新一代雙電解液鋅二次電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新一代雙電解液鋅二次電池。
【背景技術(shù)】
[0002]電池(Battery)指盛有電解質(zhì)溶液和金屬電極以產(chǎn)生電流的杯、槽或其他容器或復(fù)合容器的部分空間，能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。利用電池作為能量來源，可以得到具有穩(wěn)定電壓，穩(wěn)定電流，長時(shí)間穩(wěn)定供電，受外界影響很小的電流，并且電池結(jié)構(gòu)簡單，攜帶方便，充放電操作簡便易行，不受外界氣候和溫度的影響，性能穩(wěn)定可靠，在現(xiàn)代社會生活中的各個(gè)方面發(fā)揮有很大作用。
[0003]二次電池，又稱為充電電池或蓄電池，是指在電池放電后可通過充電的方式使活性物質(zhì)恢復(fù)而繼續(xù)使用的電池，在二次電池負(fù)極材料的選擇上，鋅具有非?？捎^的應(yīng)用前景。然而目前市場上，水系鋅二次電池的產(chǎn)品非常單一，鋅鎳二次電池是應(yīng)用最為廣泛的鋅二次電池，但是該電池的正極(鎳電極)在使用過程容易發(fā)生被毒化的現(xiàn)象：電池充電過程中，鋅電極上生成的鋅酸鹽可通過隔膜進(jìn)入鎳電極并沉淀為氧化鋅，放電過程中沉淀的氧化鋅會溶解，然而，由于氧化鋅自身的過飽和作用和陳化作用，導(dǎo)致鎳電極微孔中的液相傳質(zhì)通道易被生成的難容氧化鋅阻塞，導(dǎo)致電池的效率不斷下降，最終導(dǎo)致失效的后果。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種新一代雙電解液鋅二次電池，不僅徹底解決了現(xiàn)有鋅鎳二次電池中正極材料的毒化問題，而且兩種電解液可分別獨(dú)立進(jìn)行調(diào)節(jié)，有利于電池陰、陽極的電化學(xué)反應(yīng)同時(shí)達(dá)到最佳狀態(tài)，顯著提高其電化學(xué)性能，使鋅二次電池具有循環(huán)使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
[0005]本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)該目的：
[0006]新一代雙電解液鋅二次電池，包括陽極板、陰極板以及電解液，所述電解液包括陽極電解液、陰極電解液，所述陽極電解液與陽極板接觸，所述陰極電解液與陰極板接觸，所述陽極電解液與陰極電解液之間設(shè)置有離子交換膜，所述陽極板為鋅板，所述陰極板為鈷酸鋰極片，所述陽極電解液為呈酸性的可溶性鋅鹽溶液，所述陰極電解液為呈堿性的可溶性鋰鹽溶液。
[0007]作為優(yōu)選的，所述可溶性鋅鹽溶液為氯化鋅溶液、硫酸鋅溶液或硝酸鋅溶液中的任意一種兩種以上的混合液。
[0008]其中，所述可溶性鋅鹽溶液的pH值通過酸液進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述酸液為鹽酸、硫酸或硝酸中的任意一種。
[0009]其中，所述可溶性鋅鹽溶液的濃度為I?5mol/L。
[0010]其中，所述可溶性鋅鹽溶液的pH值為I?7。
[0011 ]作為優(yōu)選的，所述可溶性鋅鹽溶液的pH值為4。
[0012]作為優(yōu)選的，所述可溶性鋰鹽溶液為氯化鋰溶液、硫酸鋰溶液或硝酸鋰溶液中的任意一種兩種以上的混合液。
[0013]其中，所述可溶性鋰鹽溶液的pH值通過堿液進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述堿液為氫氧化鋰、氫氧化鈉或氫氧化鉀中的任意一種。
[0014]其中，所述可溶性鋰鹽溶液的濃度為I?3mol/L。
[0015]其中，所述可溶性鋰鹽溶液的pH值為7?14。
[0016]作為優(yōu)選的，所述可溶性鋰鹽溶液的pH值為10。
