【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，特别涉及一种水系锌离子半电池电解液、全电池电解液、水系锌离子电池。
技术介绍
1、电池储能系统的发展是当前能源领域的热门话题之一，尤其是锂离子电池自问世以来，由于具有较高的能量密度、优异的循环性能、较好的多场景兼容特性，一直占据着消费电子产品市场的主导地位。但是锂离子电池成本较高、有毒物质泄漏、有燃烧爆炸的潜在可能等严重问题在锂离子电池的发展中逐渐暴露，并饱受诟病。因此，开发高效可用的替代产品是人们所期待的。
2、与传统的基于有机电解质的锂离子电池相比，水性锌离子电池(zib)因其独特的优点而备受关注，例如理论容量高、低氧化还原电位(相对于标准氢电极为-0.76v)、高安全性、高丰度、制备条件简单和环保等特点。然而锌离子电池在循环过程中锌负极容易形成锌枝晶，枝晶的形成加速了水系电池中氢气析出的速度，析氢加速又会导致局部ph的变化从而形成副产物而zhs在锌负极表面积累加剧了表面不均匀增大了极化，极化增大会加剧了锌枝晶的生长，因此枝晶问题、析氢问题和副反应等问题相互影响相互加剧，这种恶性循环导致锌负极沉积/剥离的效率极低，也不利于其商业化和广泛应用。
3、其中电解液添加剂在抑制锌枝晶生长方面最具有显著的效果，同时微量的添加剂不需要投入太多的工艺成本。因此，寻找一种低成本、无毒、储量丰富的添加剂来优化锌离子电池电解液，进而对改善锌负极，提升水系锌离子电池的电化学稳定性和循环寿命具有重要意义。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术目的在于提供一
2、为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种水系锌离子半电池电解液，包含去离子水、电解质和添加剂；所述添加剂为n-苄氧羰基-l-苏氨酸。
3、在一些实施方式中，在所述水系锌离子半电池电解液中，所述n-苄氧羰基-l-苏氨酸的浓度为0.001mol/l～0.04mol/l，优选为0.02mol/l～0.035mol/l，更优选为0.03mol/l。
4、在一些实施方式中，所述电解质为七水硫酸锌。
5、在一些实施方式中，所述硫酸锌的浓度为0.5mol/l～2mol/l，优选为1mol/l。
6、本专利技术还提供了一种水系锌离子全电池电解液，包含去离子水、电解质和添加剂；所述电解质为七水硫酸锌和一水硫酸锰；所述添加剂为n-苄氧羰基-l-苏氨酸。
7、在一些实施方式中，在所述水系锌离子全电池电解液中，所述n-苄氧羰基-l-苏氨酸的浓度为0.001mol/l～0.04mol/l，优选为0.02mol/l～0.035mol/l，更优选为0.03mol/l，所述硫酸锌的浓度为0.5mol/l～2mol/l，优选为1mol/l，所述一水硫酸锰的浓度为0.01mol/l～0.3mol/l，优选为0.2mol/l。
8、本专利技术还提供了一种水系锌离子电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述电解液为上述任一项技术方案所述的电解液。
9、在一些实施方式中，所述正极的活性材料为mno2，负极的材料为高纯度锌金属，隔膜为玻璃纤维。
10、在一些实施方式中，所述mno2的制备方法为采用水热法合成，具体的，先取5mmolk2mno4溶解在70mlh20中，并用玻璃棒缓慢顺时针搅拌，待其溶解后再加入1.75ml浓hcl，在室温下搅拌30min后，将其转移至反应釜中，于100℃的烘干箱中加热反应6h。
11、在一些实施方式中，当所述正极活性材料mno2时，所述正极片的制备方法为：先将mno2、导电剂分别用研钵研磨处理后，再将mno2、导电剂和粘结剂以质量比7:2:1再进行混合，以n-甲基吡咯烷酮为溶剂，放在研钵中研磨均匀后，在凃布红外烘干机上用200um的刮刀将其研磨好的浆料均匀凃在pe膜上，后放入真空烘干箱中干燥，干燥好之后用裁片机裁成直径为12mm的正极片。在本专利技术中，所述导电剂优选为科琴黑，所述粘结剂优选为pvdf。
