减少或防止锰金属形成的系统和方法与流程

背景技术：

技术实现思路

1、如果直接暴露在与液体电解质接触的电极表面处，则来自含锰阴极的锰可以溶解(以mn2+(aq.)形式)，并且进一步反应在阳极处形成锰金属(mn0)，从而导致电池的劣化。因此，仍需要可改善包括含锰阴极的电池单元的性能的装置、系统和方法。

2、至少一个方面涉及一种电池单元。该电池单元可包括部件。电池可包括设置在部件中的金属氟化物mxfy，其中m是不同于mn的金属元素(诸如li、k、ba、ca、na、la、y、mg、ce或al)，1≤x≤3且1≤y≤3。在一些方面，金属氟化物mxfy是kf、baf2和naf中的一者或多者。在一些方面，部件包括电解质且mxfy存在于电解质中。在一些方面，部件包括阳极且mxfy涂覆于阳极上。在一些方面，部件包括阳极且mxfy并入阳极中。在其中部件包括涂层或添加剂的一些方面，涂层或添加剂包括小于5重量％的mxfy。

3、根据前述方面中的任一个方面，电池单元可包括固体电解质中间相，并且固体电解质中间相中的mn0的量可小于不含mxfy的电池单元的固体电解质中间相中的mn0的量。根据前述方面中的任一个方面，电池单元可包括固体电解质中间相，并且固体电解质中间相可包含通过mxfy与mnf2之间的反应形成的含mn2+的三元金属氟化物化合物。在一些方面，固体电解质中间相中的三元金属氟化物化合物的量大于不含mxfy的电池单元的固体电解质中间相中的三元金属氟化物化合物的量。附加地或另选地，根据前述方面中的任一个方面，从含mn阴极的mn溶解可通过mxfy与来自含mn阴极的mn之间的反应形成含mn2+的三元金属氟化物化合物。

4、至少一个方面涉及一种电极。该电极可包括阳极活性材料。该电极可包括在该阳极活性材料上的固体电解质中间相。固体电解质中间相可包含mxmn(o1-yfy)z，其中m为不同于mn的金属元素(诸如li、k、ba、ca、na、la、y、mg、ce或al)，x≥1、0≤y≤1且z≥3。在一些方面，mxmn(o1-yfy)z包含且阳极活性材料还包含其中1≤a≤3且1≤b≤3。在一些方面，m1选自k、na和ba。在一些方面，m2选自li、k、ba、ca、na、la、y、mg、ce和al。在一些方面，mxmn(o1-yfy)z是k2mnf4、kmnf3、bamnf4和namnf3以及它们的氟氧化物化合物(o1-yfy)中的一者或多者。在一些方面，mxmn(o1-yfy)z是k2mnf4、kmnf3、bamnf4和namnf3中的一者或多者。

5、至少一个方面涉及一种方法。该方法可包括将mxfy设置在电池单元的部件中，其中m是不同于mn的金属元素(诸如li、k、ba、ca、na、la、y、mg、ce或al)，1≤x≤3且1≤y≤3。在一些方面，mxfy是kf、baf2和naf中的一者或多者。在一些方面，部件包含电解质且该方法包括将mxfy设置在电解质中。在一些方面，部件包括阳极且该方法包括在阳极上提供包含mxfy的涂层。在一些方面，部件包括阳极且该方法包括将mxfy并入阳极中。在其中部件包括涂层或添加剂的一些方面，涂层或添加剂包含小于5重量％的mxfy。

6、至少一个方面涉及一种电动车辆。该电动车辆可包括电池。该电池可包括部件。电池可包含设置在部件中的mxfy，其中m是不同于mn的金属元素(诸如li、k、ba、ca、na、la、y、mg、ce或al)，且1≤x≤3且1≤y≤3。在一些方面，mxfy是kf、baf2和naf中的一者或多者。

7、至少一个方面涉及一种电动车辆。该电动车辆可包括电池。电池可包括电极。该电极可包含阳极活性材料。该电极可包含在阳极活性材料上的固体电解质中间相(sei)。固体电解质中间相可包含mxmn(o1-yfy)z，其中m为不同于mn的金属(诸如li、k、ba、ca、na、la、y、mg、ce或al)，x≥1、0≤y≤1且z≥3。在一些方面，mxmn(o1-yfy)z是k2mnf4、kmnf3、bamnf4、namnf3和它们的氟氧化物化合物(o1-yfy)中的一者或多者。

8、至少一个方面涉及一种系统。该系统可包括电池。该电池可包括部件。电池可包含设置在部件中的mxfy，其中m为不同于mn的金属(诸如li、k、ba、ca、na、la、y、mg、ce或al)，1≤x≤3且1≤y≤3。在一些方面，mxfy是kf、baf2和naf中的一者或多者。

