[發明專利]電解液及電池

有效

• 申請號: 201310717178.3
• 申請日: 2013-12-23
• 公開（公告）號: CN104282952B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 劉洋;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;H01M10/0566;H01M10/0568
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于電池領域，具體公開了一種電解液。該電解液包括至少一種能夠溶解電解質并使所述電解質電離的溶劑；所述電解質包括充放電過程中在正極能夠可逆脫出?嵌入的第一金屬離子和充電過程中在負極能夠還原沉積為第二金屬的第二金屬離子；放電過程中第二金屬可逆氧化溶解為第二金屬離子；所述電解質中的陰離子包括烷基磺酸根離子。本發明還公開了一種電池，其包括含能可逆脫出?嵌入第一金屬離子的正極活性物質的正極、含用于負極充放電的載體的負極、及上述電解液。本發明的電解液可以有效提高第一金屬離子和第二金屬離子的溶解度、抑制氣體的產生、降低電池的自放電；并且在?20℃下不凍結，具有良好的低溫性能。

技術領域

本發明屬于電池領域，具體涉及一種電解液及電池。

背景技術

鉛酸電池，其出現已超百年，擁有著成熟的電池技術，占據著汽車啟動電瓶、電動自行車、UPS等儲能領域的絕對市場份額。鉛酸電池雖然循環使用壽命較低，能量密度也相對較低，但卻擁有價格非常低廉，性價比非常高的優點。因此，近些年來，鎳氫電池、鋰離子電池、鈉硫電池等，均無法在儲能領域取代鉛酸電池。

新出現了一種離子交換電池。該離子交換電池的工作原理為，正極基于第一金屬離子的脫出-嵌入反應，負極基于第二金屬離子的沉積-溶解反應，電解液含參與正極脫出-嵌入反應的第一金屬離子和參與負極沉積-溶解反應的第二金屬離子。該類型電池的理論能量密度為160Wh/Kg，預計實際能量密度可達50～80Wh/Kg。綜上所述，該類型電池非常有希望成為替代鉛酸電池的下一代儲能電池，具有極大的商業價值。

但是，目前該電池的電解液多采用醋酸鹽、鹽酸鹽、硫酸鹽等，醋酸鹽穩定差，很容易被氧化，產生較大的自放電；鹽酸鹽腐蝕正極集流體，硫酸鹽腐蝕綜合性能較好，但對于負極的腐蝕仍然較大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種電池的電解液，化學穩定好、能抑制電池腐蝕。

本發明提供了一種用于電池的電解液，所述電解液包括至少一種能夠溶解電解質并使所述電解質電離的溶劑；所述電解質包括充放電過程中在正極能夠可逆脫出-嵌入的第一金屬離子和充電過程中在負極能夠還原沉積為第二金屬的第二金屬離子；放電過程中第二金屬可逆氧化溶解為第二金屬離子；所述電解質中的陰離子包括烷基磺酸根離子。

優選地，所述烷基磺酸根離子為甲基磺酸根離子。

優選地，所述烷基磺酸根離子的濃度為0.5～12mol/L。

優選地，所述第一金屬離子的濃度為1～7mol/L，所述第二金屬離子的濃度為1～4mol/L。

優選地，所述第一金屬離子為鋰離子，所述第二金屬離子為鋅離子。

優選地，所述溶劑為水或醇。

優選地，所述電解液還包括電解液添加劑，所述電解液添加劑包括鉍化合物。

優選地，所述鉍化合物為三氧化二鉍或硝酸鉍。

優選地，所述鉍化合物占電解液總重量的0.1～5%。

優選地，所述電解質還包括硫酸根離子、氯離子、醋酸根離子和硝酸根離子中一種或幾種。

更優選地，所述硫酸根離子與烷基磺酸根離子的摩爾比為1:21～27:7。

優選地，所述電解液的pH值為3～7。

本發明還提供了一種電池，其包括正極、負極、及電解液；所述正極包括能可逆脫出-嵌入第一金屬離子的正極活性物質；所述負極包括用于負極充放電的載體；所述電解液為本發明所提供的電解液。

優選地，所述負極包括負極添加劑，所述負極添加劑包括鉍化合物。

優選地，所述鉍化合物為三氧化二鉍或硝酸鉍。