[发明专利]电解液及电池

说明书

本发明属于电池领域，具体公开了一种电解液。该电解液包括至少一种能够溶解电解质并使所述电解质电离的溶剂；所述电解质包括充放电过程中在正极能够可逆脱出‑嵌入的第一金属离子和充电过程中在负极能够还原沉积为第二金属的第二金属离子；放电过程中第二金属可逆氧化溶解为第二金属离子；所述电解质中的阴离子包括烷基磺酸根离子。本发明还公开了一种电池，其包括含能可逆脱出‑嵌入第一金属离子的正极活性物质的正极、含用于负极充放电的载体的负极、及上述电解液。本发明的电解液可以有效提高第一金属离子和第二金属离子的溶解度、抑制气体的产生、降低电池的自放电；并且在‑20℃下不冻结，具有良好的低温性能。

技术领域

本发明属于电池领域，具体涉及一种电解液及电池。

背景技术

铅酸电池，其出现已超百年，拥有着成熟的电池技术，占据着汽车启动电瓶、电动自行车、UPS等储能领域的绝对市场份额。铅酸电池虽然循环使用寿命较低，能量密度也相对较低，但却拥有价格非常低廉，性价比非常高的优点。因此，近些年来，镍氢电池、锂离子电池、钠硫电池等，均无法在储能领域取代铅酸电池。

新出现了一种离子交换电池。该离子交换电池的工作原理为，正极基于第一金属离子的脱出-嵌入反应，负极基于第二金属离子的沉积-溶解反应，电解液含参与正极脱出-嵌入反应的第一金属离子和参与负极沉积-溶解反应的第二金属离子。该类型电池的理论能量密度为160Wh/Kg，预计实际能量密度可达50～80Wh/Kg。综上所述，该类型电池非常有希望成为替代铅酸电池的下一代储能电池，具有极大的商业价值。

但是，目前该电池的电解液多采用醋酸盐、盐酸盐、硫酸盐等，醋酸盐稳定差，很容易被氧化，产生较大的自放电；盐酸盐腐蚀正极集流体，硫酸盐腐蚀综合性能较好，但对于负极的腐蚀仍然较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种电池的电解液，化学稳定好、能抑制电池腐蚀。

本发明提供了一种用于电池的电解液，所述电解液包括至少一种能够溶解电解质并使所述电解质电离的溶剂；所述电解质包括充放电过程中在正极能够可逆脱出-嵌入的第一金属离子和充电过程中在负极能够还原沉积为第二金属的第二金属离子；放电过程中第二金属可逆氧化溶解为第二金属离子；所述电解质中的阴离子包括烷基磺酸根离子。

优选地，所述烷基磺酸根离子为甲基磺酸根离子。

优选地，所述烷基磺酸根离子的浓度为0.5～12mol/L。

优选地，所述第一金属离子的浓度为1～7mol/L，所述第二金属离子的浓度为1～4mol/L。

优选地，所述第一金属离子为锂离子，所述第二金属离子为锌离子。

优选地，所述溶剂为水或醇。

优选地，所述电解液还包括电解液添加剂，所述电解液添加剂包括铋化合物。

优选地，所述铋化合物为三氧化二铋或硝酸铋。

优选地，所述铋化合物占电解液总重量的0.1～5%。

优选地，所述电解质还包括硫酸根离子、氯离子、醋酸根离子和硝酸根离子中一种或几种。

更优选地，所述硫酸根离子与烷基磺酸根离子的摩尔比为1:21～27:7。

优选地，所述电解液的pH值为3～7。

本发明还提供了一种电池，其包括正极、负极、及电解液；所述正极包括能可逆脱出-嵌入第一金属离子的正极活性物质；所述负极包括用于负极充放电的载体；所述电解液为本发明所提供的电解液。

优选地，所述负极包括负极添加剂，所述负极添加剂包括铋化合物。

优选地，所述铋化合物为三氧化二铋或硝酸铋。