用于高能量或高功率电池组用途的电化学二次电池的制作方法

总体上，本发明涉及可再充电的电化学电池、电池组以及超级电容器。具体地，本发明涉及使用金属钠阳极、支持高能量密度的新型阴极、以及与这两个特定电极相容的电解质的溶液的前述电池。

背景技术：

1、已知存在用于电动车辆(ev)的电池组的不同实施方式和概念，从基于最广泛使用的li离子汽车技术的电池组到其他电池组都有，诸如铅-酸、镍-镉(ni-cd)、镍金属氢化物(ni-mh)以及熔融盐。用于电动车辆和混合动力车辆的电池组的目前生产主要基于li离子电池组技术。然而，所述技术具有一些缺点。具体地讲，li离子电池组的高生产成本迫使车辆制造商设计范围局限的车辆。此外，目前li离子电池组的不确定的使用寿命和有限的快充能力使消费者在电池组供能的完全电动车辆或插电式混合动力车辆与内燃机车辆之间进行选择时更加犹豫。此外，li离子技术目前的高成熟度暗示着电池组性能和成本效率的显著改善需要完全不同的概念性方法。

2、在电池组技术领域进行了深入研究以寻找足够的比能量、容量和耐久性的成本有效组合。已经探索了许多化合物作为电池组电池的潜在组分。出于包括基于镁的金属阳极的ev电池的可能的高比能，已经深入研究了基于镁的金属阳极。然而，由于与缺乏合适的阴极材料相关的技术挑战以及与能够进行可逆金属沉积的电解质体系相关的问题，已经引入了无环境温度的商业装置。根据电池组研究的普遍共识，与基于钠的金属阳极相关的挑战甚至比包括基于镁的金属阳极的电池的问题更大。因此，用金属阳极进行的研究主要集中于基于镁的电极系统，尽管mg2+/mg电势比na+/na电势高约0.4v，同时已经通过嵌入na离子电池制剂探索了基于钠的电池。在此披露的基于金属钠阳极的电池组和超级电容器电池发明因此具有高的工业重要性并且开辟了构建成本有效而又高性能的电池组和超级电容器的新途径。

技术实现思路

1、本发明的一个目标是披露基于包括金属钠的阳极的用于二次高能量或高功率电池组的高性能电化学电池。在一个优选实施例中，该电池设置有在第一充电循环期间电沉积的固体金属阳极、选自本发明披露的电极结构的阴极、以及选自本发明披露的电解质的电解质。

2、本发明的一个方面涉及披露支持金属钠阳极的基本上稳定循环的电解质。另一方面涉及披露一种支持钠的基本上光滑、无树枝状晶体且良好粘附的电化学沉积的集流体材料。在本发明的一个实施例中，钠的电化学沉积是本发明的有效实施的特定需要。这一电化学钠沉积在以放电状态组装的电池的第一充电循环期间或在＝以充电状态组装的电池的电池组装之前在阳极钠薄膜的制备期间发生。适用于这种钠沉积的集流体基板的鉴定与适用于沉积在这一基板上的电解质相互关联。换句话说，只有支持钠上钠沉积的电解质的子组也支持集流体基板上的钠沉积。匹配电解质-集流体基板对的披露内容因此是本发明的一个主要目标。

3、在一个实施例中，阳极在其放电状态中和/或在可处于放电状态的组装期间基本上不含钠。此处，如果钠的重量％优选小于处于其放电状态的阳极的总重量的50％、并且更优选地小于30％、并且更优选地小于20％、并且更优选地小于10％、并且更优选地小于5％、并且更优选地小于3％、并且更优选地小于2％、并且更优选地小于1％、并且更优选地小于0.5％、并且更优选地小于0.3％、并且更优选地小于0.2％、并且更优选地小于0.1％、并且最优选地小于0％，那么阳极不含钠。

4、阳极可包括钠的支撑体/集流体或另一导电材料。在一个实施例中，阳极为纯钠。此处，如果钠的重量％优选大于处于其放电状态的阳极的总重量的50％、并且更优选地大于70％、并且更优选地大于80％、并且更优选地大于90％、并且更优选地大于95％、并且更优选地大于97％、并且更优选地大于98％、并且更优选地大于99％、并且更优选地大于99.5％、并且更优选地大于99.7％、并且更优选地大于99.8％、并且更优选地大于99.1％、并且最优选地大于100％，那么阳极被视为纯钠。

