【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
相关申请的交叉引用本申请要求于2020年12月18日提交的第63/127,290号美国临时专利申请的优先权和权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。本公开的示例实施方式通常涉及用于改进电解质性能特性的电解质系统，并且更具体地涉及包含合成质子导电聚合物添加剂的电解质系统、该电解质系统的制备方法以及包括该电解质系统的电池。
技术介绍
1、对各种类型的铅酸电池提出的更高的技术和工艺要求是基于所采用的现代技术和环境标准。这些标准解决了工业、军事和国家安全、医疗保健、教育和研究的所有部门以及人们日常生活中正在出现的技术和工艺进步。因此，目前的铅酸电池应完全满足所采用的标准和法规中规定的所有性能要求。
2、为满足标准要求当前铅酸电池应具有的基本性能特性包括：使用寿命长、可靠性高、最低维护或免维护服务、在其整个使用寿命内足够高的能量回报系数(energy returnfactor)、以及在连接至各种电能消耗品时的可管理性。
3、已知构成铅酸电池的基本部件是正极和负极活性材料以及包含硫酸溶液的电解质。一些铅酸电池还包括一个或多个隔板。为了实现铅酸电池的高能量回报能量效率和长使用寿命，不仅必须具有合适的正极和负极活性物质的化学和相组成，而且还必须使用满足相应质量标准的适当组成和浓度的电解质。因此，作为电池的基本构成部件之一的电解质的组成和浓度对电池制造和运行过程中发生的电化学过程产生了重大影响。电解质的具体性质取决于其所含添加剂的具体性质。此外，在铅酸电池的电解质中引入的添加剂的量是非常重要的。相应电解质添加剂的量可能对铅
4、铅酸电池是应用类型最广泛的二次能源之一。当代铅酸电池具有许多优点，使其成为相较于其他二次电源化学物质的首选。这些优点包括：由于超过90％的生产资源来自回收材料所致的低生产成本；由于长期的大规模生产实践导致的电池制造和维护的可靠技术；允许充电和放电电流的高可接受上限的电特性；以及几乎完全的可回收性。
5、尽管铅酸电池有其优点，但也有一些缺点，当前限制了其应用领域。这些缺点的示例是在放电状态下储存时保质期相对较短、电池在深度放电循环应用中可以完成的循环次数相对较低、在高电流下循环时充电时间相对较长，以及无法在低环境温度下工作。
6、因此，仍然需要减轻铅酸电池的这些缺点的添加剂。
技术实现思路
1、本专利技术的一个或多个实施方式可解决上述问题中的一个或者多个。根据本专利技术的某些实施方式提供了包含合成质子导电聚合物添加剂的电解质系统、其制备方法以及包括该电解质系统的电池。特别是，根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于改进电解质性能特性的电解质系统。电解质系统包含电解质和合成质子导电聚合物添加剂。
2、根据某些实施方式，合成质子导电聚合物添加剂可包括聚乙烯吡咯烷酮或其任意衍生物。在一些实施方式中，聚乙烯吡咯烷酮衍生物可包括聚乙烯吡咯烷酮-共-苯乙烯、共聚维酮、聚乙烯吡咯烷酮-乙酸乙烯酯，或具有一个或多个包含nh、s、o或卤素的官能团的聚乙烯吡咯烷酮。
3、根据某些实施方式，电解质系统可包含约0.01重量％(wt％)至约3重量％的合成质子导电聚合物添加剂。在另一些实施方式中，电解质系统可包含约0.1重量％至约0.6重量％的合成质子导电聚合物添加剂。
4、根据某些实施方式，电解质可包括高度的电解质离解。
5、根据本专利技术的第二方面，提供了一种具有改进的电解质性能特性的电池。电池包括至少两个电极和电解质系统。电解质系统包括电解质和合成质子导电聚合物添加剂。
6、根据某些实施方式，合成质子导电聚合物添加剂可包括聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯吡咯烷酮衍生物。在一些实施方式中，聚乙烯吡咯烷酮衍生物可包括聚乙烯吡咯烷酮-共-苯乙烯、共聚维酮、聚乙烯吡咯烷酮-乙酸乙烯酯，或具有一个或多个包含nh、s、o或卤素的官能团的聚乙烯吡咯烷酮。
7、根据某些实施方式，电解质系统可包含约0.01重量％至约3重量％的合成质子导电聚合物添加剂。在另一些实施方式中，电解质系统可包含约0.1重量％至约0.6重量％的合成质子导电聚合物添加剂。
8、根据某些实施方式，电解质可包括高度的电解质离解。
9、根据某些实施方式，电池可包括铅酸电池。在一些实施方式中，铅酸电池可包括起动用铅酸电池、固定式铅酸电池、工业用铅酸电池或牵引用铅酸电池。
10、根据某些实施方式，电池与双极型过电压电池脉冲发生器连接。
11、根据本专利技术的第三方面，提供了一种制备具有改进的电解质性能特性的电池的方法。应注意的是，本文所述的方法没有以任何强制性顺序进行描述，并且步骤相对于它们在电池制备过程中何时发生是可变的。在某些实施方式中，该方法包括形成电解质系统，其中形成电解质系统包括提供电解质和提供合成质子导电聚合物添加剂；以及形成电池。
12、根据某些实施方式，包括电解质和合成质子导电聚合物的电解质系统可以通过在形成电池之前将合成质子导电聚合物添加剂添加到电解质中而形成。在其他实施方式中，提供合成质子导电聚合物可包括在形成电池之后将合成质子导电聚合物添加剂添加到电解质中(即，电解质和合成质子导电聚合物添加剂独立地分配到外壳中，从而在外壳内形成电解质系统)。在另一些实施方式中，电池可包括至少两个电极，并且形成电解质系统可包括在一个或多个电极的表面上沉积合成质子导电聚合物添加剂的颗粒。