9、至少一个方面涉及一种系统。该系统可包括电极。该电极可包含阳极活性材料。该电极可包含在该阳极活性材料上的固体电解质中间相。固体电解质中间相可包含mxmn(o1-yfy)z，其中m为不同于mn的金属(诸如li、k、ba、ca、na、la、y、mg、ce或al)，且x≥1、0≤y≤1且z≥3。在一些方面，mxmn(o1-yfy)z是k2mnf4、kmnf3、bamnf4和namnf3以及它们的氟氧化物化合物(o1-yfy)中的一者或多者。

10、下面详细讨论这些方面和其他方面以及具体实施。前述信息和以下详细描述包括各个方面和具体实施的例示性示例，并且提供用于理解本文公开的装置、系统和方法的性质和特征的概述或框架。附图提供了对各个方面和具体实施的说明和进一步理解，并且并入本公开并构成本公开的一部分。前述信息和以下详细描述和附图包括例示性示例并且不应被视为限制性的。

技术特征：

1.一种电池单元，所述电池单元包括：

2.根据权利要求1所述的电池单元，其中m选自li、k、ba、ca、na、la、y、mg、ce和al。

3.根据权利要求1所述的电池单元，其中所述部件包含电解质并且mxfy存在于所述电解质中。

4.根据权利要求1所述的电池单元，其中所述部件包括阳极并且mxfy涂覆于所述阳极上。

5.根据权利要求1所述的电池单元，其中部件包括阳极并且mxfy并入所述阳极中。

6.根据权利要求1所述的电池单元，其中所述部件包括涂层或添加剂，并且所述涂层或所述添加剂包含小于5重量％的mxfy。

7.根据权利要求1所述的电池单元，其中mxfy是选自kf、baf2和naf中的一者或多者。

8.根据权利要求1所述的电池单元，所述电池单元包括固体电解质中间相，其中所述固体电解质中间相中的mn0的量小于不含mxfy的电池单元的固体电解质中间相中的mn0的量。

9.根据权利要求1所述的电池单元，所述电池单元包括固体电解质中间相，其中所述固体电解质中间相包含通过mxfy与mnf2之间的反应形成的含mn2+的三元金属氟化物化合物。

10.根据权利要求9所述的电池单元，其中所述固体电解质中间相中的所述三元金属氟化物化合物的量大于不含mxfy的电池单元的固体电解质中间相中的三元金属氟化物化合物的量。

11.根据权利要求1所述的电池单元，其中从含mn阴极的mn溶解通过mxfy与来自所述含mn阴极的mn之间的反应形成含mn2+的三元金属氟化物化合物。

12.一种电极，所述电极包括：

13.根据权利要求12所述的电极，其中mxmn(o1-yfy)z包含并且其中所述阳极活性材料还包含其中1≤a≤3且1≤b≤3。

14.根据权利要求13所述的电极，其中m1选自k、na和ba。

15.根据权利要求13所述的电极，其中m2选自li、k、ba、ca、na、la、y、mg、ce和al。

16.根据权利要求12所述的电极，其中mxmn(o1-yfy)z是选自k2mnf4、kmnf3、bamnf4和namnf3中的一者或多者。

17.一种方法，所述方法包括将mxfy设置在电池单元中，其中m是不同于mn的金属元素，并且1≤x≤3且1≤y≤3。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述电池单元的部件包含电解质，并且所述方法包括将mxfy设置在所述电解质中。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述电池单元的部件包括阳极，并且所述方法包括将mxfy设置在设置于所述阳极上的涂层或添加剂中。

20.根据权利要求17所述的方法，其中所述电池单元的部件包括阳极，并且所述方法包括将mxfy并入所述阳极材料中。

技术总结
本公开提供了电池单元和电极。该电池单元可包括部件。该电池单元可包含设置在该部件中的M<subgt;x</subgt;F<subgt;y</subgt;，其中M是不同于Mn的金属元素，并且1≤x≤3且1≤y≤3。该电极可包含阳极活性材料。该电极可包含在该阳极活性材料上的固体电解质中间相。该固体电解质中间相可包含M<subgt;x</subgt;Mn(O<subgt;1‑</subgt;<subgt;y</subgt;F<subgt;y</subgt;)<subgt;z</subgt;，其中M为不同于Mn的金属元素，并且x≥1、0≤y≤1且z≥3。

技术研发人员：金秀,郑秀京,金泰庆,朴基泰
受保护的技术使用者：瑞维安知识产权控股有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16