12、在一些实施方式中，所述负极的材料还包括锌片、锌箔、锌合金。
13、有益技术效果：
14、1.本专利技术以n-苄氧羰基-l-苏氨酸作为水系锌离子电池电解液的添加剂，用znso4作为基础电解液，在锌沉积的过程中，n-苄氧羰基-l-苏氨酸会诱导锌离子向(002)晶面方向沉积，具有细化晶粒和调节锌离子均匀沉积的作用，并且由于锌原子主要在锌金属阳极(002)晶面水平生长，因此可以有效避免了枝晶的生成。另外由于n-苄氧羰基-l-苏氨酸更容易吸附在锌金属阳极表面，在(002)晶面上具有较大的吸附能，因此它又可以阻碍水分子与锌金属阳极的直接接触，减少了锌金属阳极与电解液界面处的含水量，从而缓解了锌金属阳极的析氢腐蚀反应，能够显著减少在锌金属阳极表面的腐蚀和副产物的生成。
15、2.本专利技术电解液中添加的n-苄氧羰基-l-苏氨酸添加剂具有抑制枝晶生长和析氢腐蚀的作用，可以显著提高水系锌离子电池的循环寿命和稳定性，对推进其在大规模储能领域的应用上具有重要意义。
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1.一种水系锌离子半电池电解液，其特征在于，包含去离子水、电解质和添加剂；所述添加剂为N-苄氧羰基-L-苏氨酸。
2.根据权利要求1所述的水系锌离子半电池电解液，其特征在于，在所述水系锌离子半电池电解液中，所述N-苄氧羰基-L-苏氨酸的浓度为0.001mol/L～0.04mol/L。
3.根据权利要求1所述的水系锌离子半电池电解液，其特征在于，所述电解质为七水硫酸锌。
4.根据权利要求3所述的水系锌离子半电池电解液，其特征在于，在所述水系锌离子半电池电解液中，所述硫酸锌的浓度为0.5mol/L～2mol/L。
5.一种水系锌离子全电池电解液，其特征在于，包含去离子水、电解质和添加剂；所述电解质为七水硫酸锌和一水硫酸锰；所述添加剂为N-苄氧羰基-L-苏氨酸。
6.根据权利要求5所述的水系锌离子半电池电解液，其特征在于，在所述水系锌离子全电池电解液中，所述N-苄氧羰基-L-苏氨酸的浓度为0.001mol/L～0.04mol/L，所述硫酸锌的浓度为0.5mol/L～2mol/L，所述一水硫酸锰的浓度为0.01mol/L～0.3
7.一种水系锌离子电池，其特征在于，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述电解液为权利要求1～6任一所述的电解液。
8.根据权利要求7所述的水系锌离子电池，其特征在于，所述正极的活性材料为MnO2，负极的材料为高纯度锌金属，隔膜为玻璃纤维。
...【技术特征摘要】
1.一种水系锌离子半电池电解液，其特征在于，包含去离子水、电解质和添加剂；所述添加剂为n-苄氧羰基-l-苏氨酸。
2.根据权利要求1所述的水系锌离子半电池电解液，其特征在于，在所述水系锌离子半电池电解液中，所述n-苄氧羰基-l-苏氨酸的浓度为0.001mol/l～0.04mol/l。
3.根据权利要求1所述的水系锌离子半电池电解液，其特征在于，所述电解质为七水硫酸锌。
4.根据权利要求3所述的水系锌离子半电池电解液，其特征在于，在所述水系锌离子半电池电解液中，所述硫酸锌的浓度为0.5mol/l～2mol/l。
5.一种水系锌离子全电池电解液，其特征在于，包含去离子水、电解质和添加...
【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，冯德世，
申请(专利权)人：山东省科学院新材料研究所，
类型：发明
国别省市：
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