Перезаряжаемые натриевые элементы для использования в батареях с высокой удельной энергией

1. Электрохимический элемент, включающий:
a) катод и перезаряжаемый анод из металлического натрия, и
2
2
b) расположенный между катодом и анодом неводный электролит, который содержит добавку SO и по меньшей мере одну соль электролита, которая совместно с добавкой SO участвует в образовании SEI.
2. Электрохимический элемент, включающий:
a) катод и перезаряжаемый анод из металлического натрия, и
2
b) расположенный между катодом и анодом электролит, который содержит достаточное количество растворенного SO для образования стабильного SEI и по меньшей мере одну соль электролита, которая растворима по меньшей мере до молярной концентрации 1,2.
3. Элемент по любому из пп. 1-2, в котором соль, участвующая в образовании SEI, включает фторированную сульфонатную, и/или фторированную карбоксилатную соль, и/или фторированную сульфонилимидную, и/или ацетатную соль.
2
5
3
3
2
4. Элемент по п. 3, в котором соль, участвующая в образовании SEI, выбрана из трифторметансульфоната натрия (Na-трифлат), пентафторэтансульфоната натрия (Na-CFSO), бис(трифторметансульфонил)имида натрия (NaТФСИ), бис(фторсульфонил)имида натрия (NaФСИ) и трифторацетата натрия (Na-CFCO), или других подобных солей.
5. Элемент по любому из пп. 1, 3 или 4, в котором растворитель неводного электролита содержит один или более растворителей типа эфира, амина или оксадиазола, или любую их смесь.
6. Элемент по п. 5, в котором растворитель предпочтительно выбран из 1,3-диоксолана, 1,4-диоксана, 1,2-диметоксиэтана, диглима, глима, пиридина, фуразана, метилфуразана, диметилфуразана или любой их смеси.
4
6
4
4
3
2
2
3
4
4
7. Элемент по любому из пп. 1-6, в котором соль электролита включает, по меньшей мере частично, NaBF, NaSCN, NaPF, NaClO, NaB(CN), NaBFCN, NaBF(CN), NaBF(CN), или NaAl(BH).
8. Элемент по любому из пп. 1-7, в котором анодный коллектор тока - основа выбрана из меди или ее сплавов.
2
9. Электрохимический элемент, в котором активный материал катода содержит частично окисленный NaS.
10. Электрохимический элемент, в котором использован электролит по любому из пп. 1-7, структура анода по п. 8 и/или катод по п. 9.
11. Способ изготовления электрохимического элемента, включающий:
a) предоставление катода и перезаряжаемого анода из металлического натрия; и
2
2
b) предоставление неводного электролита, который включает добавку SO и по меньшей мере одну соль электролита, которая совместно с добавкой SO участвует в образовании анодного SEI.
12. Способ изготовления электрохимического элемента, включающий:
a) предоставление катода и перезаряжаемого анода из металлического натрия, и
2
b) предоставление электролита, который содержит достаточное количество растворенного SO для образования стабильного SEI и по меньшей мере одну соль электролита, которая растворима по меньшей мере до молярной концентрации 1,2.
13. Способ по любому из пп. 11-12, в котором соль, участвующая в образовании SEI, включает фторированную сульфонатную, и/или фторированную карбоксилатную соль, и/или фторированную сульфонилимидную, и/или ацетатную соль.
2
5
3
3
2
14. Способ по любому из пп. 11-13, в котором соль, участвующую в образовании SEI, выбирают из трифторметансульфоната натрия (Na-трифлат), пентафторэтансульфоната натрия (Na-CFSO) и трифторацетата натрия (Na-CFCO), бис(трифторметансульфонил)имида натрия (NaTФCИ), бис(фторсульфонил)имида натрия (NaФСИ) или других подобных солей.
15. Способ по любому из пп. 11, 13 или 14, в котором растворитель неводного электролита содержит один или более растворителей типа эфира, амина или оксадиазола, или любую их смесь.
16. Способ по п. 15, в котором растворитель предпочтительно выбирают из 1,3-диоксолана, 1,4-диоксана, 1,2-диметоксиэтана, диглима, глима, пиридина, фуразана, метилфуразана, диметилфуразана или любой их смеси.
4
6
4
4
3
2
2
3
4
4
17. Способ по любому из пп. 11-16, в котором соль электролита включает, по меньшей мере частично, NaBF, NaSCN, NaPF, NaClO, NaB(CN), NaBFCN, NaBF(CN), NaBF(CN), или NaAl(BH).
18. Способ по любому из пп. 11-17, в котором анодный коллектор тока - основу выбирают из меди или ее сплавов.
19. Перезаряжаемая батарея, включающая один или множество электрохимических элементов по любому из пп. 1-9 или электрохимических элементов, изготовленных способом по любому из пп. 10-17.
20. Электромобиль, электрическое или электронное устройство, блок питания, резервный блок питания или сетевой блок для хранения и стабилизации энергии, в котором использован:
a) электрохимический элемент, батарея или суперконденсатор по любому из пп. 1-9 или 19; или
b) электрохимический элемент, батарея или суперконденсатор, изготовленный в соответствии со способом по любому из пп. 11-18.