5、在一个实施例中，集流体材料上的电化学沉积可以是基本上光滑、不含树枝状晶体和/或良好粘附的。在一个实施例中，电化学沉积和集流体材料可接触。光滑在此处定义为具有低于100微米、并且更优选地低于50微米、并且更优选地低于20微米、并且更优选地低于10微米、并且更优选地低于5微米、并且更优选地低于2微米、并且最优选地低于1微米的表面粗糙度。不含树枝状晶体在此处定义为钠沉积物的总质量的优选小于90％、并且更优选地小于50％、并且更优选地小于20％、并且更优选地小于10％、并且更优选地小于5％、并且最优选地小于2％为树枝状晶体。

6、在另一方面，本发明涉及披露与所披露的电解质相容的阴极。鉴于文献中描述的成千种电极材料，甚至相对于已知的电极材料，有创新性的是，鉴定同时支持良好的电子电导率、良好的离子扩散率，提供高能力密度的那几种电极材料不溶于新披露的处于还原、氧化或中间状态的电解质，并且与新披露的电解质的电化学窗口相容，尤其考虑到在此所述的电解质的尚未经探索的物理性质。

7、在另一方面，本发明有利于仅仅某些披露电池组分的利用，例如，某些披露阴极在不同背景中的使用，诸如基于锂的电池组电极的使用，或某些披露电解质在超级电容器电池中的使用。

8、在另一方面，本发明涉及包括根据任何实施例且由此提供的多个电池的电化学二次电池组在电动车辆中的使用。

9、在仍然另一方面，本发明涉及所述电池组在电气或电子装置、动力单元、备用能量单一体(backup energy unity)或栅极存储或稳定单元中的使用。

10、在仍然另一方面，某些披露电解质在采用离子液体或具有高度浓缩的盐含量的非含水液体的任何应用的背景中的使用。

11、稳定循环在此处定义为在至少10个循环、并且更优选地至少100个循环、并且更优选地至少1000个循环、并且最优选地至少10000个循环的过程中电解质的优选地少于50％、并且更优选地少于25％、并且更优选地少于10％、并且最优选地少于5％的消耗。

12、本发明的效用根据其每个特定实施例由多种原因产生，诸如每质量单位的高能量密度、每质量单位的高功率密度或改善的耐久性。由此披露的电池组的成本有效实施将积极影响许多电池组供能的产品。

13、基于钠的金属阳极提供任何阳极材料的最高理论重量容量的一些：钠的重量容量超过1100mah/g，并且电势为-2.7v，相对于na+/na对的标准氢电极(she)。出于比较，锂离子电池组的目前石墨阳极具有400mah/g左右的重量容量。此外，金属阳极不需要离子的固态扩散来将材料从充电状态转变成放电状态，而是仅需要金属表面上或来自金属表面的离子的成功沉积/溶解。

14、本技术提供了以下内容：

15、1).一种电化学电池，包括：

16、a)阴极和阳极；以及

17、b)位于该阴极与该阳极之间的电解质，该电解质包含：

18、i.一种或多种含氮溶剂前体，以及

19、ii.至少一种盐，该至少一种盐包含钠阳离子以及有硼、铝、磷或氯芯的阴离子或含磺酰基或磺酸根的阴离子。

20、2).如1)所述的电池，其中摩尔盐浓度为至少3。

21、3).如1)-2)中任一项所述的电池，其中该盐包括nabf4、nabh4、napf6、naclo4、nab(cn)4、nabf3cn、nabf2(cn)2、nabf(cn)3、nabh3cn、nabh2(cn)2、nabh(cn)3、naal(bh4)4、nabr、双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺钠(natfsi)、双(氟代磺酰基)酰亚胺钠(nafsi)、三氟甲磺酸钠(natriflate)、或包含所述盐中的一种或多种的混合物。

22、4).如1)-3)中任一项所述的电池，其中含氮溶剂前体包括以下中的任一项：氨(nh3)、一种或多种基于有机胺的液体、一种或多种基于腈的液体、或包含所述含氮溶剂前体中的一种或多种的混合物。

