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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二次电池,特别是涉及一种适合应用于作为二次电池的电解液的电解质组成物。
技术介绍
1、锂离子电池在二次电池市场上堪称一枝独秀,但不能弯曲、不耐高温、容易起火等安全隐忧,一直是锂离子电池的弱点。2018年美国研究人员将锌电池技术与水系电解液技术结合而开发出水系锌离子电池,水系锌离子电池可充电且电池容量大,且不会爆炸及起火而更具安全性,再加上锌的蕴藏量丰富及成本低廉,锌具有相对低的氧化还原电位以及与水系电解液(aqueous electrolytes)的相容性,因此水系锌离子电池可谓锂离子电池的理想替代品。
2、不过,水系锌离子电池在循环充放电的过程中,水系电解液中的自由水分子(freewater)会造成锌离子在沉积过程中不稳定,而容易生成锌的钝化物及产生副反应,且锌的钝化物并无法在放电过程中溶解,所以锌的钝化物在长时间积累下会刺穿隔离膜而触及正极,进而导致水系锌离子电池短路损坏。且水系电解液中的自由水分子还会造成正极的材料容易溶出或导致电池产气的现象,致使水系锌离子电池的电池容量快速衰减。
3、因此,美国专利us 20210336293a1提供一种盐包水电解质(water-in-saltelectrolyte,wise)来尝试解决水系电解液中的自由水分子所造成的问题,其机制是通过大量的zn2+与ia族金属离子分别与自由水分子进行配位,导致水分子簇之间的氢键被破坏。
技术实现思路
1、然而,专利技术人开发出一种有别于上述美国专利的机制来克服水系电解
2、本专利技术电解质组成物,包含氯化锌、ia族金属氯化物、乙腈及水。
3、本专利技术所述电解质组成物,所述ia族金属氯化物是选自于由下列所构成的群组:氯化锂、氯化钠、氯化钾,以及它们的组合。
4、本专利技术所述电解质组成物,以所述水的总重量为计算基准,所述乙腈的重量摩尔浓度范围为6mol/kg至12mol/kg。
5、本专利技术所述电解质组成物,以所述水的总重量为计算基准,所述乙腈的重量摩尔浓度范围为8mol/kg至12mol/kg。
6、本专利技术所述电解质组成物,以所述水的总重量为计算基准,所述氯化锌的重量摩尔浓度范围为19mol/kg至40mol/kg。
7、本专利技术所述电解质组成物,以所述水的总重量为计算基准,所述氯化锌的重量摩尔浓度范围为25mol/kg至40mol/kg。
8、本专利技术所述电解质组成物,以所述水的总重量为计算基准,所述ia族金属氯化物的重量摩尔浓度范围为1mol/kg至22mol/kg。
9、本专利技术所述电解质组成物,以所述水的总重量为计算基准,所述ia族金属氯化物的重量摩尔浓度范围为11mol/kg至22mol/kg。
10、本专利技术的有益的效果在于:本专利技术电解质组成物通过所述乙腈提供配位基(ligand)与所述水形成配位键、与所述氯化锌提供的锌离子形成配位键,以及与所述ia族金属氯化物提供的ia族金属离子形成配位键,从而使得所述电解质组成物所形成的电解液中的自由水分子更少,继而使包含所述电解液的二次电池较不易老化及具有较佳的循环性能。
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1.一种电解质组成物,其特征在于:包含氯化锌、IA族金属氯化物、乙腈及水。
2.根据权利要求1所述的电解质组成物,其特征在于:所述IA族金属氯化物是选自于由下列所构成的群组:氯化锂、氯化钠、氯化钾,以及它们的组合。
3.根据权利要求1所述的电解质组成物,其特征在于:以所述水的总重量为计算基准,所述乙腈的重量摩尔浓度范围为6mol/kg至12mol/kg。
4.根据权利要求3所述的电解质组成物,其特征在于:以所述水的总重量为计算基准,所述乙腈的重量摩尔浓度范围为8mol/kg至12mol/kg。
5.根据权利要求1所述的电解质组成物,其特征在于:以所述水的总重量为计算基准,所述氯化锌的重量摩尔浓度范围为19mol/kg至40mol/kg。
6.根据权利要求5所述的电解质组成物,其特征在于:以所述水的总重量为计算基准,所述氯化锌的重量摩尔浓度范围为25mol/kg至40mol/kg。
7.根据权利要求1所述的电解质组成物,其特征在于:以所述水的总重量为计算基准,所述IA族金属氯化物的重量摩尔浓度范围为1mol/k
8.根据权利要求7所述的电解质组成物,其特征在于:以所述水的总重量为计算基准,所述IA族金属氯化物的重量摩尔浓度范围为11mol/kg至22mol/kg。
...【技术特征摘要】
1.一种电解质组成物,其特征在于:包含氯化锌、ia族金属氯化物、乙腈及水。
2.根据权利要求1所述的电解质组成物,其特征在于:所述ia族金属氯化物是选自于由下列所构成的群组:氯化锂、氯化钠、氯化钾,以及它们的组合。
3.根据权利要求1所述的电解质组成物,其特征在于:以所述水的总重量为计算基准,所述乙腈的重量摩尔浓度范围为6mol/kg至12mol/kg。
4.根据权利要求3所述的电解质组成物,其特征在于:以所述水的总重量为计算基准,所述乙腈的重量摩尔浓度范围为8mol/kg至12mol/kg。
5.根据权利要求1所述的电解质组成物,其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员:潘俊仁,李纯怡,郭俊贤,翁啟芳,黄炳照,
申请(专利权)人:高雄科技大学,
类型:发明
国别省市:
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