[发明专利]一种水系离子电池负极材料、水系离子电池负极及其制备方法以及一种水系离子电池

权利要求书

1.一种水系离子电池负极材料，其特征在于，所述水系离子电池负极材料包括负极活性物质、导电剂和粘结剂；

所述负极活性物质包括聚酰亚胺；

所述粘结剂含有羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶；

所述聚酰亚胺的化学式如式I所示：

其中，Ar选自C6～C20的芳基、C4～C20的杂芳基中的至少一种；

R选自C2～C5的亚烷基、C6～C20的芳基、C4～C20的杂芳基中的至少一种；

n＝1000～10000；

所述水系离子电池负极材料中负极活性物质、导电剂、粘结剂的质量比为80％～90％：5％～10％：5％～10％；

所述粘结剂中羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶的质量比为1:1～6。

2.根据权利要求1所述的水系离子电池负极材料，其特征在于，所述聚酰亚胺的化学式如式II所示：

3.根据权利要求1所述的水系离子电池负极材料，其特征在于，所述导电剂选自导电炭黑、碳纳米管、碳纤维、导电石墨中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的水系离子电池负极材料，其特征在于，所述导电炭黑为乙炔黑或超导炭黑。

5.一种水系离子电池负极，其特征在于，包括负极材料，所述负极材料选自权利要求1至4任一项所述的水系离子电池负极材料中的至少一种；和

集流体。

6.根据权利要求5所述的水系离子电池负极，其特征在于，所述集流体选自不锈钢片、不锈钢网中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的水系离子电池负极，其特征在于，所述不锈钢片为不锈钢箔。

8.根据权利要求5所述的水系离子电池负极，其特征在于，所述负极活性物质在所述集流体的面密度为1～2mg/cm²。

9.权利要求5至8任一项所述的水系离子电池负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将含有负极活性物质、导电剂、粘结剂的原料，与溶剂混合，得到浆料，将所述浆料涂覆到集流体上，干燥，得到所述水系离子电池负极。

10.根据权利要求9所述的水系离子电池负极的制备方法，其特征在于，所述溶剂选自水、乙醇、丙醇中的至少一种；

所述负极活性物质的质量与溶剂的体积的比例为30～50：50～70。

11.一种水系离子半电池，其特征在于，包括：

负极，所述负极选自权利要求5至8任一项所述的水系离子电池负极、根据权利要求9或10所述的方法制备的水系离子电池负极中的一种；和

电解液，所述电解液为含有硫酸锂的水溶液。

12.根据权利要求11所述的水系离子半电池，其特征在于，所述水系离子半电池还包括：

正极，所述正极为活性碳布；和

隔膜，所述隔膜选自玻璃纤维滤纸、AGM隔膜、纤维素无纺布隔膜中的至少一种。

13.一种水系离子电池，其特征在于，包括：

负极，所述负极选自权利要求5至8任一项所述的水系离子电池负极、根据权利要求9或10所述的方法制备的水系离子电池负极中的一种；

正极，所述正极含有正极活性物质；所述正极活性物质包括锰酸锂；和

电解液，所述电解液为含有电解质的水溶液。

14.根据权利要求13所述的水系离子电池，其特征在于，所述电解质选自硫酸锂、硝酸锂、磷酸锂、碳酸锂中的至少一种。

15.根据权利要求13所述的水系离子电池，其特征在于，所述电解液中电解质的浓度为1.0M～2.5M。