23、5).如4)所述的电池，其中该有机胺选自乙二胺、1,3-二氨基丙烷、二亚乙基三胺、正丁胺、正丙胺、异丙胺、乙基胺、甲基胺、吡啶、或其混合物，并且该腈选自乙腈、丙腈、或包含所述有机胺中的一种或多种的混合物。

24、6).如1)-5)中任一项所述的电池，其中盐浓度足够高，以便构成基本上不具有游离溶剂分子的电解质。

25、7).如1)-5)中任一项所述的电池，其中盐浓度足够高，以便构成离子液体型电解质。

26、8).如1)-7)中任一项所述的电池，其中(盐):x nh3的摩尔比x在1与5之间，(盐):y(有机一元胺)的摩尔比y在1与5之间，(盐):z(有机二胺)的摩尔比z在0.5与2.5之间，(盐):j(有机三胺)的摩尔比j在0.3与2之间，或(盐):(腈)的摩尔比k在1与5之间，包括包含所述电解质中的一种或多种的任何混合物。

27、9).如8)所述的电池，其中该盐为nabf4，并且摩尔比x在1与3.5之间，摩尔比y在1与3.5之间，摩尔比z在0.5与1.8之间，或摩尔比j在0.3与1.2之间，或摩尔比k在1与3.5之间，包括包含所述电解质中的一种或多种的任何混合物。

28、10).如8)所述的电池，其中该盐为nabh4，并且摩尔比x在2与3.5之间，或摩尔比y在2与3.5之间，或摩尔比z在1与1.8之间，或摩尔比j在0.7与1.2之间，或摩尔比k在2与3.5之间，包括包含所述电解质中的一种或多种的任何混合物。

29、11).如1)-10)中任一项所述的电池，其中该电解质包含一种或多种形成sei的胺或腈溶剂。

30、12).如11)所述的电池，其中该形成sei的胺或腈溶剂为乙二胺，并且该电解质盐为nabf4或nabh4。

31、13).如11)-12)中任一项所述的电池，其中盐浓度是在3m与5m之间。

32、14).如1)-13)中任一项所述的电池，其中提供了用于该阳极的金属钠活性材料的来源。

33、15).如1)-14)中任一项所述的电池，其中用于该阳极的该金属钠活性材料是通过使所述来源与该阳极端子电接触来提供的。

34、16).如15)所述的电池，其中该阴极在该电化学电池的第一放电循环期间从该金属活性材料钠来源放电。

35、17).如14)-16)中任一项所述的电池，其中该金属钠活性材料的来源包括块体钠、金属钠箔、金属钠粉末、或其混合物。

36、18).一种电化学电池，包括：

37、a)包括含钠材料的阴极、以及在电池放电状态中基本上不含钠的导电阳极集流体；

38、b)位于该阴极与该阳极基板之间的电解质，该电解质包含溶剂和钠盐；以及

39、c)在充电状态中在阳极上的金属钠活性材料的电沉积层。

40、19).一种电化学电池，包括：

41、a)包括至少一部分不来源于电解质盐的含钠材料的阴极、以及导电阳极集流体；

42、b)位于该阴极与该阳极基板之间的电解质，该电解质包含溶剂和钠盐；以及

43、c)在充电状态中在阳极上的金属钠活性材料的电沉积层。

44、20).如18)或19)所述的电池，其中该含钠材料是无机的。

45、21).如18)-20)中任一项所述的电池，其中该电解质的该溶剂包括二氧化硫(so2)。

46、22).如18)-21)中任一项所述的电池，其中该电解质的该溶剂包括氨(nh3)、或有机胺或包括所述溶剂中的一种或多种的混合物。

47、23).如22)所述的电池，其中该有机胺选自乙二胺、1,3-二氨基丙烷、二亚乙基三胺、正丁胺、异丙胺、乙基胺、或甲基胺，包括包含所述有机胺中的一种或多种的任何混合物。

