【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于二次电池领域，具体是一种抑制锌金属电池负极粉化的电解液及电池。
技术介绍
1、水系锌离子电池因锌金属的高理论比容量、低还原电势、高安全性、低成本等优势受到了科研人员广泛的关注，并且水系电解液拥有相较于有机电解液高出1～2个数量级的离子电导率，具有更优异的倍率性能，是下一代最有潜力的能量电池之一。
2、然而在锌金属阳极的沉积剥离过程中，由于结晶不完全形成的疏松粉化锌将导致锌阳极的体积膨胀，易造成电池短路，结晶不完全的锌颗粒形成的粉化锌之间以及其和电极之间将存在应力和裂缝，容易脱落，形成死锌。且细小的粉化颗粒极大地提高了阳极的比表面积，造成副反应的加剧和严重的析氢。这一致命问题的成因为锌阳极的粉化，其成因和危害目前领域内少有了解或将其轻易地归类为了锌枝晶。
3、因此，如何设计一种水系锌金属电池电解液能够有效抑制金属阳极的粉化，对推进水系锌金属电池在大规模储能领域的应用具有重要意义。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，提供一种抑制锌金属电池负极粉化的电解液及电池。
2、本专利技术解决所述电解液技术问题的技术方案是，提供一种抑制锌金属电池负极粉化的电解液，其特征在于，该电解液由三氟甲磺酸锌、三维惰性阳离子添加剂和去离子水组成。
3、本专利技术解决所述电池技术问题的技术方案是，提供一种负极无粉化的锌金属电池，其特征在于，该电池包括正极、负极、隔膜和所述抑制锌金属电池负极粉化的电解液。
5、(1)本专利技术从锌金属负极粉化的成因入手，从源头上抑制了锌金属负极的粉化。在电解液中引入三维惰性阳离子添加剂，三维惰性阳离子添加剂可堆积形成缓冲层，锌离子与缓冲层中三维惰性阳离子添加剂碰撞发生反弹，类似高尔顿板模型的原理，三维惰性阳离子添加剂能够有效缓冲锌离子流，减小纵向锌离子的扩散速率，促使锌离子横向扩散，从而避免局部锌离子浓度过高导致的局部锌原子数量过多、为减小界面能而自聚集无法有效参与扩散结晶过程，从而使得还原的锌原子能扩散至晶格参与结晶生长，有效提高负极沉积的结晶度而避免自聚集小颗粒累积造成负极的粉化，进一步避免了因粉化导致的比表面积增大而加剧的副反应，锌离子最终沉积的形貌均匀致密。
6、(2)本专利技术的电解液有效地解决了锌负极粉化和副反应的问题。锌离子沉积后的形貌表现出明显的六方晶型，结晶度高，在沉积剥离的过程中展现了较高的库伦效率和优异的循环稳定性。通过匹配钒系正极和锌金属负极，同时组装的软包电池和高容量电池也实现了较高的容量和稳定的循环性能，具有长寿命，对推动水系锌金属电池的大规模储能应用具有重要意义。
7、(3)本专利技术采用的三维惰性阳离子添加剂具有添加量小、成本低、作用高效、安全无污染的优势，可大规模应用。
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1.一种抑制锌金属电池负极粉化的电解液，其特征在于，该电解液由三氟甲磺酸锌、三维惰性阳离子添加剂和去离子水组成。
2.根据权利要求1所述的抑制锌金属电池负极粉化的电解液，其特征在于，三氟甲磺酸锌的浓度为1～4mol/L；三维惰性阳离子添加剂的浓度为0.2～1mol/L。
3.根据权利要求1所述的抑制锌金属电池负极粉化的电解液，其特征在于，三维惰性阳离子添加剂包括咪唑类盐、吡啶类盐、吡咯类盐、季铵类盐和季鏻类盐。
4.根据权利要求3所述的抑制锌金属电池负极粉化的电解液，其特征在于，所述咪唑类盐为1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐或1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐；
5.根据权利要求4所述的抑制锌金属电池负极粉化的电解液，其特征在于，当三维惰性阳离子添加剂采用1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐时，1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐的浓度为0.5mol/L。
6.根据权利要求1所述的抑制锌金属电池负极粉化的电解液，其特征在于，电解液的配置方法是：先将三氟甲磺酸锌和去离子水均匀混合溶解后，再加入三维惰性阳离子添加剂，溶解后得到
7.一种负极无粉化的锌金属电池，其特征在于，该电池包括正极、负极、隔膜和权利要求1-6任一所述抑制锌金属电池负极粉化的电解液。
8.根据权利要求7所述的负极无粉化的锌金属电池，其特征在于，正极活性物质采用钒系材料，包括五氧化二钒和氢氧化钒钾；
9.根据权利要求7所述的负极无粉化的锌金属电池，其特征在于，负极采用锌片或锌箔，厚度为10～100μm。
10.根据权利要求7所述的负极无粉化的锌金属电池，其特征在于，隔膜采用玻璃纤维膜。
...【技术特征摘要】
1.一种抑制锌金属电池负极粉化的电解液，其特征在于，该电解液由三氟甲磺酸锌、三维惰性阳离子添加剂和去离子水组成。
2.根据权利要求1所述的抑制锌金属电池负极粉化的电解液，其特征在于，三氟甲磺酸锌的浓度为1～4mol/l；三维惰性阳离子添加剂的浓度为0.2～1mol/l。
3.根据权利要求1所述的抑制锌金属电池负极粉化的电解液，其特征在于，三维惰性阳离子添加剂包括咪唑类盐、吡啶类盐、吡咯类盐、季铵类盐和季鏻类盐。
4.根据权利要求3所述的抑制锌金属电池负极粉化的电解液，其特征在于，所述咪唑类盐为1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐或1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐；
5.根据权利要求4所述的抑制锌金属电池负极粉化的电解液，其特征在于，当三维惰性阳离子添加剂采用1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲...
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