或金属锑；

所述的负极材料采用金属铁的氧化物、金属锌的氧化物、表面氧化的金属铁或者表面氧化的金属锌；

所述的电解质为碱金属氢氧化物熔盐。

2.如权利要求1所述的氧离子传导型金属-金属氧化物熔盐二次电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将碱金属氢氧化物混合均匀后，加热到200~500℃熔化成熔盐；将负极金属在空气中进行表面氧化处理或者直接使用表面氧化的负极金属，然后与正极金属组合，放入碱金属氢氧化物熔盐电解质，熔盐电解质降温冷却凝固为准固态，即制备得到氧离子传导型金属-金属氧化物熔盐二次电池。

3.根据权利要求2所述的氧离子传导型金属-金属氧化物熔盐二次电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）制备正极与负极：取不活泼金属清洗干净烘干作为电池正极材料；取活泼金属制备负极，当活泼金属为铁时，将其加热至表面氧化，冷却后作为电池负极材料；当活泼金属为锌时，由于锌表面在常温下有氧化物，因此直接作为电池负极材料；

（2）制备电解质：取碱金属氢氧化物熔盐混合均匀放入容器中，在200-500℃加热熔化得到熔盐电解质；

（3）将步骤（1）中的正负极材料放入步骤（2）中制得的熔盐电解质，然后将熔盐迅速降温冷却凝固为准固态，此时电池即组装完成。

4.根据权利要求3所述的氧离子传导型金属-金属氧化物熔盐二次电池的制备方法，其特征在于，所述的步骤（1）中，不活泼金属为金属丝或金属片，活泼金属材料为金属丝、金属片、三维泡沫金属或用粉末压制成的烧结体。

5.根据权利要求3所述的氧离子传导型金属-金属氧化物熔盐二次电池的制备方法，其特征在于，所述的步骤（3）中，为了避免短路发生，正负极材料放入时，正负极之间维持有一定间距避免接触，或者嵌入多孔绝缘材料作为隔膜避免正负极材之间接触。

6.根据权利要求3所述的氧离子传导型金属-金属氧化物熔盐二次电池的制备方法，其特征在于，

所述的步骤（2）中，碱金属氢氧化物熔盐为氢氧化钠与氢氧化钾的混合物，氢氧化钠与氢氧化钾的重量比为1：1.4；

所述的步骤（2）中，所述的加热熔化温度为300℃；

所述的步骤（3）中，熔盐温度迅速降至170℃冷却凝固为准固态。