48、24).如18)-23)中任一项所述的电池，其中该电解质盐包括低熔点盐。

49、25).如24)所述的电池，其中该低熔点盐具有在100与300摄氏度之间的熔融温度。

50、26).如18)-25)中任一项所述的电池，其中该盐包含钠。

51、27).如26)所述的电池，其中该盐还包含硼。

52、28).如26)-27)中任一项所述的电池，其中该盐还包含碳。

53、29).如26)-28)中任一项所述的电池，其中该盐还包含氮或铝。

54、30).如26)-29)中任一项所述的电池，其中该盐为naalcl4、nabf4、nabh4、nab(cn)4、nabf3 cn、nabf2(cn)2、nabf(cn)3、或naal(bh4)4，包括包含所述盐中的一种或多种的任何混合物。

55、31).如18)-30)中任一项所述的电池，其中(盐):x so2的摩尔比x是在1与4之间。

56、32).如18)-31)中任一项所述的电池，其中该活性阴极材料包括na2s2o4(连二亚硫酸钠):x naalcl4混合物或i nacl:j na2s2o4(连二亚硫酸钠):k naalcl4混合物，其中x、i、j以及k定义摩尔比。

57、33).如32)所述的电池，其中该活性阴极材料包括na2s2o4(连二亚硫酸钠):xnaalcl4混合物，其中摩尔比x是在0.5与2之间。

58、34).如18)-33)中任一项所述的电池，其中该活性阴极材料包括nacl。

59、35).如18)-34)中任一项所述的电池，其中该电池以完全或部分放电状态被组装。

60、36).如34)-35)中任一项所述的电池，其中该活性阴极材料包括inacl:j na2s2o4(连二亚硫酸钠):k naalcl4混合物，其中i是在3与5之间，j是在0.5与2之间并且k是在0.5与2之间。

61、37).一种电化学电池，包括：

62、a)包括含钠材料的阴极和导电阳极集流体基板；

63、b)位于该阴极与该阳极基板之间的电解质，该电解质包含so2溶剂和钠盐；以及

64、c)在该阴极与该阳极之间的阳离子传导膜，该阳离子传导膜是钠传导性的，但阻碍其他电解质分子的穿越。

65、38).如37)所述的电池，其中多孔隔板膜提供于该阳极与该阴极之间。

66、39).如37)-38)中任一项所述的电池，其中该阳离子传导膜沉积在该阳极或该隔板上。

67、40).如37)-39)中任一项所述的电池，其中受阻分子为硫酰氯。

68、41).如1)-40)中任一项所述的电池，其中该电解质具有低水污染。

69、42).如1)-41)中任一项所述的电池，该电池包括隔板，该隔板具有高于该电解质的表面能或以其他方式支持该电解质对该隔板的良好润湿。

70、43).如1)-42)中任一项所述的电池，包括包含聚氨酯纤维、聚丙烯或聚乙烯的隔板。

71、44).如1)-43)中任一项所述的电池，其中该钠盐包含硼、铝、氟化物、氯化物和/或氢。

72、45).如1)-44)中任一项所述的电池，其中该活性阴极材料为基于羰基或基于蒽亚氨基咔唑的化合物。

73、46).如45)所述的电池，其中该基于羰基或蒽亚氨基咔唑的化合物包括聚蒽醌基硫化物聚合物、aqs低聚物或蒽醌蓝。

74、47).如1)-46)中任一项所述的电池，其中该活性阴极材料处于其原始状态或处于还原钠盐状态。

75、48).如1)-47)中任一项所述的电池，其中该阴极包括含碳材料。

76、49).如48)所述的电池，其中该含碳材料为cnt、富勒烯、cnb、石墨烯、石墨、科琴黑、介孔碳、活性碳、碳纳米角、碳纳米泡沫、q-碳、t-碳、y-碳、纳米碳、碳纳米颗粒和/或多孔碳。

77、50).如1)-49)中任一项所述的电池，其中该阴极包括粘结剂材料。

78、51).如50)所述的电池，其中该粘结剂材料为ptfe、pvdf、苯乙烯-丁二烯橡胶(sbr)、或热处理的聚丙烯腈。

79、52).如1)-51)中任一项所述的电池，其中该阴极沉积在导电集流体/机械支撑体上。

80、53).如1)-52)中任一项所述的电池，其中该阳极基板为导电集流体/机械支撑体。

81、54).如52)-53)中任一项所述的电池，其中该集流体/机械支撑体包含金属或具有金属表面。

82、55).如54)所述的电池，其中该集流体/机械表面包含铝al、cu、ni、cr、pd、pt、au和/或ag或包含al、cu、ni、cr、pd、pt、au和/或ag的合金。

