[发明专利]金属箔材用作钇离子二次电池负极和钇离子二次电池及其制备方法

权利要求书

1.一种能够与钇离子合金化/去合金化的金属箔材同时作为负极活性材料和负极集流体在钇离子二次电池中的应用，钇离子存在于钇离子二次电池的电解液中。

2.按照权利要求1所述的应用，其特征在于，所述金属箔材为锡、铝、铜、铁、锌、镍、钛、镁、锑、钇、锂、钠或钾中任意一种的金属；

或，所述金属箔材为至少包括锡、铝、铜、铁、锌、镍、钛、镁、锑、钇、锂、钠或钾中任意一种金属的合金；

或，所述金属箔材为至少包括锡、铝、铜、铁、锌、镍、钛、镁、锑、钇、锂、钠或钾中任意一种金属的复合物。

3.一种钇离子二次电池，其特征在于，包括正极、负极以及介于所述正极与所述负极之间的隔膜和电解液；

所述负极为能够与钇离子合金化/去合金化的金属箔材；

所述正极包括正极集流体和正极材料；所述正极材料包括具有层状结构且允许阴离子可逆地插嵌、脱嵌的正极活性材料；

所述电解液包括电解质钇盐和非水溶剂。

4.根据权利要求3所述的钇离子二次电池，其特征在于，所述金属箔材为锡、铝、铜、铁、锌、镍、钛、镁、锑、钇、锂、钠或钾中任意一种的金属；

或，所述金属箔材为至少包括锡、铝、铜、铁、锌、镍、钛、镁、锑、钇、锂、钠或钾中任意一种金属的合金；

或，所述金属箔材为至少包括锡、铝、铜、铁、锌、镍、钛、镁、锑、钇、锂、钠或钾中任意一种金属的复合物；

优选地，所述金属箔材为锌箔。

5.根据权利要求3所述的钇离子二次电池，其特征在于，所述正极活性材料包括石墨类碳材料或其他具有层状结构的碳化物、氧化物、氮化物或硫化物中的一种；

优选地，所述石墨类碳材料选自天然石墨、膨胀石墨、人造石墨、球形石墨、鳞片石墨、中间相碳微球石墨、热解石墨、高取向石墨或三维石墨海绵中的任意一种；或，所述石墨类碳材料为至少包括天然石墨、膨胀石墨、人造石墨、球形石墨、鳞片石墨、中间相碳微球石墨、热解石墨、高取向石墨或三维石墨海绵中任意一种的复合材料；

优选地，所述正极集流体为铝、铜、铁、锡、锌、镍、钛或锰中任意一种的金属；或，所述正极集流体为至少包括铝、铜、铁、锡、锌、镍、钛或锰中任意一种金属的合金；或，所述正极集流体为至少包括铝、铜、铁、锡、锌、镍、钛或锰中任意一种金属的复合物。

6.根据权利要求3-5任意一项所述的钇离子二次电池，其特征在于，所述正极材料包括60-95wt％的正极活性材料、2-30wt％的导电剂和3-10wt％的粘结剂；

优选地，所述导电剂选自导电炭黑、导电碳球、导电石墨、碳纳米管、导电碳纤维、石墨烯或还原氧化石墨烯中的一种或至少两种的组合；

优选地，所述粘结剂选自聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、SBR橡胶或聚烯烃类中的一种或至少两种的组合。

7.根据权利要求3-5任意一项所述的钇离子二次电池，其特征在于，所述电解质钇盐的浓度为0.1-10mol/L，优选为0.1-2mol/L；

优选地，所述电解质钇盐选自氯化钇、氟化钇、硫酸钇、碳酸钇、磷酸钇、硝酸钇、二氟草酸硼酸钇、焦磷酸钇、十二烷基苯磺酸钇、十二烷基硫酸钇、柠檬酸三钇、偏硼酸钇、硼酸钇、钼酸钇、钨酸钇、溴化钇、亚硝酸钇、碘酸钇、碘化钇、硅酸钇、木质素磺酸钇、六氟磷酸钇、草酸钇、铝酸钇、甲基磺酸钇、醋酸钇、重铬酸钇、六氟砷酸钇、四氟硼酸钇、高氯酸钇、三氟甲烷磺酰亚胺钇或三氟甲磺酸钇中的一种或至少两种的组合；

优选地，电解质钇盐为三氟甲磺酸钇。