[发明专利]一种水系锌溴电池

权利要求书

1.一种水系锌溴电池，其特征在于，包括：

正极，用于进行零价溴与负一价溴的氧化还原反应；

负极，用于进行正二价锌与零价锌的氧化还原反应；

水系电解液，为含锌盐、溴盐、络合剂和锌枝晶抑制剂的水溶液。

2.根据权利要求1所述的水系锌溴电池，其特征在于：所述正极采用高比表面积碳材料修饰的碳基体材料或高比表面积碳材料修饰的金属或非金属基体材料。

3.根据权利要求2所述的水系锌溴电池，其特征在于：所述的高比表面积碳材料为科琴黑、活性碳、多壁碳管、纳米碳球、无定形碳和石墨烯中的至少一种；所述碳基体材料为石墨、石墨烯、碳布、碳纸、活性炭、碳微米纤维、碳纳米纤维、碳毡、石墨毡、碳球、碳纳米管、以及其杂原子处理改性物中的至少一种；所述金属或非金属基体材料为银、铜、钛、金、铂和玻碳电极中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的水系锌溴电池，其特征在于：所述负极采用可与锌合金化的金属材料或亲锌的碳材料。

5.根据权利要求4所述的水系锌溴电池，其特征在于：所述可与锌合金化的金属材料为Mn、Sb、Mg、Fe、Cu、Cr、Cu、Ag和Au中的至少一种；所述亲锌的碳材料为石墨、石墨烯、碳布、碳纸、活性炭、碳微米纤维、碳纳米纤维、碳毡、石墨毡、碳球、碳纳米管、以及其杂原子处理改性物中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的水系锌溴电池，其特征在于：所述络合剂用于络合零价溴使其以固体形式存在；所述络合剂为四甲基溴化铵、四乙基溴化铵、四丙基溴化铵、四丁基溴化铵、四甲基氯化铵、四乙基氯化铵、四丙基氯化铵和四丁基氯化铵中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的水系锌溴电池，其特征在于：所述锌枝晶抑制剂用于络合锌元素使其在负极表面原位形成一层SEI膜；所述锌枝晶抑制剂为四甲基溴化铵、四乙基溴化铵、四丙基溴化铵、四丁基溴化铵、四甲基氯化铵、四乙基氯化铵、四丙基氯化铵和四丁基氯化铵中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的水系锌溴电池，其特征在于：所述溴盐为ZnBr₂、KBr、NaBr、MnBr₂、BaBr₂、CuBr₂、MgBr₂C₄H₁₂BrN、C₈H₁₀BrN、C₁₂H₂₈BrN和C₁₆H₃₆BrN中的至少一种；所述锌盐为ZnSO₄、ZnCl₂、Zn(NO₃)₂、ZnBr₂、ZnI₂、Zn(CH₃COO)₂和Zn(CF₃SO₃)₂中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的水系锌溴电池，其特征在于：在所述水系电解液中，锌盐的浓度为0.00001～30mol/L，溴盐的浓度为0.000001～30mol/L，络合剂的浓度为0.000001～10mol/L，锌枝晶抑制剂的浓度为0.000001～10mol/L。

10.根据权利要求1所述的水系锌溴电池，其特征在于：所述水系电解液呈中性或酸性，通过pH调节液进行调节。