[发明专利]水系全锰二次电池

说明书

本申请公开了一种水系全锰二次电池，该电池包括单液电解液或双液电解液；正极集流体；负极集流体；其中，所述单液电解液包括：H⁺离子、Mn²⁺离子和用于抑制水活性的特殊添加剂；所述双液电解液包括：正极电解液和负极电解液；其中，所述正极电解液包括：H⁺离子、Mn²⁺离子；所述负极电解液包括H⁺离子或OH^‑离子；Mn²⁺离子和用于抑制水活性的特殊添加剂。

技术领域

本申请涉及新型电化学储能技术领域，尤其涉及一种水系全锰二次电池。

背景技术

能源是推动人类社会与文明发展最重要的物质基础之一。近现代以来，化石燃料的广泛使用推动了工业革命的进程和人类社会文明的发展，但同时也带来了严重的环境污染与温室效应等问题。21世纪以来，可持续发展日益成为全球共识，各国政府也逐渐重视清洁、可再生的新能源，如风能、水能、太阳能和潮汐能等的开发利用，以减少温室气体排放、缓解环境污染，同时避免化石燃料耗尽时的能源危机。新能源的开发与利用离不开高效的能量储存装置的参与。在各种储能体系中，电化学储能具有能源转换效率高、可移动、可组合和无噪声污染等优点，特别是水系电池，因其具有高的安全性、长循环寿命以及成本低廉等诸多优点而受到越来越多的关注。

目前，以锌离子、铝离子、镁离子等多价态金属阳离子为基础的水系可充电电池正在研宄过程中，如水系锌离子电池水系铝离子电池、水系镁离子电池等。其中水系锌离子电池具有功率密度高、能量密度高、可大电流充放电、成本低廉、安全环保等诸多优点，是当下研究的热点。但是，即使是最先进的使用昂贵双极膜的水系锌离子电池，放电电压也远不能和有机体系锂离子电池相比。这也是水系电池最大的问题，电位低导致实际能量密度较低，因此，如何进一步提高水系电池的放电电压，是一个亟待解决的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对上述技术问题，本申请提供了一种水系全锰二次电池，用于解决水系电池电位低的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本申请的技术方案如下：

本申请提供了一种水系全锰二次电池，包括：

单液电解液或双液电解液；

正极集流体；

负极集流体；

其中，所述单液电解液包括：H⁺离子、Mn²⁺离子和用于抑制水活性的特殊添加剂；

所述双液电解液包括：正极电解液和负极电解液；

其中，所述正极电解液包括：H+离子、Mn²⁺离子；

所述负极电解液包括H+离子或OH-离子；Mn²⁺离子和用于抑制水活性的特殊添加剂。

在其中一个实施例中，所述特殊添加剂包括有机小分子、有机大分子、无机金属离子和无机金属氧化物中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述有机小分子包括乙二醇、丙三醇、丙酮、四氢呋喃、乙腈和乙醚中的一种或多种；

所述有机大分子包括聚乙二醇；

所述无机金属离子包括钾离子、钠离子、铋离子、锂离子中的一种或多种；

所述无机金属氧化物包括二氧化硒、二氧化硫中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述特殊添加剂的浓度范围为0.01～10mol/L。

在其中一个实施例中，所述特殊添加剂的浓度范围为1～8mol/L。