83、56).如54)-55)中任一项所述的电池，其中该金属集流体表面沉积在金属支撑体上。

84、57).如56)所述的电池，其中该金属集流体表面是通过电化学沉积、电喷涂、热喷涂、物理气相沉积、化学气相沉积、原子层沉积、电解或无电沉积而沉积的。

85、58).如45)-49)中任一项所述的电池，其中该含碳材料施加在该导电集流体/机械支撑膜上。

86、59).如1)-58)中任一项所述的电池，其中该阴极包含少于10重量％的粘结剂。

87、60).如59)所述的电池，其中该阴极包含4-7重量％的粘结剂。

88、61).如1)-60)中任一项所述的电池，其中金属钠活性材料在该电化学电池的充电过程中电沉积在该阳极或该阳极集流体基板上。

89、62).如61)所述的电池，其中该金属钠活性材料是光滑的。

90、63).一种电化学电池，其中该活性阴极材料包含三嗪-醌共聚物。

91、64).一种电池组或超级电容器，其包括如1)-63)中任一项所述的电化学电池。

92、65).一种制造电化学电池的方法，包括：

93、a)提供阴极和阳极；并且

94、b)提供电解质，该电解质包含：

95、1.一种或多种含氮溶剂前体，以及

96、2.一种或多种盐，该一种或多种盐中的至少一种包含钠阳离子以及有硼、铝、磷或氯芯的阴离子或含磺酰基或磺酸根的阴离子。

97、66).如65)所述的方法，其中摩尔盐浓度为至少3。

98、67).如65)-66)中任一项所述的方法，其中该盐包括nabf4、nabh4、napf6、naclo4、nab(cn)4、nabf3cn、nabf66(cn)2、nabf(cn)3、nabh3cn、nabh2(cn)2、nabh(cn)3、naal(bh4)4、双(三氟甲基磺酰基)酰亚胺钠(natfsi)、双(氟代磺酰基)酰亚胺钠(nafsi)、三氟甲磺酸钠(natriflate)、或包含所述盐中的一种或多种的混合物。

99、68).如65)-67)中任一项所述的方法，其中含氮溶剂前体包括以下中的任一项：氨(nh3)、一种或多种基于有机胺的液体、一种或多种基于腈的液体、或包含所述含氮溶剂前体中的一种或多种的混合物。

100、69).如68)所述的方法，其中该有机胺选自乙二胺、1,3-二氨基丙烷、二亚乙基三胺、正丁胺、正丙胺、异丙胺、乙基胺、甲基胺、吡啶、或其混合物，并且该腈选自乙腈、丙腈、或包含所述有机胺中的一种或多种的混合物。

101、70).如65)-69)中任一项所述的方法，其中钠盐浓度足够高，以便构成局部有序的液体型电解质。

102、71).如65)-69)中任一项所述的方法，其中钠盐浓度足够高，以便构成离子液体型电解质。

103、72).如65)-71)中任一项所述的方法，其中(盐):x nh3的摩尔比x在1与5之间，(盐):y(有机一元胺)的摩尔比y在1与5之间，(盐):z(有机二胺)的摩尔比z在0.5与2.5之间，(盐):j(有机三胺)的摩尔比j在0.3与2之间，或(盐):(腈)的摩尔比k在1与5之间，包括包含所述电解质中的一种或多种的任何混合物。

104、73).如72)所述的方法，其中该盐为nabf4，并且摩尔比x在1与3.5之间，摩尔比y在1与3.5之间，摩尔比z在0.5与1.8之间，或摩尔比j在0.3与1.2之间，或摩尔比k在1与3.5之间，包括包含所述电解质中的一种或多种的任何混合物。

105、74).如72)所述的方法，其中该盐为nabh4，并且摩尔比x在2与3.5之间、或摩尔比y在2与3.5之间、或摩尔比z在1与1.8之间、或摩尔比j在0.7与1.2之间、或摩尔比k在2与3.5之间，包括包含所述电解质中的一种或多种的任何混合物。

