[发明专利]一种可充电锰离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种可充电锰离子电池，包括正极、负极、设置于所述正极及所述负极之间的隔离膜以及设置于所述隔离膜与所述正极之间、所述隔离膜与所述负极之间的电解质，其特征在于，所述负极包括负极活性材料，所述负极活性材料包括锰元素，所述电解质包括可溶性锰盐，所述正极包括正极活性材料，所述正极活性材料包括可吸藏和释放锰离子的材料，所述可吸藏和释放锰离子的材料包括锰基材料，所述锰基材料包括以三价锰为主的氧化物及其它们的水合物水合物、以四价锰为主的水合物。

2.如权利要求1所述的可充电锰离子电池，其特征在于，所述负极活性材料中锰元素含量为10~100%。

3.如权利要求1所述的可充电锰离子电池，其特征在于，所述电解质浓度介于0.1mol/L-饱和浓度之间， pH介于6-8之间。

4.如权利要求1所述的可充电锰离子电池，其特征在于，所述正极包括正极集流体及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所述正极活性材料。

5.如权利要求4所述的可充电锰离子电池，其特征在于，所述正极活性材料层中还含有电子导电剂和粘结剂，其中，所述电子导电剂包括石墨、碳黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维、多孔碳、石墨烯或碳纳米管中的至少一种，添加量为正极活性材料质量的50%以下；所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、SBR橡胶、聚烯烃类中的至少一种，添加量为正极活性材料质量的20%以下。

6.如权利要求1所述的可充电锰离子电池，其特征在于，所述锰离子可在所述正极活性材料的晶格内进行可逆的嵌入和脱出，以所述正极活性材料质量计算，所述正极活性材料储存锰离子的容量不小于100mAh/g。

7.如权利要求4所述的可充电锰离子电池，其特征在于，所述正极集流体包括铝、铜、铁、锡、锌、镍、钛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。

8.如权利要求1所述的可充电锰离子电池，其特征在于，所述负极包括负极集流体及设置在所述负极集流体上的负极活性材料层，所述负极活性材料层包括所述负极活性材料。

9.如权利要求8所述的可充电锰离子电池，其特征在于，所述负极活性材料为纯金属锰或锰的合金。

10.如权利要求9所述的可充电锰离子电池，其特征在于，所述负极活性材料呈片状、膜状或膏状。

11.如权利要求10所述的可充电锰离子电池，其特征在于，当所述负极活性材料选用膜状或膏状材料时，所述负极集流体包括铝、铜、铁、锡、锌、镍、钛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。

12.如权利要求8所述的可充电锰离子电池，其特征在于，所述负极活性材料层中还包含电子导电剂、粘结剂或具有特定功能的添加剂，所述电子导电剂包括石墨、碳黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维、多孔碳、石墨烯或碳纳米管，所述电子导电剂的添加量为负极活性材料质量的50%以下；所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、SBR橡胶、聚烯烃类中的至少一种，所述粘结剂的添加量为负极活性材料质量的20%以下；所述添加剂包括缓腐剂，所述缓腐剂用包括铟的氧化物、铟的氢氧化物或金属铜，所述缓腐剂的添加量为负极活性材料质量的1%以下。

13.如权利要求1所述的可充电锰离子电池，其特征在于，所述电解质中可溶性锰盐为氯化锰、硝酸锰、醋酸锰、草酸锰、硫酸锰或高氯酸锰。

14.如权利要求13所述的可充电锰离子电池，其特征在于，所述电解质中还包含添加剂，所述添加剂包括硫酸铵、磷酸或二氧化硒，所述添加剂在所述电解质中的质量分数为0.1-20%。