电池的制作方法
【专利摘要】本发明揭示了一种电池，包括正极、负极和电解液，所述电解液包括电解质和能够溶解所述电解质并使所述电解质电离的水溶液或者醇溶液中的至少一种；所述电解液还包括使电解液凝胶的二氧化硅。二氧化硅能使电解液成凝胶状，这样，本发明的电池无论如何放置都不会漏液，从而使得电池安全可靠、寿命较长，方便搬运和存储。
【专利说明】电池
【技术领域】
[0001]本发明属于电化学储能领域，具体涉及一种电池。
【背景技术】
[0002]人类对新能源的广泛运用，导致了二次电池市场的急速扩大。当前新能源体系中对二次电池的要求无处不在。无论是电动汽车，风能，太阳能并网还是电网调峰，都急需一种廉价，可靠，安全和寿命长的二次电池。目前所发展的二次电池主要集中在锂离子电池，高温钠硫电池，钠镍氯电池和钒液流电池。这些电池都具有各自的优点，比如锂离子电池和高温钠硫电池寿命长以及能量密度高，钒液流电池更是理论上具备无限的寿命等。但无论哪种电池，都无法同时满足廉价，可靠，安全和寿命长的要求。传统的锂离子电池过于昂贵，且有安全隐患；高温钠硫电池制造技术门槛高，售价昂贵；钒液流电池多项技术瓶颈目iu都未能获得突破等。
[0003]为此很多研究者都致力于水系锂离子电池的研究，希望以此大幅降低锂离子电池的成本，并提出了一些以LiMn204为正极，钒的氧化物例如LiV308等为负极、水为电解液的电池，但此类电池容易漏液，不够安全的同时，也降低了电池的容量，从而使得寿命较短。另夕卜，还不方便搬运和存储。
【发明内容】
[0004]本发明旨在提供一种安全可靠、寿命较长，且方便搬运和存储的电池。
[0005]本发明提供了一种电池，包括正极、负极和电解液，所述电解液包括电解质和能够溶解所述电解质并使所述电解质电离的水溶液或者醇溶液中的至少一种；所述电解液还包括使电解液凝胶的二氧化硅。
[0006]本发明的有益效果:二氧化硅使电解液成凝胶状。这样，电池无论如何放置都不会漏液，从而使得电池安全可靠、寿命较长，方便搬运和存储。
[0007]优选的，所述二氧化硅为由四氯化硅通过气相法制备的气相二氧化硅。
[0008]优选的，所述二氧化硅由硅酸盐制备。
[0009]优选的，所述硅酸盐选自硅酸铝、硅酸钠、硅酸钾、硅酸钙、硅酸磷、硅酸铝镁、硅酸镁锂中的一种。
[0010]优选的，所述电解液凝胶后具有二氧化硅胶粒，所述胶粒的粒径不大于20nm。
[0011]优选的，所述胶粒的粒径位于10?20nm之间。
[0012]优选的,所述胶粒的粒径位于5?7nm之间。
[0013]优选的,所述胶粒具有粒径位于10?20nm之间的第一组和粒径位于5?7nm之
间的第二组。
[0014]优选的,所述胶粒的粒径小于5nm。
[0015]优选的，所述二氧化硅在所述电解液中的重量占比为0.2%?20%。
[0016]优选的，所述电解液还包括胶体稳定剂，所述胶体稳定剂选自聚乙烯醇、糊精、甘油、聚乙二醇、聚丙烯酰胺和脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。
[0017]优选的，所述正极包括正极集流体和参与电化学反应的正极活性物质，所述正极活性物质能够可逆脱出-嵌入离子；所述负极至少包括负极集流体；所述电解质能够电离出至少一种充放电过程中在所述负极发生还原-沉积和氧化-溶解的活性离子，所述活性离子包括金属离子，所述金属选自Zn、Fe、Cr、Cu、Mn、N1、Sn中的至少一种。
[0018]优选的，所述金属离子以硫酸盐、醋酸盐或硫酸盐和醋酸盐的混合物的形式存在于所述电解液中。
[0019]优选的，所述正极活性物质能够可逆脱出-嵌入锂离子、钠离子、锌离子或镁离子。
【具体实施方式】
[0020]本发明提供的电池不但安全可靠和具有较长的寿命，而且非常方便搬运和存储，在如手机、笔记本电脑等便携式电子产品，电动汽车，电动自行车，电动工具等领域具有可观的应用前景。
[0021]本发明揭示了一种电池，电池包括正极，负极和电解液，电解液包括电解质和能够溶解电解质并使电解质电离的水溶液或者醇溶液中的至少一种；其中，电解液还包括使电解液凝胶的二氧化硅。这样，使电解液处于凝胶态，电池不会产生漏液，从而使得电池不但安全可靠和具有较长寿命，而且非常方便搬运和存储。
[0022]电解液凝胶后形成二氧化硅胶粒。胶粒的粒径不同，其比表面积相差很大。而胶粒的粒径主要取决于制备工艺。
[0023]如表1所示，粒径越小，胶粒的比表面积越大。相应的，胶粒的比表面积越大，胶粒的表面能就愈大，胶粒的反应活性也相应增加。
[0024]表1
[0025]
【权利要求】
1.一种电池，包括正极、负极和电解液，所述电解液包括电解质和能够溶解所述电解质并使所述电解质电离的水溶液或者醇溶液中的至少一种；其特征在于:所述电解液还包括使电解液凝胶的二氧化硅。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于:所述二氧化硅为由四氯化硅通过气相法制备的气相二氧化硅。
3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于:所述二氧化硅由硅酸盐制备。
4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于:所述硅酸盐选自硅酸铝、硅酸钠、硅酸钾、硅酸钙、硅酸磷、硅酸铝镁、硅酸镁锂中的一种。
5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于:所述电解液凝胶后具有二氧化硅胶粒，所述胶粒的粒径不大于20nm。
6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于:所述胶粒的粒径位于10?20nm之间。
7.根据权利要求5所述的电池，其特征在于:所述胶粒的粒径位于5?7nm之间。
8.根据权利要求5所述的电池，其特征在于:所述胶粒具有粒径位于10?20nm之间的第一组和粒径位于5?7nm之间的第二组。
9.根据权利要求1所述的电池，其特征在于:所述二氧化硅在所述电解液中的重量占比为 0.2%~ 20%。
10.根据权利要求1所述的电池，其特征在于:所述电解液还包括胶体稳定剂，所述胶体稳定剂选自聚乙烯醇、糊精、甘油、聚乙二醇、聚丙烯酰胺和脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。
11.根据权利要求1的电池，所述正极包括正极集流体和参与电化学反应的正极活性物质，所述正极活性物质能够可逆脱出-嵌入离子；所述负极至少包括负极集流体；所述电解质能够电离出至少一种充放电过程中在所述负极发生还原-沉积和氧化-溶解的活性离子，所述活性离子包括金属离子，所述金属选自Zn、Fe、Cr、Cu、Mn、N1、Sn中的至少一种。
12.根据权利要求11所述的电池，其特征在于:所述金属离子以硫酸盐、醋酸盐或硫酸盐和醋酸盐的混合物的形式存在于所述电解液中。
13.根据权利要求11所述的电池，其特征在于:所述正极活性物质能够可逆脱出-嵌入锂离子、钠离子、锌离子或镁离子。
【文档编号】H01M10/36GK103515657SQ201210208943
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月25日 优先权日:2012年6月25日
【发明者】陈璞 申请人:苏州宝时得电动工具有限公司, 陈璞