一种水系锌离子电池及化成方法技术

本发明专利技术涉及一种水系锌离子电池，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，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。通过调节电解液环境和正极材料，能够改善正极材料与电解液的接触界面、调控正极材料转变的形貌，促进其转变为贯通电极内部空间的纳米片聚集体，使得正极材料与电解液接触面积更大、电子的迁移路径更短，可综合提高电池的放电容量。放电容量。放电容量。

【技术实现步骤摘要】
一种水系锌离子电池及化成方法


[0001]本专利技术涉及电池
，具体涉及一种水系锌离子电池及化成方法。

技术介绍

[0002]二次电池是目前应用非常广泛的一类能够反复充放电的电池，其应用涉及到众多领域，其中，以锂离子电池应用最为广泛。但是，由于使用有机电解液带来的成本高、环境不友好、不安全等缺点，使其不适合大规模能量储存系统。与非水系电池相比，使用安全、成本低的水系电解质的电池可以精确地满足这些要求。然而，自然界锂存储量有限，随着与锂相关工业的迅速发展，锂的耗竭迟早会到来；另外，受水溶液较窄的稳定电位窗口限制，使得水系锂离子电池能量密度都比较低，并且水系锂离子电池的负极材料稳定性较差，循环寿命较低。
[0003]而金属锌在地球资源中含量高，生产规模大，成本低廉、无毒性；另外锌金属阳极具有较高的理论容量(820mAh
•
g
‑1)、较低的电化学电位(0.76V vs标准氢电极)和较高的天然丰度，而且由于析氢过电位的存在，锌在水中的稳定性很高。水系锌离子电池以高理论容量的金属锌作为负极、锌盐水溶液作为电解液，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水系锌离子电池，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；所述化成步骤中，所述电解液还包括化成促进剂；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所述的水系锌离子电池，其特征在于，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%。3.根据权利要求1所述的水系锌离子电池，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。4.根据权利要求1所述的水系锌离子电池，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%。5.根据权利要求1所述的水...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄杜斌，王春源，李爱军，杨扬，
申请(专利权)人：北京金羽新能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：