13、另外，或作为选择，在一些实施方式中，形成电池包括提供外壳。外壳可以是用于容纳电解质系统和两个或更多个电极的任何容器或类似物，其中至少一个电极是带正电的电极，且至少一个电极是带负电的电极。另外，或进一步选择，在某些实施方式中，形成电池包括提供隔板。
14、根据某些实施方式，合成质子导电聚合物添加剂可包括聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯吡咯烷酮衍生物。
15、根据某些实施方式，该方法可进一步包括将电池与双极型过电压电池脉冲发生器连接。
16、提供上述概述仅仅是为了总结一些示例实施方式以提供对本公开的一些方面的基本理解。因此，将理解，上述实施方式仅仅是示例，不应被解释为以任何方式缩小本公开的范围或精神。应当理解，除了这里概述的那些实施方式之外，本公开的范围还涵盖许多潜在的实施方式，其中一些将在下面进一步描述。本主题的其他特征、方面和优点将从说明书、附图和权利要求中变得显而易见。
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1.一种用于改进电解质性能特性的电解质系统，所述电解质系统包含：
2.如权利要求1所述的电解质系统，其中所述合成质子导电聚合物添加剂包括聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯吡咯烷酮衍生物。
3.如权利要求2所述的电解质系统，其中所述合成质子导电聚合物添加剂包括聚乙烯吡咯烷酮衍生物，所述聚乙烯吡咯烷酮衍生物包括聚乙烯吡咯烷酮-共-苯乙烯、共聚维酮、聚乙烯吡咯烷酮-乙酸乙烯酯，或具有一个或多个包含NH、S、O或卤素的官能团的聚乙烯吡咯烷酮。
4.如权利要求1所述的电解质系统，其中所述电解质系统包含约0.01重量％至约3重量％的所述合成质子导电聚合物添加剂。
5.如权利要求1所述的电解质系统，其中所述电解质系统包含约0.1重量％至约0.6重量％的所述合成质子导电聚合物添加剂。
6.如权利要求1所述的电解质系统，其中所述电解质包括高度的电解质离解。
7.一种具有改进的电解质性能特性的电池，所述电池包括：
8.如权利要求7所述的电池，其中所述合成质子导电聚合物添加剂包括聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯吡咯烷酮衍生物。
10.如权利要求7所述的电池，其中所述电解质系统包含约0.01重量％至约3重量％的所述合成质子导电聚合物添加剂。
11.如权利要求7所述的电池，其中所述电解质系统包含约0.1重量％至约0.6重量％的所述合成质子导电聚合物添加剂。
12.如权利要求7所述的电池，其中所述电解质包括高度的电解质离解。
13.如权利要求7所述的电池，其中所述电池包括铅酸电池。
14.如权利要求13所述的电池，其中所述电池与双极型过电压电池脉冲发生器连接。
15.一种制备具有改进的电解质性能特性的电池的方法，所述方法包括：
16.如权利要求15所述的方法，其中形成所述电解质系统还包括在形成所述电池之前将所述合成质子导电聚合物添加剂添加到所述电解质中。
17.如权利要求15所述的方法，其中形成所述电解质系统还包括在形成所述电池之后将包含添加剂的所述合成质子导电聚合物添加到所述电解质中。
18.如权利要求15所述的方法，其中所述电池包括至少两个电极，并且提供所述合成质子导电聚合物添加剂包括：
19.如权利要求15所述的方法，其中所述合成质子导电聚合物添加剂包括聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯吡咯烷酮衍生物。
20.如权利要求15所述的方法，所述方法还包括将所述电池与双极型过电压电池脉冲发生器连接。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于改进电解质性能特性的电解质系统，所述电解质系统包含：
2.如权利要求1所述的电解质系统，其中所述合成质子导电聚合物添加剂包括聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯吡咯烷酮衍生物。
3.如权利要求2所述的电解质系统，其中所述合成质子导电聚合物添加剂包括聚乙烯吡咯烷酮衍生物，所述聚乙烯吡咯烷酮衍生物包括聚乙烯吡咯烷酮-共-苯乙烯、共聚维酮、聚乙烯吡咯烷酮-乙酸乙烯酯，或具有一个或多个包含nh、s、o或卤素的官能团的聚乙烯吡咯烷酮。
4.如权利要求1所述的电解质系统，其中所述电解质系统包含约0.01重量％至约3重量％的所述合成质子导电聚合物添加剂。
5.如权利要求1所述的电解质系统，其中所述电解质系统包含约0.1重量％至约0.6重量％的所述合成质子导电聚合物添加剂。
6.如权利要求1所述的电解质系统，其中所述电解质包括高度的电解质离解。
7.一种具有改进的电解质性能特性的电池，所述电池包括：
8.如权利要求7所述的电池，其中所述合成质子导电聚合物添加剂包括聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯吡咯烷酮衍生物。
9.如权利要求7所述的电池，其中所述合成质子导电聚合物添加剂包括聚乙烯吡咯烷酮衍生物，所述聚乙烯吡咯烷酮衍生物包括聚乙烯吡咯烷酮-共-苯乙烯、共聚维酮、聚乙烯吡咯烷酮-乙酸乙烯酯，或具有一个或多个包含nh、s、o或卤素的官能团的聚...
【专利技术属性】
技术研发人员：维塞林·博吉达罗夫·内德诺夫，达格·阿利尔德·瓦兰德，鲍里斯·伊万诺夫·莫纳霍夫，鲍里斯·托多罗夫·希洛夫，
申请(专利权)人：维塞林·博吉达罗夫·内德诺夫，
类型：发明
国别省市：
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