[0017]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型的新一代雙電解液鋅二次電池，包括陽極板、陰極板以及電解液，所述電解液包括陽極電解液、陰極電解液，所述陽極電解液與陽極板接觸，所述陰極電解液與陰極板接觸，所述陽極電解液與陰極電解液之間設(shè)置有離子交換膜，所述陽極板為鋅板，所述陰極板為鈷酸鋰極片，所述陽極電解液為可溶性鋅鹽溶液，所述陰極電解液為可溶性鋰鹽溶液，本實(shí)用新型采用鈷酸鋰極片代替了現(xiàn)有技術(shù)中易被毒化的鎳電極，不僅徹底解決了現(xiàn)有鋅鎳二次電池中正極材料的毒化問題，而且兩種電解液可分別獨(dú)立進(jìn)行調(diào)節(jié)，有利于電池陰、陽極的電化學(xué)反應(yīng)同時(shí)達(dá)到最佳狀態(tài)，顯著提高其電化學(xué)性能，使鋅二次電池具有循環(huán)使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0018]圖I為本實(shí)用新型的新一代雙電解液鋅二次電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中：I-陽極板，2-陰極板，3-陽極電解液，4-陰極電解液，5-離子交換膜。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0021]實(shí)施例I。
[0022]如圖I所示，本實(shí)施例的新一代雙電解液鋅二次電池，包括陽極板1、陰極板2以及電解液，所述電解液包括陽極電解液3、陰極電解液4，所述陽極電解液3與陽極板I接觸，所述陰極電解液4與陰極板2接觸，所述陽極電解液3與陰極電解液4之間設(shè)置有離子交換膜5，所述陽極板I為鋅板，所述陰極板2為鈷酸鋰極片，所述陽極電解液3為氯化鋅溶液，所述陰極電解液4為氯化鋰溶液。
[0023]其中，所述氯化鋅溶液的濃度為5mol/L。
[0024]作為優(yōu)選的，所述氯化鋅溶液的pH值為4。
[0025]其中，所述氯化鋰溶液的濃度為2mol/L。
[0026]作為優(yōu)選的，所述氯化鋰溶液的pH值為10。
[0027]其中，所述離子交換膜5為陰離子交換膜。
[0028]本實(shí)施例的新一代雙電解液鋅二次電池的工作原理：
[0029]電池放電過程中，鋅被氧化成鋅離子釋放電子，鋅離子進(jìn)入氯化鋅溶液，同時(shí)，電子通過外電路到達(dá)正極，參與氯化鋰溶液中的鋰離子嵌入鈷酸鋰的過程，為了維持電荷平衡，氯化鋰中的氯離子向氯化鋅溶液中定向迀移；電池在充電過程中，外電路提供電子給鋅板，氯化鋅溶液中的鋅離子在鋅板表面得到電子，被還原成鋅，沉積在鋅板上，同時(shí)，鋰離子從鈷酸鋰中脫出，進(jìn)入氯化鋰溶液，為了維持電荷平衡，氯化鋅溶液中的氯離子向氯化鋰溶液定向迀移。
[0030]實(shí)施例2。
[0031]本實(shí)施例的新一代雙電解液鋅二次電池，包括陽極板1、陰極板2以及電解液，所述電解液包括陽極電解液3、陰極電解液4，所述陽極電解液3與陽極板I接觸，所述陰極電解液4與陰極板2接觸，所述陽極電解液3與陰極電解液4之間設(shè)置有離子交換膜5，所述陽極板I為鋅板，所述陰極板2為鈷酸鋰極片，所述陽極電解液3為硫酸鋅溶液，所述陰極電解液4為硫酸鋰溶液。
[0032]其中，所述硫酸鋅溶液的濃度為2mol/L。
[0033]其中，所述硫酸鋅溶液的pH值為I。
[0034]其中，所述硫酸鋰溶的濃度為lmol/L。
[0035]其中，所述硫酸鋰溶的pH值為7。
[0036]本實(shí)施例的其它技術(shù)特征同實(shí)施例I，在此不再進(jìn)行贅述。
[0037]實(shí)施例3。
[0038]本實(shí)施例的新一代雙電解液鋅二次電池，包括陽極板1、陰極板2以及電解液，所述電解液包括陽極電解液3、陰極電解液4，所述陽極電解液3與陽極板I接觸，所述陰極電解液4與陰極板2接觸，所述陽極電解液3與陰極電解液4之間設(shè)置有離子交換膜5，所述陽極板I為鋅板，所述陰極板2為鈷酸鋰極片，所述陽極電解液3為硝酸鋅溶液，所述陰極電解液4為硝酸鋰溶液。
[0039]其中，所述硝酸鋅溶液的濃度為lmol/L。
[0040]其中，所述硝酸鋅溶液的pH值為7。
[0041 ]其中，所述硝酸鋰溶液的濃度為3mol/L。
