[發明專利]一種鋅鎳電池用堿性膠體電解質及其制備方法、應用

在審

• 申請號: 201711177334.6
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN109818086A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 王明煜
• 申請（專利權）人: 王明煜
• 主分類號: H01M10/26
• 分類號: H01M10/26;H01M10/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種鋅鎳電池用堿性膠體電解質及其制備方法、應用，屬于鋅鎳電池技術領域。本發明的鋅鎳電池用堿性膠體電解質由原料A和原料B制成，原料A和原料B的質量比為0.15?0.25:26?36；所述原料A為PEO、PVA、CMC、HEC、PCL中的一種或幾種；所述原料B為KOH、KF、LiOH、NaOH中的一種或幾種。本發明的鋅鎳電池用堿性膠體電解質應用到鋅鎳電池中，能夠解決鋅的溶解、枝晶和遷移問題，降低電池的自放電，從而提高電池充放電性能并提高電池壽命。

技術領域

本發明涉及一種鋅鎳電池用堿性膠體電解質及其制備方法、應用，屬于鋅鎳電池技術領域。

背景技術

鋅鎳電池作為一種新型的可充電電池，具有低自放電、低成本等特點，還具有相對較高的放電電壓，在一定范圍內能夠替代鎘鎳電池和鎳氫電池。隨著技術的發展，鋅鎳電池放電倍率大等特點使其在動力工具和電動汽車領域也具有良好的應用前景。

但是，鋅鎳電池也存在著一定的缺點。如鋅負極的溶解、鋅枝晶的產生等，在一定程度上都會導致鋅鎳電池性能的急劇惡化。為了降低鋅的溶解和枝晶的產生，現有技術中采用的方法主要有在電極活性材料中添加能夠抑制鋅溶解和鋅枝晶的物質。這種方式中添加的物質是在電極活性材料中，在電池使用過程中，由于集流體表面的活性材料層的結構影響，所發揮的作用非常有限。

在電解液中添加相應的物質，抑制鋅溶解和鋅枝晶是一種相對容易產生作用的方式。如公開號為CN101034762A的中國專利公開了一種用于鎳鋅電池的電解質組合物。該組合物中包含銦的化合物、鉍的化合物，在抑制鋅的溶解方面具有較好的作用。但是，該電解質中添加的物質成本相對較高，對于一般領域使用的鋅鎳電池來說，在經濟效益方面不具有競爭力。另外，該電解質組合物使用時仍然是液態電解液的形式發揮作用，一旦電池體系中鋅發生溶解，在電解液體系中的移動非常快速，仍然很容易導致鋅在電池內特定部位的集聚。

發明內容

本發明提供一種鋅鎳電池用堿性膠體電解質，已解決現有技術中的電解液在抑制鋅溶解和鋅枝晶時成本較高的問題。

本發明的另一個目的是提供上述鋅鎳電池用堿性膠體電解質的制備方法及應用。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案如下：

一種鋅鎳電池用堿性膠體電解質，由原料A和原料B制成，原料A和原料B的質量比為0.15-0.25:26-36；所述原料A為聚環氧乙烷、聚乙烯醇、聚己內脂、支化聚己內脂、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素中的一種或幾種；所述原料B為KOH、KF、LiOH、NaOH中的一種或幾種。

為了提高膠體電解質的穩定性，原料A一般選擇兩種以上的組分，即原料A為聚環氧乙烷、聚乙烯醇、聚己內脂、支化聚己內脂、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素中的兩種以上組成的混合物。進一步優選的，原料A為為聚環氧乙烷、聚乙烯醇、聚己內脂、支化聚己內脂、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素中的任意兩種或三種組成的混合物。

為了保證電解質的電導率，原料B一般也選擇兩種以上的組分，即原料B為KOH、KF、LiOH、NaOH中的兩種以上組成的混合物。二者的質量比為25-35:1.進一步優選的，原料B為KF與KOH、LiOH、NaOH三種堿中的任意兩種組成的混合物。此時，KF與另外兩種堿的質量之和的比為0.05:25-35。進一步優選的，原料B為LiOH、KF與KOH、NaOH兩種堿中的任意一種組成的混合物。LiOH、KF與另一種堿的質量比為0.05:0.1:25-35。

一種鋅鎳電池用堿性膠體電解質的制備方法，包括如下步驟：

1)將原料A加水混合均勻制得膠液A；所述原料A為聚環氧乙烷、聚乙烯醇、聚己內脂、支化聚己內脂、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素中的一種或幾種；

將原料B加水混合均勻制得膠液B；所述原料B為KOH、KF、LiOH、NaOH中的一種或幾種；