一种用于水系锌离子电池的电解液及其应用制造技术

本申请公开了一种用于水系锌离子电池的电解液及其应用。本申请用于水系锌离子电池的电解液，包括溶剂水和电解质，该电解质由高浓度支持电解质盐和锌盐组成；高浓度支持电解质盐的质量摩尔浓度不小于10mol/kg，并且选自乙酸锂、乙酸钾、乙酸铵和高氯酸钠中的至少一种。本申请的电解液，利用高浓度支持电解质盐与溶剂水分子强烈的溶剂化作用，消耗大量水分子，降低水分子电化学活性；从而降低锌离子的水合作用，降低锌负极的腐蚀溶解，抑制水分子在电极表面分解；起到降低析氢反应和减少锌溶解效果。本申请电解液，可有效抑制锌离子在溶解与沉积中形成锌枝晶，抑制锌枝晶生长；提高电解液的电化学窗口，改善水系锌离子电池的循环寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种用于水系锌离子电池的电解液及其应用
本申请涉及水系锌离子电池领域，特别是涉及一种用于水系锌离子电池的电解液及其应用。
技术介绍
锂离子电池是目前研究最深入的能源存储技术，在从便携式电子产品，如手机、电动工具等，到汽车等，锂离子二次电池应用领域占据了主导地位。但锂的高成本、有限的储量和锂离子电池的安全问题限制了其发展与应用。水系锌离子电池具有理论容量高、成本低、环保、安全等优点，被认为是最有前途的储能系统之一，近年来受到了广泛关注和深入研究。水系锌离子电池电解液一般采用硫酸锌或三氟甲烷磺酸锌溶液。其中，采用廉价的硫酸锌溶液容易产生锌枝晶以及碱式硫酸锌Zn4(OH)6(SO4)4·nH2O等副产物；采用三氟甲烷磺酸锌溶液虽然能减少锌枝晶的产生，但其价格昂贵；并且，硫酸锌和三氟甲烷磺酸锌的溶解度都较低，导致它们的电压窗口偏低，容易产生更多的副反应，限制了水系锌离子电池的发展。因此，如何有效抑制锌枝晶生长、提高水系锌离子电池电压窗口、改善水系锌离子电池的循环寿命，仍然是水系锌离子电池的研究重点和难点。r>
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种用于水系锌离子电池的电解液，包括溶剂水和电解质，其特征在于：所述电解质由高浓度支持电解质盐和锌盐组成；/n所述高浓度支持电解质盐的质量摩尔浓度不小于10mol/kg；/n所述高浓度支持电解质盐选自乙酸锂、乙酸钾、乙酸铵和高氯酸钠中的至少一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于水系锌离子电池的电解液，包括溶剂水和电解质，其特征在于：所述电解质由高浓度支持电解质盐和锌盐组成；
所述高浓度支持电解质盐的质量摩尔浓度不小于10mol/kg；
所述高浓度支持电解质盐选自乙酸锂、乙酸钾、乙酸铵和高氯酸钠中的至少一种。


2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述锌盐的质量摩尔浓度为0.1-5mol/kg。


3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述锌盐为硫酸锌、乙酸锌、氯化锌、硝酸锌、高氯酸锌、三氟甲烷磺酸锌和葡萄糖酸锌中的至少一种。


4.根据权利要求1-3任一项所述的电解液，其特征在于：所述电解液中还含有功能添加剂，所述功能添加剂选自聚乙二醇、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锐，邓文君，
申请(专利权)人：北京大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东;44