[发明专利]一种水系锌离子电池及化成方法

权利要求书

1.一种水系锌离子电池的化成方法，所述水系锌离子包括正极、负极和电解液，所述负极包括含锌材料，所述电解液包括导电盐和水，所述导电盐包括锌盐，其特征在于，

所述正极包括含锰氧化物；所述含锰氧化物由锰元素和氧元素组成；所述锰元素的价态低于+4价；

所述水系锌离子电池在使用前需要经过化成步骤；所述化成步骤包含充电和放电；所述充电电压区间为0~2.1V，包括三个阶段；

第一阶段为：充电电压不高于1.8V时，采用恒流充电，倍率电流不高于0.2C；第二阶段为：充电电压不低于1.8V时，采用恒流充电，倍率电流不高于0.1C；第三阶段为，采用恒压充电，充电电压为1.9~2.1V，截止电流为0.02C~0.1C；

所述放电为恒电流放电；放电截止电压不高于0.8V，放电倍率不高于0.2C；

所述化成步骤的终止条件为：设M_n为第n次循环的放电比容量，n大于1，|M_n-M_n-1|/M_n-1≤5%；

所述化成步骤中，所述电解液还包括化成促进剂；

所述化成促进剂为离子表面活性剂；所述离子表面活性剂为阴离子表面活性剂和/或阳离子表面活性剂；

所述阴离子表面活性剂为具有式I结构的化合物中的至少一种，

R-X-A 式I

其中，X为磺酸基或双磺酰亚胺基；R为含有取代基或不含有取代基的C_a的烷基或苯基；a为所述烷基或苯基中含有的碳原子的个数；a的取值范围为：1≤a≤16；A为锌离子、钠离子、钾离子、锂离子、镁离子、钙离子中的至少一种；

所述阳离子表面活性剂需在酸性条件下，所述酸性条件是pH小于4；

所述锰氧化物经过所述化成步骤后，由初始形貌逐渐转变为第二形貌；所述第二形貌为片状或微晶片状聚集体。

2.根据权利要求1所述的化成方法，其特征在于，所述含锰氧化物选自一氧化锰、三氧化二锰、四氧化三锰中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的化成方法，其特征在于，所述含锰氧化物在所述正极中的质量含量为20%~95%。

4.根据权利要求1所述的化成方法，其特征在于，R-X选自十二烷基苯磺酸根离子、十二烷基磺酸根离子、全氟丁基磺酸根离子、三氟甲烷磺酸根离子、双(三氟甲烷磺酸)亚胺根离子、甲烷磺酸根离子、苯磺酸根离子中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的化成方法，其特征在于，所述离子表面活性剂在电解液中的质量含量为0.02%~4%。

6.根据权利要求1所述的化成方法，其特征在于，a的取值范围为：1≤a≤2，所述离子表面活性剂在电解液中的质量含量为0.5%~4%；

a的取值范围为：2＜a≤16，所述离子表面活性剂在电解液中的质量含量为0.02%~0.5%。