[发明专利]一种正极活性材料以及包括该正极活性材料的锌离子电池

说明书

本发明提供了一种正极活性材料以及包括该正极活性材料的锌离子电池；本发明采用K_2‑2XZn_XV₃O₈(0≤X≤1)为正极活性材料，利用金属离子作为支柱为锌离子在K_2‑2XZn_XV₃O₈(0≤X≤1)层间可逆脱、嵌提供空间，在充放电过程中，结构保持稳定，从而提高锌离子电池的稳定性。采用K_2‑2XZn_XV₃O₈(0≤X≤1)为正极活性材料，锌为负极，含锌的可溶性盐为电解液的锌离子电池具有长寿命、高容量、高稳定性的特点。经实验证明，本发明的锌离子电池还具有优良的倍率性能、可逆性能和循环性能。在储能领域有广阔的前景。

技术领域

本发明属于电池技术领域，具体涉及一种正极活性材料以及包括该正极活性材料的锌离子电池。

背景技术

可充电电池广泛的应用于各种电子设备，目前，商业化的锂离子电池在市场上占主导地位，但是，有限的锂资源以及对锂离子电池的大量需求将导致锂资源的短缺，迫切需要发展新一代可充电电池。锌离子电池具有价格低廉，容量高，环境污染小等优点而被认为是最有希望的新一代可充电电池之一。

锌离子电池在充电时锌离子从正极中脱出，在负极表面沉积；放电时，负极锌失去电子变为锌离子，嵌入到正极中。现有锌离子电池中，负极材料通常是主体为锌元素的材料，锌的理论比容量为819.8mAh/g；而目前存在的正极材料其比容量远远小于锌的理论比容量。

中国发明专利申请CN101783419A中公开了一种以三价或四价锰为主的氧化物为正极，以锌为负极，以含锌离子的溶液为电解液的可充电锌离子电池，当以二氧化锰为正极时，其电池比容量接近190mAh/g。

中国发明专利申请CN102110858A中公开了一种以钒的氧化物或其水化物为正极，以锌为负极，以锌的可溶性盐的水溶液为电解液的可充电锌离子电池，当以二氧化钒为正极时，250mA/g恒电流下充放电，其电池比容量为300mAh/g。

由此可以看出，锌离子电池的性能受到正极材料的影响，寻找性能优良的正极材料可以有效改善锌离子电池的性能，为大规模储能提供解决方案。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明的目的是提供一种正极活性材料以及包括该正极活性材料的锌离子电池；本发明采用K_2-2XZn_XV₃O₈(0≤X≤1)为正极活性材料，其中的金属离子可作为支柱，在充放电过程中，其结构保持稳定，从而提高锌离子电池的稳定性。并且钾、钒和锌资源丰富，可降低材料的成本。本发明采用K_2-2XZn_XV₃O₈(0≤X≤1)为正极活性材料，锌为负极，含锌的可溶性盐为电解液的锌离子电池在长时间充放电循环过程中电池容量保持稳定，具有长寿命、高容量、高稳定性的特点。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种正极活性材料，其化学式为K_2-2XZn_XV₃O₈；其中，0≤X≤1。

本发明还提供一种正极，其包括上述的正极活性材料。

其中，所述正极包括正极膜载体和正极膜，所述正极膜覆于正极膜载体表面上，所述正极膜包括上述的正极活性材料。

其中，所述正极膜还包括导电剂碳材料。

其中，所述正极膜还包括粘结剂。