[发明专利]一种耐低温水系锌离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种耐低温水系锌离子电池，其特征在于包括正极、负极和耐低温电解液；

所述耐低温电解液中的电解质包括阳离子和阴离子，其中阳离子为Zn²⁺、稀土元素阳离子和碱金属阳离子中的至少一种且一定含有Zn²⁺；所述阴离子为卤素酸根、卤素阴离子。

2.根据权利要求1所述的耐低温水系锌离子电池，其特征在于：所述稀土元素阳离子为La³⁺，Ce³⁺等的中的至少一种；所述碱金属元素阳离子为Li⁺、Na⁺、K⁺、Rb⁺、Cs⁺，Mg²⁺、Ca²⁺、Al³⁺中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的耐低温水系锌离子电池，其特征在于：所述阴离子还包括乙酸根、硝酸根、三氟甲基磺酸根、四氟硼酸根和双三氟甲磺酰亚胺根阴离子中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的耐低温水系锌离子电池，其特征在于：所述卤素酸根为ClO₄^-、BrO₃^-和IO₃^-中的至少一种；所述卤素阴离子为F^-、Cl^-、Br^-和I^-中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的耐低温水系锌离子电池，其特征在于：所述阳离子的浓度为5～12M，其中Zn²⁺的浓度为4-8M；

当阴离子为卤素酸根、卤素阴离子和乙酸根的组合时，卤素酸根的浓度为2～12M，卤素阴离子的浓度为2～8M，乙酸根的浓度为0.5～2M；当阴离子为卤素酸根、卤素阴离子和硝酸根的组合时，卤素阴离子的浓度为2～8M，卤素阴离子的浓度为4～8M，硝酸根的浓度为1～4M；当阴离子为卤素酸根、卤素阴离子和四氟硼酸根的组合时，卤素酸根的浓度为2～12M，卤素阴离子的浓度为2～8M，四氟硼酸根的浓度为0.5～1M；当阴离子为卤素酸根、卤素阴离子、乙酸根和的四氟硼酸根组合时，卤素酸根的浓度为5～10M，卤素阴离子的浓度为4～8M，乙酸根的浓度为0.2～0.8M，四氟硼酸根的浓度为0.2～0.8M；当阴离子为卤素酸根、卤素阴离子、硝酸根和的四氟硼酸根组合时，卤素酸根的浓度为5～10M，卤素阴离子的浓度为4～8M，硝酸根的浓度为0.8～1.2M，四氟硼酸根的浓度为0.8～1.2M。

6.根据权利要求1所述的耐低温水系锌离子电池，其特征在于：所述正极的制备方法为将活性材料负载于基体上，所述活性材料为导电聚合物、配位化合物、锰基化合物和钒基化合物中的至少一种；所述负极为高纯锌箔，或在常用基底包括钛箔、不锈钢箔、碳纸、碳布基材上通过阳极沉积或刷涂锌浆料的方法获得。

7.根据权利要求6所述的耐低温水系锌离子电池，其特征在于：所述活性材料在基体上的负载量为2-20mg cm^-2，电极厚度为0.1-2.0mm，振实密度为0.5-3g/cm³；采用PVDF或PTFE作为粘结剂，炭黑或Super P作为导电剂，活性材料、结剂和导电剂的质量比例为(7～8)：(1～2)：1，采用NMP作为溶剂将活性材料/粘结剂和导电剂均匀研磨成浆料，并用1-10m/min的速度进行刮涂，附着好活性材料的正极可以根据需要裁剪成圆形、长方形及各种所需形状。