【技术实现步骤摘要】
本发专利技术属于化学电源，具体涉及有机体系钠锌双离子二次电池。
技术介绍
1、随着环境污染以及能源枯竭问题的日益严重，人们迫切需要提高清洁能源如风能太阳能等在整个能源消费中的比例。锂离子电池以其能量转换效率高，循环寿命长，能量密度高的优势受到储能的广泛青睐。然而由于锂资源的匮乏以及分布不均匀，导致其成本随需求波动较大，从而难以满足规模储能的需求。因此与锂离子电池工作原理类似的钠离子电池以其资源丰富，成本低廉受到了人们的广泛关注。目前具有商业化应用前景的钠离子电池正极材料主要是聚阴离子型正极，层状金属氧化物以及氰化物，其中聚阴离子型铁基硫酸盐以其资源丰富，价格低廉，环境友好等优点成为最有潜力的钠离子电池正极材料。然而目前负极材料主要是硬碳，其储钠平台接近0v(vs.na/na+),存在着金属钠析出带来的严重安全性风险，同时大电流下电化学极化会导致平台容量损失，从而导致其倍率性较差。而基于锌或锌合金负极的有机体系二次钠锌双离子电池可以很好的解决以上问题，同时相对于水系钠锌离子二次电池，采用有机电解液可以解决锌负极的腐蚀问题以及解决析氢析氧和正极材料在电解液中溶解问题，从而大幅度提升其循环寿命。
2、锌具有低的氧化还原电势(-0.762v vs.she)作为负极材料，其成本低，理论比容量高(820mah g-1)，能极大的降低电池成本和提高安全性能。现有的水系锌离子二次电池(中国专利：cn105336952b)是一种新型可充电钠锌双离子电池，具有安全、环保等特点，但是由于以水溶液为电解液，从而导致正极材料电化学过程中发生溶
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种电池的工作电压高、容量大，循环性能优异的钠锌双离子二次电池。
2、本专利技术提供的钠锌双离子二次电池，包括正极、负极、隔膜、电解液；其中，所述正极由正极活性材料、导电剂和粘结剂混合涂覆于铝箔或涂炭铝箔上制得，正极活性材料为可脱嵌钠的铁基硫酸盐和磷酸盐化合物；所述负极为锌或锌合金；所述电解液是为钠盐和锌盐溶解在机溶剂中形成的具有离子导电性的溶液；所述隔膜为商业化聚丙烯(pp)，聚乙烯(pe)或聚丙烯-聚乙烯复合隔膜。
3、进一步地，所述可脱嵌钠的聚阴离子型铁基正极材料为na2+2xfe2-x(so4)3(0≤x<2)、na2fe(so4)2、na6fe5(so4)8、na4fe3(po4)2p2o7、na2fepo4f和na2-xfe1+0.5xp2o7(0≤x<2)中的一种或几种。正极活性材料占正极的质量百分数为60-98％，导电剂占正极的质量百分数为1-20％，粘结剂占正极的质量百分数为1-20％。
4、所述负极材料为金属锌(锌粉或者锌薄膜)和锌合金(通式为zn1-xmx，其中，m为fe,co,ni,cu,sn,al,ti,mn,mo中一种或几种，x在0.01-99％之间)。
5、所述钠盐选六氟磷酸钠和高氯酸钠中的一种；所述锌盐选自三氟甲烷磺酸锌、高氯酸锌、双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锌和六氟合硅酸锌中的一种。
6、所述有机溶剂为：碳酸酯为碳酸乙烯酯，碳酸丙烯酯，碳酸甲乙酯，碳酸二乙酯，氟代碳酸乙烯酯，碳酸亚乙烯酯，磷酸酯中的一种或多种混合。其中所述的钠盐和锌盐浓度范围为0.1-2mol l-1。
7、所述隔膜为单层或多层商业化聚丙烯(pp)，聚乙烯(pe)或聚丙烯-聚乙烯复合隔膜以及玻璃纤维。
8、所述导电剂为乙炔黑、super p、碳纳米管，导电石墨中的一种或多种混合。
9、所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、羧基丁苯乳胶、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠中的一种或多种。
10、所述的钠锌双离子二次电池，可以为圆柱形电池，方形电池，软包电池刀片电池和纽扣电池等。
11、本专利技术的有效效果如下：本专利技术的电池环寿命大于5000次，质量能量密度在70-150wh kg-1之间。采用含有钠和锌的双盐电解质，经实验验证负极不产生锌枝晶以及锌腐蚀的问题，正极不发生材料溶解。采用硫酸铁钠正极和锌的化合物负极可大幅度降低电池材料成本。
