[發明專利]電池

有效

• 申請號: 201210208943.4
• 申請日: 2012-06-25
• 公開（公告）號: CN103515657B
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 陳璞
• 申請（專利權）人: 蘇州寶時得電動工具有限公司;陳璞
• 主分類號: H01M10/36
• 分類號: H01M10/36
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電化學儲能領域，具體涉及一種電池。

背景技術

人類對新能源的廣泛運用，導致了二次電池市場的急速擴大。當前新能源體系中對二次電池的要求無處不在。無論是電動汽車，風能，太陽能并網還是電網調峰，都急需一種廉價，可靠，安全和壽命長的二次電池。目前所發展的二次電池主要集中在鋰離子電池，高溫鈉硫電池，鈉鎳氯電池和釩液流電池。這些電池都具有各自的優點，比如鋰離子電池和高溫鈉硫電池壽命長以及能量密度高，釩液流電池更是理論上具備無限的壽命等。但無論哪種電池，都無法同時滿足廉價，可靠，安全和壽命長的要求。傳統的鋰離子電池過于昂貴，且有安全隱患；高溫鈉硫電池制造技術門檻高，售價昂貴；釩液流電池多項技術瓶頸目前都未能獲得突破等。

為此很多研究者都致力于水系鋰離子電池的研究，希望以此大幅降低鋰離子電池的成本，并提出了一些以LiMn2O4為正極，釩的氧化物例如LiV3O8等為負極、水為電解液的電池，但此類電池容易漏液，不夠安全的同時，也降低了電池的容量，從而使得壽命較短。另外，還不方便搬運和存儲。

發明內容

本發明旨在提供一種安全可靠、壽命較長，且方便搬運和存儲的電池。

本發明提供了一種電池，包括正極、負極和電解液，所述電解液包括電解質和能夠溶解所述電解質并使所述電解質電離的水溶液或者醇溶液中的至少一種；所述電解液還包括使電解液凝膠的二氧化硅。

本發明的有益效果：二氧化硅使電解液成凝膠狀。這樣，電池無論如何放置都不會漏液，從而使得電池安全可靠、壽命較長，方便搬運和存儲。

優選的，所述二氧化硅為由四氯化硅通過氣相法制備的氣相二氧化硅。

優選的，所述二氧化硅由硅酸鹽制備。

優選的，所述硅酸鹽選自硅酸鋁、硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鈣、硅酸磷、硅酸鋁鎂、硅酸鎂鋰中的一種。

優選的，所述電解液凝膠后具有二氧化硅膠粒，所述膠粒的粒徑不大于20nm。

優選的，所述膠粒的粒徑位于10～20nm之間。

優選的，所述膠粒的粒徑位于5～7nm之間。

優選的，所述膠粒具有粒徑位于10～20nm之間的第一組和粒徑位于5～7nm之間的第二組。

優選的，所述膠粒的粒徑小于5nm。

優選的，所述二氧化硅在所述電解液中的重量占比為0.2％～20％。

優選的，所述電解液還包括膠體穩定劑，所述膠體穩定劑選自聚乙烯醇、糊精、甘油、聚乙二醇、聚丙烯酰胺和脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一種。

優選的，所述正極包括正極集流體和參與電化學反應的正極活性物質，所述正極活性物質能夠可逆脫出-嵌入離子；所述負極至少包括負極集流體；所述電解質能夠電離出至少一種充放電過程中在所述負極發生還原-沉積和氧化-溶解的活性離子，所述活性離子包括金屬離子，所述金屬選自Zn、Fe、Cr、Cu、Mn、Ni、Sn中的至少一種。

優選的，所述金屬離子以硫酸鹽、醋酸鹽或硫酸鹽和醋酸鹽的混合物的形式存在于所述電解液中。

優選的，所述正極活性物質能夠可逆脫出-嵌入鋰離子、鈉離子、鋅離子或鎂離子。

具體實施方式

本發明提供的電池不但安全可靠和具有較長的壽命，而且非常方便搬運和存儲，在如手機、筆記本電腦等便攜式電子產品，電動汽車，電動自行車，電動工具等領域具有可觀的應用前景。

本發明揭示了一種電池，電池包括正極，負極和電解液，電解液包括電解質和能夠溶解電解質并使電解質電離的水溶液或者醇溶液中的至少一種；其中，電解液還包括使電解液凝膠的二氧化硅。這樣，使電解液處于凝膠態，電池不會產生漏液，從而使得電池不但安全可靠和具有較長壽命，而且非常方便搬運和存儲。

電解液凝膠后形成二氧化硅膠粒。膠粒的粒徑不同，其比表面積相差很大。而膠粒的粒徑主要取決于制備工藝。

如表1所示，粒徑越小，膠粒的比表面積越大。相應的，膠粒的比表面積越大，膠粒的表面能就愈大，膠粒的反應活性也相應增加。

表1