ПЕРЕЗАРЯЖАЕМЫЙ ЭЛЕМЕНТ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ

1. Перезаряжаемый элемент аккумуляторной батареи, имеющий отрицательный электрод (5), электролит, положительный электрод (4) и емкость (24) для накопления активного металла, образующегося с результате электродной реакции на отрицательном электроде (5) во время зарядки элемента, при этом элемент имеет пористую структуру (13), которая содержит активную массу (17) положительного электрода и расположена вблизи обладающей электронной проводимостью подложки (12) отрицательного электрода (5), за счет чего, по меньшей мере, часть активного металла (24), образующегося в результате электродной реакции на отрицательном электроде, проникает в поры (14) пористой структуры (13), содержащей активную массу (17) положительного электрода (4), и накапливается в ней, а активный металл (24), по меньшей мере, частично накапливается путем осаждения в металлической форме в порах (14) пористой структуры (13), содержащей активную массу (17) положительного электрода.
2. Элемент аккумуляторной батареи по п.1, отличающийся тем, что весовая доля активной массы (17) положительного электрода (4) в пористой структуре (13) составляет, по меньшей мере, 50%, предпочтительно, по меньшей мере, 80%.
3. Элемент аккумуляторной батареи по п.1, отличающийся тем, что пористость пористой структуры (13), содержащей активную массу (17) положительного электрода, составляет от 20 до 80%, предпочтительно от 25 до 75%, особо предпочтительно от 25 до 50%.
4. Элемент аккумуляторной батареи по п.1, отличающийся тем, что средний диаметр пор (14) пористой структуры (13), содержащей активную массу (17) положительного электрода составляет не более 500 мкм, предпочтительно не более 100 мкм, более предпочтительно не более 10 мкм.
5. Элемент аккумуляторной батареи по п.1, отличающийся тем, что пористая структура (13), содержащая активную массу (17) положительного электрода, содержит связанные друг с другом твердые частицы (16).
6. Элемент аккумуляторной батареи по п.5, отличающийся тем, что твердые частицы (16) пористой структуры (13), содержащей активную массу (17) положительного электрода, связаны друг с другом связующим веществом (19), объемное содержание которого не превышает 50%, предпочтительно 30%, более предпочтительно 20%, наиболее предпочтительно 10% от общего объема твердых частиц пористой структуры (13).
7. Элемент аккумуляторной батареи по п.1, отличающийся тем, что в структурирующем материале пористой структуры (13), содержащей активную массу (17) положительного электрода, содержится обладающий электронной проводимостью улучшающий проводимость материал (18), предпочтительно материал в форме частиц углерода или металла.
8. Элемент аккумуляторной батареи по п.1, отличающийся тем, что пористая структура (13), содержащая активную массу (17) положительного электрода, имеет форму слоя и соединена с обладающей электронной проводимостью подложкой (12) положительного электрода, которая также имеет форму слоя.
9. Элемент аккумуляторной батареи по п.8, отличающийся тем, что подложка положительного электрода представляет собой слой с открытыми порами, в частности слой пористого металла, а структурирующий материал пористой структуры, содержащей активную массу положительного электрода, по меньшей мере, частично проникает в подложку с открытыми порами.
10. Элемент аккумуляторной батареи по п.1, отличающийся тем, что в рабочем состоянии аккумуляторной батареи внутренняя поверхность пористой структуры (13), содержащей активную массу (17) положительного электрода, покрыта внутрипоровым разделительным слоем (25).
11. Элемент аккумуляторной батареи по п.10, отличающийся тем, что, по меньшей мере, часть внутрипорового разделительного слоя (25) формируется на месте.
12. Элемент аккумуляторной батареи по п.11, отличающийся тем, что внутрипоровый разделительный слой (25) формируется в результате реакции с участием одного из компонентов электролита в качестве одного из реагентов.
13. Элемент аккумуляторной батареи по любому из пп.10-12, отличающийся тем, что внутрипоровый разделительный слой (25), по меньшей мере, частично формируют до первой зарядки элемента (3) путем покрытия внутренней поверхности пористой структуры (13), содержащей активную массу положительного электрода.
