电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电池领域，具体涉及一种基于内部离子交换的电池。
【背景技术】
[0002] 铅酸电池，其出现已超百年，拥有着成熟的电池技术，占据着汽车启动电瓶、电动 自行车、UPS等储能领域的绝对市场份额。铅酸电池虽然循环使用寿命较低，能量密度也相 对较低，但却拥有价格非常低廉，性价比非常高的优点。因此，近些年来，镍氢电池、锂离子 电池、钠硫电池等，均无法在储能领域取代铅酸电池。
[0003] 新出现了一种基于内部离子交换的电池。该电池的工作原理为，正极基于第一金 属离子的脱出-嵌入反应，负极基于第二金属离子的沉积-溶解反应，电解液含参与正极脱 出-嵌入反应的第一金属离子和参与负极沉积-溶解反应的第二金属离子。该类型电池的 理论能量密度为160Wh/Kg，预计实际能量密度可达50~80Wh/Kg。综上所述，该类型电池 非常有希望成为替代铅酸电池的下一代储能电池，具有极大的商业价值。
[0004]但是，目前该电池在使用一段时间后，电池内部会产生大量气体，易造成电池发 鼓，导致电池使用存在安全隐患；同时由于气体的产生，还会导致电池性能迅速恶化。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，离子交换电池使用时会产生大量气体。
[0006]本发明提供了一种电池，包括正极、负极、及电解液，所述正极包括能够可逆脱 出-嵌入第一金属离子的正极活性物质；所述电解液包括溶解电解质并使所述电解质电离 的溶剂；所述电解质包括第一金属离子和第二金属离子；在充电过程中所述第二金属离子 还原为第二金属沉积在所述负极，且在放电过程中第二金属可逆氧化溶解为所述第二金属 离子；所述电池还包括加入到所述电解液中的添加剂，所述添加剂包括吐温、叔胺化合物、 杂环季铵盐和硫代酰胺中的一种或几种；
[0007]所述硫代酰胺的通式如下：
【主权项】
1. 一种电池，其特征在于，所述电池包括正极、负极、及电解液，所述正极包括能够可 逆脱出-嵌入第一金属离子的正极活性物质；所述电解液包括溶解电解质并使所述电解质 电离的溶剂；所述电解质包括第一金属离子和第二金属离子；在充电过程中所述第二金属 离子还原为第二金属沉积在所述负极，且在放电过程中第二金属可逆氧化溶解为所述第二 金属离子；所述电池还包括加入到所述电解液中的添加剂，所述添加剂包括吐温、叔胺化合 物、杂环季铵盐和硫代酰胺中的一种或几种； 所述硫代酰胺的通式如T
其中，Rp R2、R3、R4均选自H、烷基和苯基中的一种，且Rp R2、R3、R4不同时为H。
2. 根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述烷基为甲基。
3. 根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述硫代酰胺选自四甲基硫脲、N，N-二甲 基硫脈、N-甲基硫脈和二苯基硫脈中的一种或几种。
4. 根据权利要求1所述的电池，其特征在于：在电解液中，所述硫代酰胺的质量百分含 量为0· 01%~5%。
5. 根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述叔胺化合物选自三乙酸胺、三乙胺和 三乙醇胺中的一种或几种；所述杂环季铵盐选自N -乙基吡啶盐酸盐、N -苄基吡啶盐酸 盐、N -2-羟乙基吡啶盐酸盐、N -2-羟丙基吡啶盐酸盐和吡啶基-N -丙烷磺酸内铵盐中 的一种或几种。
6. 根据权利要求1所述的电池，其特征在于：在电解液中，所述叔胺化合物或杂环季铵 盐的质量百分含量为〇. 01%~5%。
7. 根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述吐温选自吐温40。
8. 根据权利要求1所述的电池，其特征在于：在电解液中，所述吐温的质量百分含量为 0· 01% ~0· 1%。
9. 根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述添加剂还包括硼的含氧酸根离子化 合物。
10. 根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述电解质还包括硫酸根离子、氯离子、 醋酸根离子、硝酸根离子和烷基磺酸根离子中的一种或几种。
11. 根据权利要求10所述的电池，其特征在于：所述烷基磺酸根离子选自甲磺酸根离 子。
12. 根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述电池还包括位于正极和负极之间的 隔膜。
13. 根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述第一金属离子选自锂离子、钠离子 或镁尚子。
14. 根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述第二金属选自锰、铁、铜、锌、铬、镍、 锡或铅。
15. 根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述电解液的pH值为3~7。
16. 根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述溶剂为水或醇。
【专利摘要】本发明公开了一种电池，包括正极、负极、及电解液。正极包括能够可逆脱出-嵌入第一金属离子的正极活性物质；电解液包括溶解电解质并使电解质电离的溶剂；电解质包括第一金属离子和第二金属离子；在充电过程中第二金属离子还原为第二金属沉积在负极，且在放电过程中第二金属可逆氧化溶解为第二金属离子。电池还包括加入到电解液中的添加剂，添加剂包括吐温、叔胺化合物、杂环季铵盐和硫代酰胺中的一种或几种。本发明有效抑制了气体的产生，从而避免了电池发鼓，增强了电池的安全性能。
【IPC分类】H01M10-08
【公开号】CN104733785
【申请号】CN201310710879
【发明人】刘洋, 陈璞
【申请人】苏州宝时得电动工具有限公司, 陈璞
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年12月20日