聚合物可充电锌离子电池制造技术

一种聚合物可充电锌离子电池，正极为以二氧化锰材料为主的材料，负极为以锌元素为主的材料，电解质为锌的可溶性盐直接溶解、悬浮在胶冻状的高分子聚合物中。本发明专利技术可充电锌离子电池具有不易漏液、储存时间长、活性物质利用率高等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属电池
，具体涉及ー种聚合物可充电锌离子电池。
技术介绍
相比较一次电池，二次电池能重复多次进行充放电循环，能充分利用原材料，故其更经济实用，同时二次电池还可极大缓解由废弃一次电池带来的污染。现有可充电锌离子电池是用锌可溶性盐的水溶液为电解液,然而使用水溶液做电解液对电池的密封性要求较高，如果电池密封性较差时会发生出水漏液和氧化结晶，造成电池性能下降。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有可充电锌离子电池对密封性要求较高，容易发生漏液和氧化结晶而导致电池性能下降。为此，本专利技术提出了一种聚合物可充电锌离子电池，它由正极、负极、介于两者之间的隔离膜以及含有阴阳离子并具有离子导电性的电解质组成，其中，所述负极采用以锌元素为主的活性材料，正极活性材料为ニ氧化锰，所述电解质是以锌的可溶性盐直接溶解、悬浮在胶冻状的高分子聚合物中的凝胶态材料。所述高分子聚合物优选采用纤维素类物、聚丙烯酰胺类物和聚こ烯醇高分子材料。其中，纤维素类物优选甲基纤维素、こ基纤维素、羧甲基纤维素等，聚丙烯酰胺类物可选择ー种或以上的非离子、阴离子、阳离子或两性聚丙烯酰胺。所述电解质优选如下电解质以质量计，电解质由0.2% 5% 纤维素类物、O. 01% O. 05%聚こ烯醇、0. 1% O. 3%聚丙烯酰胺类物、25% 40%锌的可溶性盐、以及余量的水组成。所述锌的可溶性盐可以采用硝酸锌、硫酸锌或氯化锌等锌的无机盐。所述负极可以是纯金属锌或锌的合金。所述负极还可以采用如下结构负极包括集流体和集流体上的以锌粉末为主的活性材料，该活性材料是用锌粉和粘结剂制成的膜状材料。进ー步，还可在负极活性材料中添加电子导电剂，电子导电剂可以采用石墨、碳黑、こ炔黑、炭纤维或炭纳米管，添加量为负极膜质量的50%以下。负极活性材料中的粘结剂可以采用聚四氟こ烯、水溶性橡胶、聚偏四氟こ烯或纤维素，添加量最好为负极膜质量的50%以下。正极除了所述正极活性材料外，还包括电子导电剂和粘结剂，其中，电子导电剂可以为石墨、碳黑、こ炔黑、炭纤维或炭纳米管，添加量为正极膜质量的50%以下；粘结剂可以为聚四氟こ烯、水溶性橡胶、聚偏四氟こ烯或纤维素，添加量为正极膜质量的20%以下。本专利技术可充电锌离子电池由于采用高粘度凝胶态电解质，流动性较小，故不会出水漏液，同时，凝胶态物质密度较大，密闭作用强，不易失水，不易发生大面积氧化结晶，因此本专利技术可充电锌离子电池具有不易漏液、储存时间长的特点。另ー方面，由于电解质采用凝胶态材料，可降低电池的密闭要求，从而能简化电池的生产エ艺。附图说明图I为实施例I制得的电池Cell I在100 mA g—1恒电流下的充放电曲线。图2为实施例2制得的电池Cell 2在100 mA g—1恒电流下的充放电曲线。图3为实施例3制得的电池Cell 3在100 mA g—1恒电流下的充放电曲线。具体实施例方式下面结合实施例和附图对本专利技术做进ー步说明。实施例I : 将ニ氧化锰、导电剂こ炔黑和粘结剂PVDF (聚偏四氟こ烯)按质量比7 2 1搅拌混合后涂覆于不锈钢箔上，剪裁成一定大小，于真空中烘干制得电极片I。以电极片I为正扱，以O. Imm厚的锌箔为负极，电解质具体质量配比为甲基纤维素O. 2%、聚こ烯醇O. 01%、分子量为I万的阴离子聚丙烯酰胺O. 1%、硫酸锌25%、余量为水，组装成可充电锌离子电池，记为Cell I。经测试，Cell I在100 mA g-1恒电流下的充放电曲线见图I。实施例2: 以实施例I制得的电极片I为正扱，以O. Imm厚锌箔为负极，电解质具体质量配比为こ基纤维素5%、聚こ烯醇O. 05%、分子量为5千的阳离子聚丙烯酰胺O. 3%、硝酸锌40%、余量为水，组装成可充电锌离子电池，记为Cell 2。经测试，Cell 2在100 mA g—1恒电流下的充放电曲线见图2。实施例3: 将锌粉、导电剂こ炔黑和粘结剂PVDF按质量比8:1:1搅拌混合后涂覆于不锈钢箔上，剪裁成一定大小，于真空中烘干制得电极片2。以实施例I制得的电极片I为正极，以电极 片2为负扱，电解质具体重量配比为甲基纤维素3%、聚こ烯醇O. 03%、分子量为3万的非离子聚丙烯酰胺0.2%、硫酸锌30%、余量为水，组装成可充电锌离子电池，记为Cell 3。经测试，Cell 3在100 mA g—1恒电流下的充放电曲线见图3。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚合物可充电锌离子电池，由正极、负极、介于两者之间的隔离膜以及含有阴阳离子并具有离子导电性的电解质组成，其特征在于所述负极采用以锌元素为主的活性材料，正极活性材料为ニ氧化锰，所述电解质是以锌的可溶性盐直接溶解、悬浮在胶冻状的高分子聚合物中的凝胶态材料。2.根据权利要求I所述的锌离子电池，其特征在于所述高分子聚合物为纤维素类物、聚丙烯酰胺类物和聚こ烯醇高分子材料。3.根据权利要求2所述的锌离子电池，其特征在干以质量计所述电解质由O.2% 5%纤维素类物、O. 01% O. 05%聚こ烯醇、0.1% O. 3%聚丙烯酰胺类物、25% 40%锌的可溶性盐、以及余量的水组成。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：康飞宇，徐成俊，李宝华，杜鸿达，
申请(专利权)人：清华大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：