水系氢氯双离子可充电电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水系氢氯双离子可充电电池及其制备方法，该水系氢氯双离子可充电电池，包括正极、负极和电解液，所述正极的活性材料为铝酸盐氧化物，所述铝酸盐氧化物的化学式为MAl<subgt;2</subgt;O<subgt;4</subgt;，其中，M为Cu、Mg、Zn中的至少一种；所述电解液为含氢离子和氯离子的酸性水溶液。本发明专利技术的水系氢氯双离子可充电电池，通过氢氯双离子共同作用、以及与铝酸盐氧化物正极材料的组合，不仅可以提高电池的容量，还可以提高电池整体的结构稳定性，使电池有更好的循环性能，具有比容量高、循环性能和倍率性能优异等优点，是一种很有前途的储能器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水系电池，具体涉及一种水系氢氯双离子可充电电池及其制备方法。

技术介绍

1、在过去的几十年里，锂离子电池的这些技术进步给社会带来了巨大的戏剧性影响。锂离子电池的广泛使用基本上为无处不在的便携式电子产品奠定了基础，并且还使无化石燃料社会在可再生能源的前提下成为可能。然而，商用锂离子电池几乎达到了其上限，不仅在能量密度(～200wh kg-1)，而且在循环寿命(1000次循环，>80％)和速率能力(1c)方面也是如此。锂源分布不均、价格飞涨，也使得大规模锂离子电池应用的实施难度大，成本高昂。此外，与锂枝晶相关的安全问题，特别是在高速率下，是开发具有卓越性能的高能量密度锂离子电池的另一个障碍。

2、与金属离子相比，质量最轻、离子半径最小的非金属质子作为电荷载流子具有更快的动力学和更高的能量密度。酸溶液通常是默认的质子供体。目前，氢离子电池主要以h2so4为电解质电离h，但h易被h2o溶剂吸引，去溶剂化能高达11.66e v。因此，在酸性溶液中，h仍然以h3o+的形式存在。与h相比，h3o+具有更大的离子半径，限制了电极材料的选择。本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种水系氢氯双离子可充电电池，包括正极、负极和电解液，其特征在于，所述正极的活性材料为铝酸盐氧化物，所述铝酸盐氧化物的化学式为MAl2O4，其中，M为Cu、Mg、Zn中的至少一种；所述电解液为含氢离子和氯离子的酸性水溶液。

2.根据权利要求1所述的水系氢氯双离子可充电电池，其特征在于，所述含氢离子和氯离子的酸性水溶液由氯化物、酸性溶液和水配置而成；所述含氢离子和氯离子的酸性水溶液中氯化物的浓度为0.5mol/L～4mol/L，所述含氢离子和氯离子的酸性水溶液的pH值为1～6。

3.根据权利要求2所述的水系氢氯双离子可充电电池，其特征在于，所述氯化物为金属氯化物...

【技术特征摘要】

1.一种水系氢氯双离子可充电电池，包括正极、负极和电解液，其特征在于，所述正极的活性材料为铝酸盐氧化物，所述铝酸盐氧化物的化学式为mal2o4，其中，m为cu、mg、zn中的至少一种；所述电解液为含氢离子和氯离子的酸性水溶液。

2.根据权利要求1所述的水系氢氯双离子可充电电池，其特征在于，所述含氢离子和氯离子的酸性水溶液由氯化物、酸性溶液和水配置而成；所述含氢离子和氯离子的酸性水溶液中氯化物的浓度为0.5mol/l～4mol/l，所述含氢离子和氯离子的酸性水溶液的ph值为1～6。

3.根据权利要求2所述的水系氢氯双离子可充电电池，其特征在于，所述氯化物为金属氯化物和四甲基氯化铵中的至少一种，所述金属氯化物为氯化铝、氯化镁、氯化锌、氯化铜、氯化锰、氯化镍、氯化铁、氯化锂、氯化钠和氯化钾中的至少一种；所述酸性溶液的体积占含氢离子和氯离子的酸性水溶液总体积的1％～10％，所述酸性溶液的浓度为0.1mol/l～1mol/l，所述酸性溶液为醋酸水溶液、盐酸溶液、磷酸溶液、碳酸溶液和硫酸溶液中的至少一种。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的水系氢氯双离子可充电电池，其特征在于，所述铝酸盐氧化物的制备方法，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的水系氢氯双离子可充电电池，其特征在于，所述混合溶液中铝离子和m离子的总摩尔浓度为0.1mol/l～4mol/l，所述铝盐与金属m盐的摩尔比为1∶1；所述沉淀剂与混合溶液中铝离子和m离子的总摩尔量的摩尔比为4～8∶...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓健秋，曾涛，赵方正，张力天，王凤，卢照，刘鹏，龙乾新，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：