14. Элемент аккумуляторной батареи по п.13, отличающийся тем, что внутрипоровый разделительный слой (25) формируют из ионопроводящего стекла, ионопроводящей керамики или ионопроводящего пластика.
15. Элемент аккумуляторной батареи по п.1, отличающийся тем, что активный металл (24) отрицательного электрода (5) выбирают из группы, включающей щелочные металлы, щелочноземельные металлы и металлы второй подгруппы периодической системы.
16. Элемент аккумуляторной батареи по п.15, отличающийся тем, что активным металлом (24) отрицательного электрода (5) является литий, натрий, кальций, цинк или алюминий.
17. Элемент аккумуляторной батареи по п.1, отличающийся тем, что подложка (12) отрицательного электрода (5), по меньшей мере, частично изготовлена из материала, применимого для накопления активного металла отрицательного электрода.
18. Элемент аккумуляторной батареи по п.1, отличающийся тем, что поры (14) пористой структуры (13), содержащей активную массу (17) положительного электрода, содержат материал (23), применимый для накопления активного металла отрицательного электрода.
19. Элемент аккумуляторной батареи по п.17 или 18, отличающийся тем, что материал, применимый для накопления активного металла, выбирают из группы, включающей графит, интеркалированное соединение и металл, применимый для образования сплава с активным металлом отрицательного электрода.
20. Элемент аккумуляторной батареи по п.1, отличающийся тем, что пористая структура (13), содержащая активную массу (17) положительного электрода, так плотно расположена на подложке отрицательного электрода (5), что между ними не остается пустот, в которых может в металлической форме накапливаться активный металл (24), образующийся в результате электродной реакции на отрицательном электроде во время зарядки элемента.
21. Элемент аккумуляторной батареи по п.1, в котором на границе между подложкой отрицательного электрода (5) и пористой структурой, содержащей активную массу положительного электрода, расположено средство, предотвращающее электронную проводимость, но допускающее прохождение активного металла, образующегося в результате электродной реакции на отрицательном электроде во время зарядки элемента.
22. Элемент аккумуляторной батареи по п.1, отличающийся тем, что активная масса (17) положительного электрода (4) содержит соединение металла, предпочтительно окись металла.
23. Элемент аккумуляторной батареи по п.22, отличающийся тем, что активная масса (17) положительного электрода (4) содержит окись металла переходного металла М, в частности элемента с порядковым номером с 22 по 28.
24. Элемент аккумуляторной батареи по п.1, отличающийся тем, что активная масса (17) положительного электрода (4) содержит интеркалированное соединение.
25. Элемент аккумуляторной батареи по п.1, отличающийся тем, что электролит (21) содержит двуокись серы.
26. Элемент аккумуляторной батареи по п.1, отличающийся тем, что объем электролита (21) в элементе (3) соответствует не более чем двукратному объему свободного порового пространства, предпочтительно не более чем свободному объему порового пространства пористой структуры (13), содержащей активную массу (17) положительного электрода.
27. Элемент аккумуляторной батареи по п.1, отличающийся тем, что электролит содержит проводящую соль, которую выбирают из группы, включающей галогениды, оксалаты, бораты, фосфаты, арсенаты и галлаты щелочного металла, в частности лития.
28. Элемент аккумуляторной батареи по п.1, отличающийся тем, что помимо проводящей соли электролит содержит дополнительную соль, щелочной галогенид, предпочтительно щелочной фторид, особо предпочтительно фторид лития.
29. Элемент аккумуляторной батареи по п.1, отличающийся тем, что плотность энергии элемента превышает 750 Вт·ч/л, предпочтительно превышает 1000 Вт·ч/л, более предпочтительно превышает 1250 Вт·ч/л и еще более предпочтительно превышает 1500 Вт·ч/л.
30. Элемент аккумуляторной батареи по п.1, отличающийся тем, что компоненты элемента распределены макроскопически равномерно таким образом, что преимущественно верным показателем фактической взрывоопасности элемента является его показатель Бертло-Рота.