[发明专利]一种水系锌碘二次电池正极材料及其正极和水系锌碘二次电池

权利要求书

1.一种水系锌碘二次电池正极材料，其特征在于：以质量百分含量表示，所述正极材料包括粘结剂5～15%、导电剂5～30%和正极活性材料55～90%；

所述粘结剂为聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠或聚丙烯酸；所述导电剂为Super P导电剂、乙炔黑、石墨、石墨烯、氧化石墨烯和碳纳米管中的至少一种；所述正极活性材料为阴离子交换纤维/树脂与碘的复合材料；所述阴离子交换纤维/树脂与碘的复合材料中碘所占的质量分数为20～60%；

所述阴离子交换纤维/树脂与碘的复合材料是通过以下方法制备而成：将阴离子交换纤维/树脂与碘按照质量比1：0.5～2在水中进行混合，水的加入量为两种物质总量的10～50倍，然后在25～60℃条件下浸泡1～12h，浸泡后采用真空泵进行抽滤，并用蒸馏水和乙醇依次洗涤，洗涤后所得产物在50～80℃条件下真空干燥1～12h，干燥后得到阴离子交换纤维/树脂与碘的复合材料；

所述阴离子交换纤维/树脂为聚丙烯腈基阴离子交换纤维/树脂、苯乙烯基或接枝苯乙烯基阴离子交换纤维/树脂、丙烯酸基阴离子交换纤维/树脂、聚苯硫醚基阴离子交换纤维/树脂、聚苯并咪唑基阴离子交换纤维/树脂、聚四氟乙烯基阴离子交换纤维/树脂、纤维素基阴离子交换纤维/树脂和壳聚糖基阴离子交换纤维/树脂中的任一种；所述阴离子交换纤维/树脂中的官能团为伯胺基、仲胺基、叔胺基和季铵基中的至少一种；

所述碘为碘固体、碘化钾、碘化氢或多碘化钾。

2.一种包含权利要求1所述正极材料的正极，其特征在于：所述正极是将权利要求1所述正极材料涂覆在集流体上制备而成。

3.根据权利要求2所述的正极，其特征在于：所述集流体为钛箔、钛网、钢网、钢箔、碳布或碳纸。

4.一种权利要求2所述正极的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

a、按照权利要求1所述正极活性材料、导电剂和粘结剂的配比比例进行配料，将配制的三种物料进行研磨混合，混合后加入N-甲基吡咯烷酮或者蒸馏水搅拌均匀，得到正极材料浆液；

所述N-甲基吡咯烷酮或者蒸馏水的加入量占三种物料总重量的10～40%；

b、将步骤a所得正极材料浆液涂覆在集流体上，经干燥、辊压、裁剪后得到正极。

5.一种包含权利要求2所述正极的水系锌碘二次电池。

6.根据权利要求5所述的水系锌碘二次电池，其特征在于：所述电池还包括负极、隔膜和电解液；所述隔膜位于所述正极和负极之间，按照正极、隔膜和负极的次序堆叠成类似三明治结构；所述电解液为锌的可溶性盐，作为离子传输载体，在对电池进行封装时被加入电池中，电解液的加入量为10～100ul/mg碘。

7.根据权利要求6所述的水系锌碘二次电池，其特征在于：所述隔膜为玻璃纤维隔膜、滤纸或阳离子交换膜；所述锌的可溶性盐为硫酸锌、醋酸锌或硝酸锌；所述锌的可溶性盐在电解液中的浓度为0.5～5M；所述负极为锌箔、锌片、锌粉或电沉积锌。