[发明专利]一种锌有机电池及应用

说明书

本发明公开了一种锌有机电池及其应用，属于电池领域，具有一个容器，容器内包含正极活性物质、正极集流体、有机溶剂、锌负极、水性电解液，有机溶剂与水性电解液不混溶，因为密度不同在重力作用下分层；正极活性物质具备氧化还原活性，具有氧化态和还原态两种形态，两种形态之间可以通过电化学反应可逆转化；如果正极活性物质本身为液态，且难溶于水性电解液，则可以省去有机溶剂，即正极活性物质自身兼作有机溶剂，和水性电解液分层；锌负极的主要成分为锌，浸润在水性电解液中，与有机溶剂不接触；水性电解液为含有锌盐的水溶液。本发明电池循环寿命高、安全性高，制备成本低，能作为大型可充电电池，满足大规模储能的应用。

技术领域

本发明属于电池领域，更具体地，涉及一种锌有机电池及应用。

背景技术

新能源，如太阳能和风能的有效利用，是解决人类能源问题的希望所在。而太阳能、风能具有间歇性、波动性、随机性的特点，无法保证与人们的用电需求在时间做到匹配，所以需要储能技术将太阳能、风能发出的电能储存起来，在需要的时候再释放。

储能技术中，储能电池技术具有能量效率高、不受地域限制等优势，成为了世界各国的重点发展对象。

用作电网储能的电池，其性能要求与其他可充电电池有较大的区别，要求成本低、易于大规模生产、循环寿命长、无环境污染以及安全可靠，而对能量密度的要求却并不高。目前已在尝试进行电网储能应用的电池包括：铅酸电池、锂离子电池、液流电池、高温钠硫电池、液态金属电池等，但都存在成本仍然偏高、寿命不够达标、回收利用困难、存在安全隐患等问题，无法满足电网储能应用的需求。

鉴于现有技术的以上缺陷和改进需求，需要开发一种新型的电池。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种新型电池，其目的在于，以极低的制造成本实现高循环寿命、高安全性的大型可充电电池，满足大规模储能的应用。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供一种锌有机电池，具有一个容器，容器内包含正极活性物质、正极集流体、有机溶剂、锌负极和水性电解液，其中，

所述有机溶剂与水性电解液不混溶，两者密度不同，能在重力作用下分层；

所述正极活性物质氧化态在所述有机溶剂中的溶解度大于在所述水性电解液中的溶解度；

按照本发明的另一个方面，还提供一种锌有机电池，具有一个容器，容器内包含正极活性物质、正极集流体、锌负极和水性电解液，其中，

所述正极活性物质本身为液态，且难溶于水性电解液，正极活性物质与水性电解液密度不同，能在重力作用下分层；

对于以上两个方面，所述的正极活性物质具备氧化还原活性，具有氧化态和还原态两种形态，两种形态之间能通过电化学反应发生逆转化，氧化态和还原态两种形态的摩尔比不同对应不同的电池荷电状态，氧化态含量高时，电池处于高荷电状态，还原态含量高时，对应低荷电状态；

所述正极集流体用于收集正极处的电流；

所述锌负极中执行负极功能为材料锌，锌负极浸润在水性电解液中，且与有正极活性物质不接触；

所述水性电解液为含有锌盐的水溶液。

进一步的，所述正极活性物质选自以下四种中的一种：

第一种，卤素，氧化态为卤素单质或三个卤素原子形成的阴离子，还原态为其离子，包括Br₂/Br^-，I₂/I^-，Br₃^-/Br^-，I₃^-/I^-；