[发明专利]一种水系锰离子电池及制备工艺

权利要求书

1.一种水系锰离子电池，其特征在于，其包括正极、负极和电解液，所述正极为碳基导电基底，所述负极的活性材料为含羰基官能团的有机化合物或有机聚合物，所述电解液为含Mn²⁺的水溶液；

在充电过程中，所述电解液中的Mn²⁺失去电子被氧化为MnO₂沉积于所述正极上，所述负极的活性材料中的羰基官能团得到电子生成烯醇负离子，并与所述电解液中的Mn²⁺结合成配合物；

在放电过程中，所述正极上的MnO₂得到电子还原为Mn²⁺溶解回所述电解液中，所述负极的活性材料中的烯醇负离子失去电子被氧化为含羰基的有机化合物或有机聚合物，同时释放Mn²⁺溶解回所述电解液中。

2.根据权利要求1所述的水系锰离子电池，其特征在于，所述负极的活性材料为酮类有机化合物、酰胺类有机化合物、微孔聚合物和三维有机共价聚合物中的至少一种；

和/或，所述负极的活性材料包含但不限于并五苯四酮、3,4,9,10-苝四甲酰二亚胺、三聚氰胺-1,4,5,8-萘四甲酸酐低聚物和三聚氰胺-1,4,5,8-萘四甲酸酐聚合物中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的水系锰离子电池，其特征在于，所述负极是由负极极片组成，所述负极极片为负极集流体和附着于所述负极集流体表面、包含所述负极活性材料的负极材料层；可选地，所述负极集流体为碳布，所述负极材料层还包含科琴黑、单壁碳纳米管和聚四氟乙烯。

4.根据权利要求3所述的水系锰离子电池，其特征在于，所述负极极片的厚度为0.1～2.0mm。

5.根据权利要求1所述的水系锰离子电池，其特征在于，所述正极是由正极极片组成，所述正极极片为碳基导电基底，所述正极极片包含但不限于碳毡、碳纸、碳纤维纸和碳纤维布中的至少一种。

6.根据权利要求5所述的水系锰离子电池，其特征在于，所述正极极片的厚度为0.1～5.0mm。

7.根据权利要求1所述的水系锰离子电池，其特征在于，其还包括用于分隔所述正极和所述负极的隔膜；可选地，所述隔膜为玻璃纤维隔膜，所述玻璃纤维隔膜的厚度为0.05～2.0mm。

8.根据权利要求1所述的水系锰离子电池，其特征在于，所述电解液为含有Mn²⁺的锰盐水溶液，所述电解液包含但不限于MnSO₄水溶液、MnCl₂水溶液、Mn(NO₃)₂水溶液和Mn(CH₃COO)₂水溶液中的至少一种；

和/或，所述电解液中Mn²⁺的浓度为0.5～2.0mol/L；

和/或，所述电解液的pH值为2.0～6.0。

9.一种如权利要求1所述的水系锰离子电池的制备工艺，其特征在于，其主要是将所述正极、所述负极间隔布置，并加注电解液。

10.根据权利要求9所述的水系锰离子电池的制备工艺，其特征在于，其主要是将负极极片、玻璃纤维隔膜和正极极片依次堆叠形成电芯，并加注电解液。