[发明专利]一种水系锌离子电池及其正极材料的制备方法

权利要求书

1.一种水系锌离子电池，其特征在于，包括正极、负极和可循环式电解液，所述正极为碳包覆锰酸锂、碳包覆磷酸铁锂中的一种，负极为黄铜网，可循环式电解液包括溶剂、溶质、添加剂以及循环装置，所述溶剂为去离子水，溶质包含可溶性锌盐、锂盐和锰盐。

2.根据权利要求1所述的水系锌离子电池用的正极材料的制备方法，其特征在于，所述正极中活性材料的制备方法，包括以下步骤：

a.取适量磷酸铁锂或锰酸锂置于管式炉中，在氩气氛围中以3～6℃/min的升温速率加热至600～650℃，然后通入20％体积分数的乙炔气体，同时调节氩气体积分数为80％，保温0.5～1.5h；

b.保温过程结束后切断气体碳源，并保持氩气气氛直至管式炉降至室温，收集产物即为碳包覆锰酸锂或碳包覆磷酸铁锂正极活性材料。

3.根据权利要求1所述的水系锌离子电池，其特征在于，所述正极包括集流体和附着在集流体上的正极膜，所述正极膜包括90～94wt％的碳包覆磷酸铁锂或碳包覆锰酸锂，2～5wt％的导电剂，1～5wt％的粘结剂。

4.根据权利要求1所述的水系锌离子电池，其特征在于，所述负极为黄铜网，其中网的目数为200～500目，黄铜网中铜的含量比为60～70wt％，锌的含量比为30～40wt％。

5.根据权利要求3所述的水系锌离子电池，其特征在于，所述导电剂为乙炔黑或科琴黑，粘结剂为聚四氟乙烯或聚偏四氟乙烯或纤维素；所述集流体为200目304不锈钢网或涂炭不锈钢网。

6.根据权利要求3所述的水系锌离子电池，其特征在于，所述正极的制备方法为：将碳包覆磷酸铁锂或碳包覆锰酸锂、导电剂、粘结剂均匀混合制浆后，涂覆在集流体上，然后置于真空干燥箱80℃干燥10～15h。

7.根据权利要求4所述的水系锌离子电池，其特征在于，所述负极的制备方法为：将黄铜网置于丙酮中超声清洗8-12min，然后浸入乙醇中清洗8-12min，干燥后置于管式炉中，在氢氩混合气氛中以3～5℃/min的升温速率加热至300～450℃保温2～3h，降温后得到负极待用。

8.根据权利要求1或5所述的水系锌离子电池，其特征在于，所述循环装置包含塑料储液罐、循环泵和电解液分流器。

9.根据权利要求1所述的水系锌离子电池，其特征在于，所述可溶性锌盐为七水硫酸锌、氯化锌和硝酸锌中的一种；所述锂盐为硝酸锂、一水硫酸锂和氯化锂中的一种；所述锰盐为一水硫酸锰、乙酸锰、硝酸锰和三氟甲烷磺酸锰中一种；所述可溶性锌盐的摩尔浓度为2～3mol/L，所述可溶性锂盐的摩尔浓度为1～3mol/L，所述可溶性锰盐的摩尔浓度为1～2mol/L。

10.根据权利要求1所述的水系锌离子电池，其特征在于，所述电解液添加剂为硫脲，尿素及聚乙烯醇中的一种或几种；锌离子电池具有2个电解液接口，能够实现电解液进出循环、更换、补充。