106、75).如65)-74)中任一项所述的方法，其中该电解质包含一种或多种形成sei的胺或腈溶剂。

107、76).如75)所述的方法，其中该形成sei的胺或腈溶剂为乙二胺，并且该电解质盐为nabf4或nabh4。

108、77).如75)-76)中任一项所述的方法，其中该盐浓度是在3m与5m之间。

109、78).如65)-77)中任一项所述的方法，其中提供了用于该阳极的金属钠活性材料的来源。

110、79).如65)-78)中任一项所述的方法，其中该金属钠是通过使所述来源与阳极端子电接触来提供的。

111、80).如78)所述的方法，其中该阴极在该电化学电池的第一放电循环期间从该金属钠来源放电。

112、81).一种制造电化学电池的方法，包括：

113、a)提供包括含钠材料的阴极和基本上不含钠的导电阳极集流体基板；

114、b)提供在该阴极与该阳极基板之间的电解质，该电解质包含溶剂和钠盐；并且

115、c)在第一充电循环期间在该阳极上电沉积金属钠活性材料。

116、82).一种制造电化学电池的方法，包括：

117、a)提供包括含钠材料的阴极和导电阳极；

118、b)提供在该阴极与该阳极基板之间的电解质，该电解质包含溶剂和钠盐；并且

119、c)在第一充电循环期间在该阳极上电沉积金属钠活性材料。

120、83).如81)-82)中任一项所述的方法，其中该含钠材料是无机的。

121、84).如81)-83)中任一项所述的方法，其中该电解质的该溶剂包括二氧化硫(so2)。

122、85).如81)-84)中任一项所述的方法，其中该电解质的该溶剂包括氨(nh3)、或有机胺或包括所述溶剂中的一种或多种的混合物。

123、86).如85)所述的方法，其中该有机胺选自乙二胺、1,3-二氨基丙烷、二亚乙基三胺、正丁胺、异丙胺、乙基胺、或甲基胺，包括包含所述有机胺中的一种或多种的任何混合物。

124、87).如81)-86)中任一项所述的方法，其中该电解质盐包括低熔点盐。

125、88).如87)所述的方法，其中该低熔点盐具有在100与300摄氏度之间的熔融温度。

126、89).如81)-88)中任一项所述的方法，其中该盐包含钠。

127、90).如89)所述的方法，其中该盐还包含硼。

128、91).如89)-90)中任一项所述的方法，其中该盐还包含碳。

129、92).如89)-91)中任一项所述的方法，其中该盐还包含氮或铝。

130、93).如89)-92)中任一项所述的方法，其中该盐为naalcl4、nabf4、nabh4、nab(cn)4、nabf3 cn、nabf2(cn)2、nabf(cn)3、或naal(bh4)4，包括包含所述盐中的一种或多种的任何混合物。

131、94).如81)-93)中任一项所述的方法，其中(盐):x so2的摩尔比x是在1与4之间。

132、95).如81)-94)中任一项所述的方法，其中该活性阴极材料包括na2s2o4(连二亚硫酸钠):x naalcl4混合物或i nacl:j na2s2o4(连二亚硫酸钠):k naalcl4混合物，其中x、i、j以及k定义摩尔比。

133、96).如95)所述的方法，其中该活性阴极材料包括na2s2o4(连二亚硫酸钠):xnaalcl4混合物，其中摩尔比x是在0.5与2之间。

134、97).如81)-96)中任一项所述的方法，其中该活性阴极材料包括nacl，并且该电池以完全或部分放电状态被组装。

135、98).如95)所述的方法，其中该活性阴极材料包括i nacl:j na2s2o4(连二亚硫酸钠):k naalcl4混合物，其中i是在3与5之间，j是在0.5与2之间并且k是在0.5与2之间。

