[发明专利]水系二次电池

权利要求书

1.一种水系二次电池，其特征在于，包括正极，负极和电解液，所述正极包括正极集流体和正极活性物质；所述正极活性物质能够可逆脱出-嵌入离子；所述电解液包括至少一种能够溶解电解质并使所述电解质电离的溶剂；所述电解质包括正极活性物质能够可逆脱出-嵌入的离子；所述电解液的pH>8；所述正极活性物质通式为Li_1+kNi_xCo_yM_1-x-yO₂，其中，-1<k≤0.5，0≤x<1，0≤y≤1，且x+y≤1，M选自Mn、Al、Mg中的一种。

2.如权利要求1所述的水系二次电池，其特征在于，所述正极活性物质为含有Ni、Co和Mn的金属氧化物、LiCoO₂或者为二者的混合物。

3.如权利要求1或2所述的水系二次电池，其特征在于，所述负极为锌负极，所述锌负极包括金属锌或者金属锌与氧化锌的混合物；或者所述负极包括集流体以及形成于集流体之上的负极活性物质。

4.如权利要求3所述的水系二次电池，其特征在于，所述负极的集流体的材料选自金属Ni、Cu、Ag、Pb、Sn、Fe、Al中的一种或经过钝化处理的上述金属的一种，或者，所述负极集流体的材料选自碳基材料、不锈钢、硅或具有镀/涂层的金属，所述镀/涂层含有C、Sn、In、Ag、Pb、Co、Zn或Bi的单质、合金或者其氧化物中至少一种。

5.如权利要求1-4任一项所述的水系二次电池，其特征在于，所述电解质包括还至少一种充放电过程中在所述负极发生还原-沉积和氧化-溶解的活性离子，所述活性离子在电解液中浓度为0-15mol/L，优选为0.6-5mol/L或0.7-2mol/L，更优选0.8-1.5mol/L或0.9-1.2mol/L，最优选为1mol/L；和/或所述可逆脱出-嵌入的离子在电解液中的浓度为0.1-10mol/L，优选为0.8-10mol/L或1-5mol/L，更优选为1.2-2mol/L，最优选为1.5mol/L。

6.如权利要求5所述的水系二次电池，其特征在于，所述活性离子包括金属离子，所述金属选自Zn、Fe、Cr、Mn、Sn、Cu、Ni、Pb或Al中的至少一种，优选为Zn、Fe、Cu或Mn。

7.如权利要求1-6任一项所述的水系二次电池，其特征在于，所述溶剂为水或醇。

8.如权利要求1-7任一项所述的水系二次电池，其特征在于，所述活性离子以氯化物、硫酸盐、硝酸盐、醋酸盐、甲酸盐、磷酸盐中的至少一种形式存在于所述电解液中，优选所述活性离子以硫酸盐的形式存在。

9.如权利要求1-8任一项所述的水系二次电池，其特征在于，所述正极活性物质能够可逆脱出-嵌入的离子包括锂离子、钠离子、锌离子或者镁离子，优选包括锂离子。

10.如权利要求1-9任一项所述的水系二次电池，其特征在于，所述正极集流体的材料选自石墨、不锈钢、铝合金、经过钝化的不锈钢或铝合金。

11.如权利要求1-10任一项所述的水系二次电池，其特征在于，所述电池还包括隔膜，所述隔膜为有机或无机的多孔材料，隔膜的孔隙率范围为20-95％，孔径范围为0.001-100μm。

12.如权利要求1-11任一项所述的水系二次电池，其特征在于，所述电池的充放电电压范围为1.40-2.10V，电池容量为80-300mAh/g。

13.一种根据权利要求1-12任一项所述的水系二次电池的用途，其特征在于，用于电动汽车、电动自行车、便携式电子设备或大型储能设备的电池的用途。

14.一种水系二次电池用电解液，其特征在于，所述电解液中至少包括参与正极反应的离子和参与负极反应的离子，所述参与正极反应的离子包括至少一种正极活性物质能够可逆脱出-嵌入的离子，并优选为锂离子，所述参与负极反应的离子包括至少一种充放电过程中在所述负极发生还原-沉积和氧化-溶解的活性离子，并优选为锌离子，所述电池电解液的pH>8。