[发明专利]一种基于钙离子的二次电池及其制备方法

权利要求书

1.一种基于钙离子的二次电池，其特征在于，包括：

正极，包括正极集流体和设置在所述正极集流体上的正极活性材料层，所述正极活性材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料为天然石墨、人造石墨、球形石墨、中间相碳微球石墨、天然石墨和人造石墨的混合物、或天然石墨和中间相碳微球石墨的混合物；

电解液，包括钙盐和非水溶剂，所述钙盐为六氟磷酸钙、四氟硼酸钙、三氟甲磺酸钙、或六氟磷酸钙和四氟硼酸钙的混合物，所述非水溶剂为碳酸亚乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合物，或碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合物，所述电解液浓度为0.8mol/L或4mol/L；

负极，包括金属箔片，所述金属箔片同时作为负极集流体和负极活性材料；所述金属箔片为锡箔、铝锡合金或铜锡合金；

以及隔膜，所述隔膜介于所述正极与所述负极之间。

2.如权利要求1所述的基于钙离子的二次电池，其特征在于，所述正极集流体的材质包括铝、铜、铁、锡、锌、镍、钛、锰中的任意一种，或含有至少一种上述金属元素的合金，或含有至少一种上述金属元素的复合材料。

3.如权利要求1所述的基于钙离子的二次电池，其特征在于，所述电解液中还包括添加剂，所述添加剂包括酯类、砜类、醚类、腈类和烯烃类有机添加剂中的一种或多种，所述添加剂在所述电解液中的质量分数为0.1％-20％。

4.如权利要求3所述的基于钙离子的二次电池，其特征在于，所述添加剂包括氟代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、1,3-丙磺酸内酯、1,4-丁磺酸内酯、硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、二甲基亚硫酸酯、二乙基亚硫酸酯、氯代甲酸甲脂、二甲基亚砜、苯甲醚、乙酰胺、二氮杂苯、间二氮杂苯、12-冠醚-4、18-冠醚-6、4-氟苯甲醚、氟代链状醚、二氟代甲基碳酸乙烯酯、三氟代甲基碳酸乙烯酯、氯代碳酸乙烯酯、溴代碳酸乙烯酯、三氟乙基膦酸、溴代丁内酯、氟代乙酸基乙烷、磷酸酯、亚磷酸酯、磷腈、乙醇胺、碳化二甲胺、环丁基砜、1,3-二氧环戊烷、乙腈、碳酸钠、碳酸钙、二氧化碳、二氧化硫、碳酸锂中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的基于钙离子的二次电池，其特征在于，所述隔膜为绝缘的多孔聚合物薄膜或无机多孔薄膜。

6.一种基于钙离子的二次电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供正极集流体，在所述正极集流体上制备正极活性材料层，干燥、压制后裁切成所需尺寸，得到正极；所述正极活性材料层包括正极活性材料，所述正极活性材料为天然石墨、人造石墨、中间相碳微球石墨、天然石墨和人造石墨的混合物、或天然石墨和中间相碳微球石墨的混合物；

将金属箔片裁切成所需的尺寸，经表面清洗、干燥后，得到负极；所述金属箔片同时作为负极集流体和负极活性材料；所述金属箔片为锡箔、铝锡合金或铜锡合金；

提供电解液和隔膜，所述电解液包括钙盐和非水溶剂，在惰性气体及无水环境下，将所述负极、隔膜、正极依次紧密堆叠，加入所述电解液使所述隔膜完全浸润，然后将上述堆叠部分封装入电池壳体，得到基于钙离子的二次电池，所述钙盐为六氟磷酸钙、四氟硼酸钙、三氟甲磺酸钙、或六氟磷酸钙和四氟硼酸钙的混合物，所述非水溶剂为碳酸亚乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合物，或碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合物，所述电解液浓度为0.8mol/L或4mol/L。