[发明专利]一种二次电池用的电解液及含有其的二次电池

说明书

本发明公开了一种二次电池用的电解液，包括锌盐和溶剂，所述溶剂为有机溶剂并包括醚类溶剂，还公开了一种含有上述电解液的二次电池。本发明的电解液，一方面，在空气中可以稳定存在，与传统水溶液电解液相比，能够避免电极的溶解，消除金属锌被腐蚀的问题，利于贮存；另一方面，与其它有机电解液(如基于酯类溶剂的含锌电解液)相比，醚类电解液的离子传导能力和粘度均更具优势，如高度的热稳定性，不易挥发等特性。特别需要指出的是，醚类电解液不易受到超氧自由基的亲核进攻，因此采用醚类电解液组配的锌二次电池具有更好的循环稳定性能，且在空气中组装的锌二次电池的性能也不受影响，从而可极大地降低加工成本。

技术领域

本发明涉及二次电池领域，具体涉及一种二次电池用的电解液及含有其的二次电池。

背景技术

众所周知，锂离子电池是目前最先进的二次电源，具有能量密度高、无记忆效应、自放电小等优点，在人们的日常生活中得到了广泛应用，然而由于锂资源的匮乏、高昂的生产成本、以及使用过程中存在的安全隐患等原因，严重限制了其在规模化储能领域的应用，为此，发展低成本、安全、绿色的新型储能器件成为一项十分迫切的课题。

目前，科研人员从经济角度出发，相继研发出包括钠离子、铝离子、镁离子、锌离子等一系列价格低廉的作为替代的二次电池，其中，锌离子电池的发明几乎满足一个大规模储能器件的所有要求，即高容量、成本低、无污染、高安全性，因此具有良好的应用前景。

当前的锌离子电池以水系电池为主，其主要由含有锌离子的中性或弱酸性水溶液的电解液、锌或锌合金的负极，以及对锌具有合适电位且能够自由地嵌入和脱出锌离子的电极材料的正极组成，与有机电解液体系的相比，具有制备工艺简单、电导率高、不易起火等诸多优点，不足之处在于，实际使用过程中，其电极材料容易在水溶液中发生溶解，特别是锌的自腐蚀问题，这两个因素直接导致水系锌离子电池贮存性能差、使用寿命短，难以实现实用化；而有机电解液体系的锌离子电池，制备工艺复杂，生产成本和条件要求高，产品稳定性能差，尤其是循环稳定性能有待提高。

发明内容

为克服现有技术存在的上述不足，本发明提供一种循环稳定性好的二次电池用的电解液，其可通过以下技术方案实现：一种二次电池用的电解液，包括锌盐和溶剂，所述溶剂为有机溶剂并包括醚类溶剂。

优选的，所述锌盐为含结晶水的锌盐。

优选的，所述锌盐包括六水合高氯酸锌。

优选的，所述醚类溶剂包括乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚和四乙二醇二甲醚中的一种或几种。

优选的，所述锌盐的浓度为0.1～2.5mol/L；进一步优选为0.5～2mol/L，以该方式实施更有利于提高电化学性能。

本发明的电解液，一方面，在空气中可以稳定存在，与现有水溶液电解液相比，能够避免电极的溶解，消除金属锌被腐蚀的问题，利于贮存；另一方面，与其它有机电解液(如基于酯类溶剂的含锌电解液)相比，醚类电解液的离子传导能力和粘度均更具优势，如高度的热稳定性，不易挥发等特性。特别需要指出的是，醚类电解液不易受到超氧自由基的亲核进攻，因此采用醚类电解液组配的锌二次电池具有更好的循环稳定性能，且在空气中组装的锌二次电池的性能也不受影响，从而可极大地降低加工成本。

本发明还提供一种二次电池，包括正极、负极和电解液，所述电解液为上述的二次电池用的电解液。

优选的，所述正极包括金属氧化物、金属硫化物或碳材料中的至少一种。

优选的，所述金属氧化物包括钒氧化物或二氧化锰。

优选的，所述负极包括锌片、锌粉和含锌合金中的至少一种。