[发明专利]一种有机型锌离子二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，尤其涉及一种有机型锌离子二次电池。

背景技术

目前，现有的锌离子电池是一种可重复充放电的二次离子电池，具有安全环保及低成本的特点，在电子、通信，能源等许多领域具有非常高的潜在应用价值。

但现有技术在制备锌离子电池过程中，使用水溶液作为电解液，在循环过程中锌离子会沉积在锌电极上而使得锌电极钝化，同时形成的锌枝晶会穿透隔膜而造成电池短路；另外水电解液易析氢，产生电池胀气现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种有机型锌离子二次电池，该电池具有高容量密度，高功率密度，和优良循环稳定性等特点，可广泛应用于电子、通信，交通运输等不同领域。

一种有机型锌离子二次电池，所述电池包括正极、负极、介于两者之间的隔膜、具有离子导电性的电解质以及表面活性剂，其中：

所述正极采用的活性材料包括黑磷、黑磷与石墨、石墨烯、碳纳米管或炭的复合物、磷烯、磷烯与石墨之中的一种或多种；

所述负极采用的活性材料包括以锌元素为主的单质、化合物或复合物；

所述具有离子导电性的电解质包括以锌的可溶性盐为溶质，有机溶剂为溶液的液态或凝胶态材料；

所述表面活性剂包括离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂及其混合物。

所述正极还包括集流体，所述集流体由各种金属箔或高导电性的碳材料制成。

所述正极采用的活性材料进一步由正极活性材料、导电剂和粘结剂组成，其中：

所述导电剂包括石墨、乙炔黑、炭黑、碳纤维、石墨烯和碳纳米管中的一种或几种，且添加量在所述正极活性材料总重量的30％以下；

所述粘结剂包括聚四氟乙烯、聚偏四氟乙烯、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸和环糊精中的一种或几种，且添加量在所述正极活性材料总重量的30％以下。

在所述具有离子导电性的电解质中：

所述锌的可溶性盐包括硫酸锌、氯化锌、磷酸锌、硝酸锌、乙酸锌及硝酸锌中的一种或几种。

在所述具有离子导电性的电解质中：

所述有机溶剂包括N,N’-二甲基甲酰胺、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、四氢呋喃、乙腈、二氯甲烷、二氯乙烷、二氯丙烷、三氯甲烷、三氯乙烷、四氢呋喃、二苯醚中的一种或几种。

所述电池做成圆柱型、方型或扣式电池。

所述电池做成刚性或柔性电池。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，上述电池具有高容量密度，高功率密度，和优良循环稳定性等特点，可广泛应用于电子、通信，交通运输等不同领域。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例所提供有机型锌离子二次电池的结构示意图；

图2为本发明实施例所制备锌离子二次电池的循环伏安曲线图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例通过使用单质磷或磷化物作为锌离子电池正极，制备成具有高容量密度、高功率密度及优良循环性的新型有机型锌离子电池。下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例所提供有机型锌离子二次电池的结构示意图，所述电池包括正极1、负极2、介于两者之间的隔膜3、具有离子导电性的电解质4以及表面活性剂5，其中：

所述正极1采用的活性材料包括黑磷、黑磷与石墨、石墨烯、碳纳米管或炭的复合物、磷烯、磷烯与石墨之中的一种或多种；

所述负极2采用的活性材料包括以锌元素为主的单质、化合物或复合物；

所述具有离子导电性的电解质4包括以锌的可溶性盐为溶质，有机溶剂为溶液的液态或凝胶态材料；

所述表面活性剂5包括离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂及其混合物。具体可包括十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、司盘类表面活性剂、吐温类表面活性剂、聚氧乙烯型表面活性剂或聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物类表面活性剂等。

另外，在具体实现中，所述正极进一步还可以包括集流体，所述集流体由各种金属箔或高导电性的碳材料制成。