136、99).一种制造电化学电池的方法，包括：

137、a)制备包括含钠材料的阴极和导电阳极集流体基板；

138、b)提供在该阴极与该阳极基板之间的电解质，该电解质包含so2溶剂和基于钠的盐；并且

139、c)提供在该阴极与该阳极之间的阳离子传导膜，该阳离子传导膜是钠传导性的，但阻碍其他电解质分子的穿越。

140、100).如99)所述的方法，其中提供多孔隔板膜。

141、101).如99)-100)中任一项所述的方法，其中该阳离子传导膜沉积在该阳极或该隔板上。

142、102).如99)-101)中任一项所述的方法，其中受阻分子为硫酰氯。

143、103).如65)-102)中任一项所述的方法，其中该电解质具有低水污染。

144、104).如65)-103)中任一项所述的方法，包括隔板，该隔板具有高于该电解质的表面能或以其他方式支持该电解质对该隔板的良好润湿。

145、105).如65)-104)中任一项所述的方法，包括包含聚氨酯纤维、聚丙烯或聚乙烯的隔板。

146、106).如65)-105)中任一项所述的方法，其中该钠盐包含硼、铝、氟化物、氯化物和/或氢。

147、107).如65)-106)中任一项所述的方法，其中该活性阴极材料为基于羰基或基于蒽亚氨基咔唑的化合物。

148、108).如107)所述的方法，其中该基于羰基或蒽亚氨基咔唑的化合物包括聚蒽醌基硫化物聚合物、aqs低聚物或蒽醌蓝。

149、109).如65)-108)中任一项所述的方法，其中该活性阴极材料处于其原始状态或处于还原钠盐状态。

150、110).如65)-109)中任一项所述的方法，其中该阴极包括含碳材料。

151、111).如110)所述的方法，其中该含碳材料为cnt、富勒烯、cnb、石墨烯、石墨、科琴黑、介孔碳、活性碳、y-碳、纳米碳、碳纳米颗粒和/或多孔碳。

152、112).如65)-111)中任一项所述的方法，其中该阴极包括粘结剂材料。

153、113).如112)所述的方法，其中该粘结剂材料为ptfe、pvdf、苯乙烯-丁二烯橡胶(sbr)、或热处理的聚丙烯腈。

154、114).如65)-113)中任一项所述的方法，其中该阴极沉积在导电集流体/机械支撑体上。

155、115).如65)-114)中任一项所述的方法，其中该阳极基板为导电集流体/机械支撑体。

156、116).如114)-115)中任一项所述的方法，其中该集流体/机械支撑体包含金属或具有金属表面。

157、117).如116)所述的方法，其中该集流体/机械表面包含铝al、cu、ni、cr、pd、pt、au和/或ag或包含al、cu、ni、cr、pd、pt、au和/或ag的合金。

158、118).如116)-117)中任一项所述的方法，其中该金属集流体表面沉积在金属支撑体上。

159、119).如118)所述的方法，其中该金属集流体表面是通过电化学沉积、电喷涂、热喷涂、物理气相沉积、化学气相沉积、原子层沉积、电解或无电沉积而沉积的。

160、120).如110)至119)中任一项所述的方法，其中该含碳材料施加在该导电集流体/机械支撑膜上。

161、121).如65)-120)中任一项所述的方法，其中该阴极包含少于10重量％的粘结剂。

162、122).如121)所述的方法，其中该阴极包含4-7重量％的粘结剂。

163、123).如65)-122)中任一项所述的方法，其中金属钠在该电化学电池的充电过程中电沉积在该阳极或该阳极集流体基板上。

164、124).如123)所述的方法，其中该金属钠活性材料是光滑的。

165、125).一种电池组或超级电容器，其包括根据65)-124)中任一项方法制造的电化学电池。

166、126).一种电动车辆、电气装置或电子装置、动力单元、备用能量单一体或栅极存储或稳定单元，其利用：

167、a)根据1)-64)中任一项所述的电化学电池、电池组或超级电容器；或

168、b)根据65)-125)中任一项所述的方法制造的电化学电池、电池组或超级电容器。

169、术语“电池”在本披露中是指指示为电池组的最小封装形式的电化学电池；并且术语“电池组”是指一组电池(例如，电池的叠堆)，除非另外指出。

170、每个电化学电池至少包括一个阳极、一个阴极、以及位于该阳极与该阴极之间的电解质。电池还可包括一个隔板。

171、通过考虑详细描述和附图，本发明的不同实施例将变得显而易见。