[发明专利]一种电池电解液和水系离子电池及其制备方法

说明书

本发明涉及电解液技术领域，具体涉及一种电池电解液和水系离子电池及其制备方法。本发明提供的电池电解液包括十二烷基苯磺酸盐、锌盐、锂盐和水；所述电池电解液中十二烷基苯磺酸盐的质量分数为0.05～1％。本发明采用十二烷基苯磺酸盐作为添加剂，能够使电池电解液形成溶胶状态，有效提高所述电池电解液的稳定性，进而可以有效减少电池漏液、减轻电解液对集流体的腐蚀、减少电极的脱落等问题，最终使水系锂子电池的充放电性能以及使用寿命得到改善。

技术领域

本发明涉及电解液技术领域，具体涉及一种电池电解液和水系离子电池及其制备方法。

背景技术

铅酸电池价格非常廉价，具有极高的性价比，占据着储能领域的绝对市场份额。但是铅酸电池具有寿命较低、能量密度也相对较低、铅污染严重等缺点。锂离子电池伴随大规模生产，其生产成本得到了极大的降低，但其生产成本仍然要远高于铅酸电池，并且大规模储能应用存在极大安全隐患以及环境污染问题。

近几年来出现一种新型水系二次电池，该二次电池的负极一般采用锌，在负极发生可逆的还原沉积-氧化溶解反应；正极可以采用传统的锂离子电池正极材料，比如LiMn₂O₄、LiFePO₄、LiCoO₂以及镍钴锰三元材料等，在充放电过程中发生可逆的嵌入-脱嵌反应。该类型电池的电解液为水溶液，呈弱酸性，对环境友好，并且不存在安全隐患。因此，该类型电池非常有希望成为下一代储能电池。

但是目前该水系离子电池出现时间较短，仍存在一些问题亟待解决：如稳定性差、库伦效率低、使用寿命短。因此，该水系离子电池还存在巨大的改进以及研究完善空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池电解液和水系离子电池及其制备方法，采用本发明提供的电池电解液组装的水系离子电池循环性能好，使用寿命长。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种电池电解液，包括十二烷基苯磺酸盐、锌盐、锂盐和水；所述电池电解液中十二烷基苯磺酸盐的质量分数为0.05～1％。

优选地，所述十二烷基本磺酸盐的阳离子为金属离子。

优选地，所述金属离子对应的金属元素包括K、Na、Mg、Ca、Fe、Ni、Mn或Cu。

优选地，所述电池电解液中锌盐的浓度为0.1～2.5mol/L。

优选地，所述锌盐包括硫酸锌、乙酸锌、氯化锌和硝酸锌中的一种或者几种。

优选地，所述电池电解液中锂盐的浓度为0.1～2.5mol/L。

优选地，所述锂盐包括碳酸锂、氯化锂、硫酸锂、醋酸锂和硝酸锂中的一种或者几种。

本发明提供了一种水系离子电池，包括外壳、封装在所述外壳内的电芯和填充在所述外壳和电芯之间的电池电解液，所述电芯由依次叠层设置的正极、隔膜和负极形成，所述电池电解液为上述技术方案任一项所述电池电解液。

优选地，所述负极的活性物质包括锌粉或锌箔；正极的活性物质包括LiFePO₄、LiMn₂O₄、LiCoO₂、LiNiO₂和镍钴锰三元材料中的一种或几种。

本发明提供了上述技术方案所述水系离子电池的制备方法，包括以下步骤：

将正极、隔膜和负极依次叠放固定在一起，得到电芯；

将所述电芯在电池电解液中进行浸润，得到浸润电芯；

将所述浸润电芯封装于外壳内，得到水系离子电池。