[发明专利]一种含有锌配合物的锌离子电池

说明书

本发明公开了一种含有锌配合物的锌离子电池，涉及锌离子电池的技术领域。本发明的锌离子电池包括正极、负极、介于正负极之间的隔膜和电解质组成，所述电解质含有锌配合物。本发明开发的含有锌配合物的锌离子电池电解液体系成本低廉，制备简单，安全环保，在电化学测试过程中表现出优良的稳定性。能够抑制锌枝晶的生长从而保护锌离子电池电极，显著提升锌离子电池的循环寿命。在水系锌离子电池领域、储能领域、环保领域中有着较大的应用潜力。

技术领域

本发明涉及锌离子电池技术领域，具体涉及一种含有锌配合物的锌离子电池。

背景技术

由于日益严重的环境污染和持续的能源消耗，可再生能源和可再生储能技术对社会发展越来越重要。电化学储能技术是一种较为清洁的储能方式。在过去的几十年中，锌离子电池被认为是下一代能源存储技术中最前景的替代品，这是因为锌资源丰富、成本低、容量高且对环境友好。锌离子电池具有很高的理论容量(820 mAh g^–1)，这为替代锂离子电池提供了理论基础。金属锌有着很大的自然丰度，金属锌的冶炼储存难度也远远低于锂，这意味着较低的成本。另外，锌离子电池主要采用温和的水系电解液，相比于锂离子电池采用的有机系电解液，水系电解液更加安全环保。

虽然锌离子电池有着巨大的优势，但是用于锌离子电池的高效电解质的开发仍然处于早期阶段。目前为止，锌离子电池的电解质主要为无机锌盐，例如：硫酸锌、氯化锌、硝酸锌等。这些锌盐在作为锌离子电池电解质时表现出了较低的放电效率和循环稳定性，并且在循环过程中极易产生枝晶，导致短路和电池损坏。因此发明一种含有锌配合物的锌离子电池是至关重要的。

发明内容

针对背景技术中所指出的问题及现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种含有锌配合物的锌离子电池，使锌离子电池的性能相较于传统锌离子电池有着较大的提升。

本发明的技术方案是：

一种含有锌配合物的锌离子电池，锌离子电池由正极、负极、介于正负极之间的隔膜和电解质组成，所述电解质包括水系电解质、有机系电解质、固态电解质，主要成分为可溶性锌盐并包含锌配合物。

优选的是，本发明的正极选自锰基化合物/复合材料、钒基化合物/复合材料、普鲁士蓝类化合物/复合材料、有机框架类化合物/复合材料中的一种或多种。

优选的是，本发明的负极选自锌片、锌粉、电镀锌、泡沫锌或锌单质材料中的一种。

优选的是，本发明的电池膈膜选自无纺布、玻璃纤维、聚酰胺、聚对苯二甲酸酯、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚丙乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚碳酸酯中的一种或多种。

优选的是，本发明的电解质中包含可溶性锌盐和锌配合物。可溶性锌盐为硫酸锌、氯化锌、硝酸锌、乙酸锌、氟化锌、六氟酸锌、三氟甲磺酸锌、葡萄糖酸锌中至少一种。锌配合物的中心金属原子/离子为锌原子/离子，配体为含氧配体、含氮配体、含氧含氮配体、含硫硒配体、含磷和砷的配体。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的含有锌配合物的锌离子电池电解质体系制造过程简单，成本低廉。

2、本发明的含有锌配合物的锌离子电池电解质体系在锌离子电池中表现出优异的电化学性能。