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[發(fā)明專利]一種用于鋅空氣電池的堿性離子液體電解液無效

專利信息
申請(qǐng)?zhí)枺?/td> 201210003656.X 申請(qǐng)日: 2012-01-06
公開(公告)號(hào): CN102544636A 公開(公告)日: 2012-07-04
發(fā)明(設(shè)計(jì))人: 張鎖江;蔡迎軍;常嵩;張亮 申請(qǐng)(專利權(quán))人: 中國(guó)科學(xué)院過程工程研究所
主分類號(hào): H01M12/06 分類號(hào): H01M12/06
代理公司: 暫無信息 代理人: 暫無信息
地址: 100190 *** 國(guó)省代碼: 北京;11
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摘要:
搜索關(guān)鍵詞: 一種 用于 空氣 電池 堿性 離子 液體 電解液
【說明書】:

技術(shù)領(lǐng)域

發(fā)明涉及一種用于鋅空氣電池的堿性離子液體電解液。

背景技術(shù)

鋅空氣電池的發(fā)明已經(jīng)有上百年的歷史,它具有能量大、容量大、能量高、工作電壓平穩(wěn)、使用壽命長(zhǎng)、性能穩(wěn)定、無毒無害、安全可靠、沒有爆炸隱患、資源豐富、成本低廉等諸多優(yōu)點(diǎn),是非常優(yōu)秀的儲(chǔ)能材料。1995年以色列電燃料(Electric?Fuel)有限公司首次將鋅空氣電池用于EV(電動(dòng)汽車)上,使得鋅空氣電池進(jìn)入了實(shí)用化階段。美國(guó)Dreisback?Electromotive公司以及德國(guó)、法國(guó)、瑞典、荷蘭、芬蘭、西班牙和南非等多個(gè)國(guó)家也都在EV上積極地推廣應(yīng)用鋅空氣電池。

鋅空氣電池(zinc?air?battery),用活性炭吸附空氣中的氧或純氧作為正極活性物質(zhì),以鋅為負(fù)極,以氯化銨或苛性堿溶液為電解質(zhì)的一種原電池。但是,鋅空氣電池目前存在爬堿漏液的問題,長(zhǎng)期存放過程中會(huì)發(fā)生自放電而影響電池的性能。

離子液體(也稱為室溫離子液體或低溫熔融鹽),是由陰陽(yáng)離子組成的、在室溫或室溫附近溫度下呈液態(tài)的鹽類。近年來,離子液體作為綠色溶劑,在電化學(xué)方面受到了廣泛重視。離子液體具有下列特點(diǎn):(1)粘度密度大,幾乎沒有蒸汽壓,不揮發(fā),材料相容性好;(2)熱穩(wěn)定性好,電導(dǎo)率高,電化學(xué)窗口寬;(3)設(shè)計(jì)陰陽(yáng)離子可調(diào)節(jié)其它物質(zhì)在離子液體中的溶解性。(4)作為電解液,既可以起溶劑作用,又可以起電解質(zhì)的作用。由于離子液體本身的特性,使其能夠大幅度改善鋅空氣電池的爬堿漏液?jiǎn)栴}。同時(shí)離子液體幾乎不揮發(fā),是一種更為綠色環(huán)保的電解液。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于使用堿性離子液體完全或者部分替代傳統(tǒng)的堿溶液作為鋅空氣電池電解液,從而克服現(xiàn)有技術(shù)中使用堿溶液作為電解液存在的爬堿漏液的缺點(diǎn),提供一種性能優(yōu)良的新型電解液。

本發(fā)明提供的一種鋅空氣電池電解液,其特征在于:電解液含有堿性離子液體。所述堿性離子液體主要包括三種類型:一種為能夠接受質(zhì)子的離子液體為B型堿性離子液體;一種而能夠給出電子對(duì)的離子液體為L(zhǎng)型堿性離子液體;一種以酸堿質(zhì)子理論及酸堿電子理論為基礎(chǔ)的Lewis/復(fù)合堿性離子液體。

所述堿性離子液體陽(yáng)離子包括,哌啶離子、吡咯離子、咪唑離子、季胺離子、季膦離子、氨基酸酯離子、胍離子。

所述的堿性離子液體陽(yáng)離子中的部分基團(tuán)可以被碳原子數(shù)為1~6的烯基或酰基取代。

所述的B型堿性離子液體陰離子選自以下基團(tuán):CO32-、OH、HSO4、H2PO4

所述的L型堿性離子液體陰離子選自以下基團(tuán):乳酸根、羧酸根、二氰胺根、溴基或氟基。

本發(fā)明可以由堿性離子液體與水混合作為鋅空氣電池的電解液,其中堿性離子液體的含量為0-80%。

或者由堿性離子液體與20%-50%的氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液混合作為鋅空氣電池的電解液,其中堿性離子液體的含量為0-20%。

本發(fā)明的電解液可與電芯組合用于鋅空氣電池中。

本發(fā)明的有益效果是:在使用堿性離子液體完全或者部分替代傳統(tǒng)的堿溶液,作為鋅空氣電池電解液。能夠有效地降低鋅空氣電池存在的爬堿漏液的問題,提高電池的壽命和電池性能。

具體實(shí)施方式

本項(xiàng)發(fā)明將結(jié)合以下實(shí)例進(jìn)一步說明,但并不僅限于下述實(shí)施例,在不脫離前后所述宗旨的范圍內(nèi),變化實(shí)施都包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍之內(nèi)。

實(shí)施例1

電解液氫氧化1-丁基-3-甲基咪唑離子液體的合成

分別取0.5mol[bmim]Br、0.5mol氫氧化鉀,加入100ml的無水二氯甲烷作溶劑,室溫條件下進(jìn)行磁力攪拌10h,將生成的沉淀過濾后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑,用乙醚洗滌離子液體若干次,再真空干燥除水得堿性離子液體[bmim]OH。

實(shí)施例2

電解液氫氧化1-甲基-3-(2-(1’-哌啶基))乙基咪唑離子液體的合成

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