[0042]其中，所述硝酸鋰溶液的pH值為14。
[0043]本實(shí)施例的其它技術(shù)特征同實(shí)施例I，在此不再進(jìn)行贅述。
[0044]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的部分實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.新一代雙電解液鋅二次電池，包括陽極板、陰極板以及電解液，其特征在于:所述電解液包括陽極電解液、陰極電解液，所述陽極電解液與陽極板接觸，所述陰極電解液與陰極板接觸，所述陽極電解液與陰極電解液之間設(shè)置有離子交換膜，所述陽極板為鋅板，所述陰極板為鈷酸鋰極片，所述陽極電解液為呈酸性的可溶性鋅鹽溶液，所述陰極電解液為呈堿性的可溶性鋰鹽溶液。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新一代雙電解液鋅二次電池，其特征在于:所述可溶性鋅鹽溶液為氯化鋅溶液、硫酸鋅溶液或硝酸鋅溶液中的任意一種。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新一代雙電解液鋅二次電池，其特征在于:所述可溶性鋅鹽溶液的濃度為I?5mol/L。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新一代雙電解液鋅二次電池，其特征在于:所述可溶性鋅鹽溶液的pH值為I?7。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新一代雙電解液鋅二次電池，其特征在于:所述可溶性鋅鹽溶液的PH值為4。6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的新一代雙電解液鋅二次電池，其特征在于:所述可溶性鋰鹽溶液為氯化鋰溶液、硫酸鋰溶液或硝酸鋰溶液中的任意一種。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新一代雙電解液鋅二次電池，其特征在于:所述可溶性鋰鹽溶液的濃度為I?3mol/L。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的新一代雙電解液鋅二次電池，其特征在于:所述可溶性鋰鹽溶液的pH值為7?14。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的新一代雙電解液鋅二次電池，其特征在于:所述可溶性鋰鹽溶液的pH值為10。10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的新一代雙電解液鋅二次電池，其特征在于:所述離子交換膜為陰離子交換膜。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新一代雙電解液鋅二次電池，包括陽極板、陰極板以及電解液，所述電解液包括陽極電解液、陰極電解液，所述陽極電解液與陽極板接觸，所述陰極電解液與陰極板接觸，所述陽極電解液與陰極電解液之間設(shè)置有離子交換膜，所述陽極板為鋅板，所述陰極板為鈷酸鋰極片，所述陽極電解液為呈酸性的可溶性鋅鹽溶液，所述陰極電解液為呈堿性的可溶性鋰鹽溶液，本實(shí)用新型采用鈷酸鋰極片代替了現(xiàn)有技術(shù)中易被毒化的鎳電極，不僅解決了正極材料毒化問題，而且兩種電解液可分別獨(dú)立進(jìn)行調(diào)節(jié)，有利于電池陰、陽極的電化學(xué)反應(yīng)同時(shí)達(dá)到最佳狀態(tài)，顯著提高其電化學(xué)性能，使鋅二次電池具有循環(huán)使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】H01M10/28
【公開號】CN205159452
【申請?zhí)枴緾N201520925925
【發(fā)明人】劉富德, 鄭大偉
【申請人】廣州道動新能源有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年11月19日