【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水系电池，具体涉及一种利用电池副反应产生界面固态电解质膜的水系电池。
技术介绍
1、水系电池由于其高安全性、环境友好、成本较低等优点在近些年来受到人们的广泛关注，但是由于水系电池一般含有溶剂水，而由于其固有的水的存在，不可避免在水系电池中发生与水相关的副反应，例如析氢析氧反应。常规的思路是从电解液角度出发，比如通过添加有机溶剂或者电解液添加剂来拓宽电解液的电化学窗口，从而达到抑制析氢析氧的目的。但是这种方法仍旧存在一定的局限性，虽然电解液的析氢析氧得到一定抑制，但是这个过程一直在持续地缓慢地进行，随着循环圈数的增加，由于副反应的存在，电池容量就会发生持续衰减，最终电池达到循环寿命。本专利技术从另外一个角度出发，巧妙利用水系电解液在电池循环过程中发生析氢析氧不可避免的固有属性，在电极表面原位构建一层离子导通而电子不导通的固态电解质膜，该膜的生成可以有效抑制副反应的发生，电池循环寿命提高。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决水系电池中的水系电解液和电极接触面的析氢析氧问题，其巧妙利用水系电解液的析氢析氧的固有缺陷，原位构建局部酸性条件下诱导的电化学聚合过程，生成离子导通但是电子不导通的固态电解质膜，该膜的生成可以有效抑制副反应的发生，提高电池循环寿命。这个原位生成的固态电解质膜的过程，仅需要加入聚合物单体，经过副反应产生大量质子情况下就可以诱导聚合产生，方法简单，而且这种电化学聚合过程不需要常规的三电极就可以完成，方法简单，成本降低。
2、为实现以上目
3、一种利用电池副反应产生界面固态电解质膜的水系电池，包括正极、电解液和负极；所述电解液包括金属盐以及具有一对或多对孤电子对的环醚类、含杂原子的环状化合物中的一种。
4、优选的，所述具有一对或多对孤电子对的环醚类选自1，3-二氧戊环、乙二醇二甲醚中的一种；所述含杂原子的环状化合物选自嘌呤类，更优选的是腺嘌呤。
5、优选的，所述正极选自二氧化锰、锰酸锂、磷酸铁锂、钴酸锂、普鲁士蓝、普鲁士黄、普鲁士白、碘中的一种。
6、优选的，所述负极选自金属锌、磷酸钛锂、金属锑、金属镁、金属铝、磷酸钛钠、二氧化钛中的一种。
7、优选的，所述金属盐与负极相对应，选自锌盐、锂盐、铝盐、镁盐中的一种；更优选的，锌盐选自氯化锌、硫酸锌、醋酸锌、三氟甲基磺酸锌、硝酸锌、高氯酸锌、四氟硼酸锌中的一种，锂盐选自硫酸锂、醋酸锂、硝酸锂、氯化锂、三氟甲基磺酸锂、双二氟磺酰亚胺锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、六氟磷酸锂中的一种或多种，铝盐选自硫酸铝、氯化铝、硝酸铝、三氟甲基磺酸铝、高氯酸铝、双草酸硼酸铝中的一种或多种，镁盐选自氯化镁、硝酸镁、硫酸镁、三氟甲基磺酸镁、高氯酸镁、双(三氟甲磺酰)亚胺镁、双草酸硼酸镁中的一种或多种。
8、本专利技术的有益效果为：
9、本专利技术电池水系电解液发生析氧反应后局部质子浓度升高可作为聚合反应的引发剂，即亲电试剂，电解液中的环醚类和环状化合物作为原位聚合的单体从而在正极一侧发生原位聚合反应生成固态电解质膜，该膜的生成可以有效抑制副反应的发生，提高电池循环寿命。
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1.一种利用电池副反应产生界面固态电解质膜的水系电池，其特征在于，包括正极、电解液和负极；所述电解液包括金属盐以及具有一对或多对孤电子对的环醚类、含杂原子的环状化合物中的一种。
2.根据权利要求1所述的水系电池，其特征在于，所述具有一对或多对孤电子对的环醚类选自1，3-二氧戊环、乙二醇二甲醚中的一种；所述含杂原子的环状化合物选自嘌呤类。
3.根据权利要求2所述的水系电池，其特征在于，所述嘌呤类为腺嘌呤。
4.根据权利要求1所述的水系电池，其特征在于，所述正极选自二氧化锰、锰酸锂、磷酸铁锂、钴酸锂、普鲁士蓝、普鲁士黄、普鲁士白、碘中的一种。
5.根据权利要求1所述的水系电池，其特征在于，所述负极选自金属锌、金属锑、金属镁、金属铝、磷酸钛锂、磷酸钛钠、二氧化钛中的一种。
6.根据权利要求1所述的水系电池，其特征在于，所述金属盐与负极相对应，选自锌盐、锂盐、铝盐、镁盐中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的水系电池，其特征在于，更优选的，锌盐选自氯化锌、硫酸锌、醋酸锌、三氟甲基磺酸锌、硝酸锌、高氯酸锌、四氟硼酸锌
...【技术特征摘要】
1.一种利用电池副反应产生界面固态电解质膜的水系电池，其特征在于，包括正极、电解液和负极；所述电解液包括金属盐以及具有一对或多对孤电子对的环醚类、含杂原子的环状化合物中的一种。
2.根据权利要求1所述的水系电池，其特征在于，所述具有一对或多对孤电子对的环醚类选自1，3-二氧戊环、乙二醇二甲醚中的一种；所述含杂原子的环状化合物选自嘌呤类。
3.根据权利要求2所述的水系电池，其特征在于，所述嘌呤类为腺嘌呤。
4.根据权利要求1所述的水系电池，其特征在于，所述正极选自二氧化锰、锰酸锂、磷酸铁锂、钴酸锂、普鲁士蓝、普鲁士黄、普鲁士白、碘中的一种。
5.根据权利要求1所述的水系电池，其特征在于，所述负极选自金属锌、金属锑、金属镁、金属铝、磷酸钛锂、磷酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐深秋，杨鹏，陈云超，钱森森，张永献，蒋立君，
申请(专利权)人：超威电源集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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