12、本专利技术电池充放电时，正极发生可逆脱嵌钠、负极发生可逆沉积溶出锌的反应，采用可脱嵌钠的聚阴离子型铁基正极材料可以在降低生产成本的同时，提升电池的工作电压和容量；在有机电解液体系中避免锌负极的腐蚀，而且解决电解液中析氢、析氧反应导致电池循环性能差的问题以及正极材料在水系电解液中溶解的问题。
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1.一种钠锌双离子二次电池，其特征在于，包括正极、负极、隔膜、电解液，所述正极由正极活性材料、导电剂和粘结剂混合涂覆于铝箔或涂炭铝箔上制得，正极活性材料为可脱嵌钠的硫酸盐化合物，所述的可脱嵌钠的聚阴离子型铁基正极材料为Na2+2xFe2-x(SO4)3(0≤x<2)、Na2Fe(SO4)2、Na6Fe5(SO4)8、Na4Fe3(PO4)2P2O7、NaFePO4、Na2FePO4F和Na2-xFe1+0.5xP2O7(0≤x<2)中的一种或几种，所述负极为锌或锌合金，所述电解液是为钠盐和锌盐溶解在机溶剂中形成的具有离子导电性的溶液，所述隔膜为聚丙烯、聚乙烯或聚丙烯-聚乙烯复合隔膜。
2.根据权利要求1所述的钠锌双离子二次电池，其特征在于，正极活性材料占正极的质量百分数为60-98％，导电剂占正极的质量百分数为1-20％，粘结剂占正极的质量百分数为1-20％。
3.根据权利要求1所述的钠锌双离子二次电池，其特征在于，所述锌为锌粉或者锌薄膜；所述锌合金的通式为Zn1-xMx，其中M为Fe,Co,Ni,Cu,Sn,Al,Ti,Mn,Mo中一种或几种
4.根据权利要求1所述的钠锌双离子二次电池，其特征在于，所述电解液中，钠盐选六氟磷酸钠和高氯酸钠中的一种；锌盐选自三氟烷磺酸锌、高氯酸锌、双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锌和六氟合硅酸锌中的一种；所述有机溶剂选自碳酸乙烯酯，碳酸丙烯酯，碳酸甲乙酯，碳酸二乙酯，氟代碳酸乙烯酯，碳酸亚乙烯酯，磷酸酯；钠盐和锌盐浓度范围为0.1-2mol L-1。
5.根据权利要求1所述的钠锌双离子二次电池，其特征在于，所述隔膜为单层或多层聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯-聚乙烯复合隔膜或玻璃纤维。
6.根据权利要求1所述的钠锌双离子二次电池，其特征在于，为圆柱形电池、方形电池、软包电池或纽扣电池。
7.根据权利要求2所述的钠锌双离子二次电池，其特征在于，所述导电剂选自乙炔黑、Super P、碳纳米管、导电石墨；所述粘结剂选自聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、羧基丁苯乳胶、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠。
...【技术特征摘要】
1.一种钠锌双离子二次电池，其特征在于，包括正极、负极、隔膜、电解液，所述正极由正极活性材料、导电剂和粘结剂混合涂覆于铝箔或涂炭铝箔上制得，正极活性材料为可脱嵌钠的硫酸盐化合物，所述的可脱嵌钠的聚阴离子型铁基正极材料为na2+2xfe2-x(so4)3(0≤x<2)、na2fe(so4)2、na6fe5(so4)8、na4fe3(po4)2p2o7、nafepo4、na2fepo4f和na2-xfe1+0.5xp2o7(0≤x<2)中的一种或几种，所述负极为锌或锌合金，所述电解液是为钠盐和锌盐溶解在机溶剂中形成的具有离子导电性的溶液，所述隔膜为聚丙烯、聚乙烯或聚丙烯-聚乙烯复合隔膜。
2.根据权利要求1所述的钠锌双离子二次电池，其特征在于，正极活性材料占正极的质量百分数为60-98％，导电剂占正极的质量百分数为1-20％，粘结剂占正极的质量百分数为1-20％。
3.根据权利要求1所述的钠锌双离子二次电池，其特征在于，所述锌为锌粉或者锌薄膜；所述锌合金的通式为zn1-x...
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