[发明专利]一种锌镍电池用碱性胶体电解质及其制备方法、应用

说明书

本发明涉及一种锌镍电池用碱性胶体电解质及其制备方法、应用，属于锌镍电池技术领域。本发明的锌镍电池用碱性胶体电解质由原料A和原料B制成，原料A和原料B的质量比为0.15‑0.25:26‑36；所述原料A为PEO、PVA、CMC、HEC、PCL中的一种或几种；所述原料B为KOH、KF、LiOH、NaOH中的一种或几种。本发明的锌镍电池用碱性胶体电解质应用到锌镍电池中，能够解决锌的溶解、枝晶和迁移问题，降低电池的自放电，从而提高电池充放电性能并提高电池寿命。

技术领域

本发明涉及一种锌镍电池用碱性胶体电解质及其制备方法、应用，属于锌镍电池技术领域。

背景技术

锌镍电池作为一种新型的可充电电池，具有低自放电、低成本等特点，还具有相对较高的放电电压，在一定范围内能够替代镉镍电池和镍氢电池。随着技术的发展，锌镍电池放电倍率大等特点使其在动力工具和电动汽车领域也具有良好的应用前景。

但是，锌镍电池也存在着一定的缺点。如锌负极的溶解、锌枝晶的产生等，在一定程度上都会导致锌镍电池性能的急剧恶化。为了降低锌的溶解和枝晶的产生，现有技术中采用的方法主要有在电极活性材料中添加能够抑制锌溶解和锌枝晶的物质。这种方式中添加的物质是在电极活性材料中，在电池使用过程中，由于集流体表面的活性材料层的结构影响，所发挥的作用非常有限。

在电解液中添加相应的物质，抑制锌溶解和锌枝晶是一种相对容易产生作用的方式。如公开号为CN101034762A的中国专利公开了一种用于镍锌电池的电解质组合物。该组合物中包含铟的化合物、铋的化合物，在抑制锌的溶解方面具有较好的作用。但是，该电解质中添加的物质成本相对较高，对于一般领域使用的锌镍电池来说，在经济效益方面不具有竞争力。另外，该电解质组合物使用时仍然是液态电解液的形式发挥作用，一旦电池体系中锌发生溶解，在电解液体系中的移动非常快速，仍然很容易导致锌在电池内特定部位的集聚。

发明内容

本发明提供一种锌镍电池用碱性胶体电解质，已解决现有技术中的电解液在抑制锌溶解和锌枝晶时成本较高的问题。

本发明的另一个目的是提供上述锌镍电池用碱性胶体电解质的制备方法及应用。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种锌镍电池用碱性胶体电解质，由原料A和原料B制成，原料A和原料B的质量比为0.15-0.25:26-36；所述原料A为聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚己内脂、支化聚己内脂、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或几种；所述原料B为KOH、KF、LiOH、NaOH中的一种或几种。

为了提高胶体电解质的稳定性，原料A一般选择两种以上的组分，即原料A为聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚己内脂、支化聚己内脂、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素中的两种以上组成的混合物。进一步优选的，原料A为为聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚己内脂、支化聚己内脂、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素中的任意两种或三种组成的混合物。

为了保证电解质的电导率，原料B一般也选择两种以上的组分，即原料B为KOH、KF、LiOH、NaOH中的两种以上组成的混合物。二者的质量比为25-35:1.进一步优选的，原料B为KF与KOH、LiOH、NaOH三种碱中的任意两种组成的混合物。此时，KF与另外两种碱的质量之和的比为0.05:25-35。进一步优选的，原料B为LiOH、KF与KOH、NaOH两种碱中的任意一种组成的混合物。LiOH、KF与另一种碱的质量比为0.05:0.1:25-35。

一种锌镍电池用碱性胶体电解质的制备方法，包括如下步骤：

1)将原料A加水混合均匀制得胶液A；所述原料A为聚环氧乙烷、聚乙烯醇、聚己内脂、支化聚己内脂、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素中的一种或几种；

将原料B加水混合均匀制得胶液B；所述原料B为KOH、KF、LiOH、NaOH中的一种或几种；