本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种天然产物电解液的组合物、该组合物的用途以及包括该组合物的锌锰电池。
背景技术
锌锰电池是用量最大的电池，每年全世界需要的电池量达到了500多亿节。用毕，大量的废旧电池进入环境后，对土壤、地下水、水源都造成极大的威胁。
锌锰电池是由锌、二氧化锰、隔膜、电解液组成的。在电池的使用中，为抑制锌自放电，常加入汞抑制锌腐蚀；其中，电解液使用氯化铵、氯化锌、氢氧化钾。当电池用完，作为废弃物进入环境后，化学电解液特别是含汞的化学电解液会对环境造成危害。
围绕着电池中替代汞、电解液的环保问题，人们进行了不懈的努力，人们尝试用缓蚀剂、有机物代汞，如专利号为cn105680059a、cn107093750a的发明专利，也用天然的一些产物替代现有化学物质，如专利号为cn107275655a的发明专利。但是，这些发明都是解决了局部的问题，除了环保需求，还需要寻求一种多功能电解液，来解决降低锌自放电和电解质溶液导电问题。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种用于锌锰电池的天然产物电解液的组合物及锌锰电池。
技术实现要素：
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是锌锰电池中的化学电解液对环境造成危害，而目前的替代电解液中，在降低锌自放电和电解质溶液导电问题上性能不佳的缺点。
为实现上述目的，本发明提供了一种天然产物电解液的组合物，该组合物包括多元酚含氮衍生物、蒽酚类化合物、茜素衍生物、氨基酸衍生物以及七叶内酯；
其中多元酚含氮衍生物具有以下分子结构式：
其中，x是阴离子部分，为与阳离子部分等摩尔数的有机酸根，r为包括在邻位、对位或间位的碳原子数为1-5的烷基；
茜素衍生物具有以下分子结构式：
茜素衍生物包括茜草素、羟基茜草素和伪羟基茜草素，
其中，茜素衍生物为茜草素时，r1＝oh，r2＝h，r3＝h；
茜素衍生物为羟基茜草素时，r1＝oh，r2＝h，r3＝oh；
茜素衍生物为伪羟基茜草素时，r1＝oh，r2＝cooh，r3＝oh；
氨基酸衍生物具有以下分子结构式：
七叶内酯具有以下分子结构式：
进一步地，组合物中各组分的质量含量分别为：多元酚含氮衍生物15-20wt％，蒽酚类化合物10-30wt％，茜素衍生物10-20wt％，氨基酸衍生物20-40wt％，七叶内酯15-30wt％。
进一步地，蒽酚类化合物的来源包括天然产物的植物叶，但不限于树叶植物。
更进一步地，蒽酚类化合物包括柯桠素，柯桠素具有以下分子结构式：
进一步地，茜素衍生物的来源包括且不限于天然产物的提取物。
进一步地，多元酚含氮衍生物中的x选自酒石酸根、柠檬酸根、草酸根、苹果酸根、枸椽酸根或抗坏血酸根(即维生素c)。
优选地，多元酚含氮衍生物中的x最佳为酒石酸根。
进一步地，上述的天然产物电解液的组合物的缓蚀效率不低于88％。
本发明还提供了上述天然产物电解液的组合物的用途，该组合物用于锌锰电池电解液。
本发明还提供了一种锌锰电池，该锌锰电池的电解液包括上述的天然产物电解液的组合物，可用于锌锰电池的芯的物质。
本发明的有益效果在于：
1、耐低温可以达到-40℃；
2、耐高温可以达到120℃；
3、环保性。
本发明的组合物具有优异的缓蚀效果和良好的导电性，其作为锌锰电池的电解液使用时，可以在非工作状态时抑制负极材料自放电性能从而可以降低电池的自损耗，且耐高温、耐低温、环保，大大延长电池的使用寿命，而在电池工作中由于导电性能良好可以发挥出正常的电池性能；更为重要的是，该组合物不含有重金属汞，避免了废弃电池可能带来的重金属污染，降低了后续处理成本和环境污染风险。
以下将结合实施例对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
具体实施方式
本发明提供了一种天然产物电解液的组合物，该组合物包括多元酚含氮衍生物、蒽酚类化合物、茜素衍生物、氨基酸衍生物以及七叶内酯。各组分的质量含量百分比分别为：多元酚含氮衍生物15-20wt％，蒽酚类化合物10-30wt％，茜素衍生物10-20wt％，氨基酸衍生物20-40wt％，七叶内酯15-30wt％。
其中多元酚含氮衍生物具有以下分子结构式：
其中，x为与阳离子部分等摩尔数的有机酸根，其选自酒石酸根、柠檬酸根、草酸根、苹果酸根、枸椽酸根或抗坏血酸根(即维生素c)，最佳为酒石酸根；r为包括在邻位、对位或间位的碳原子数为1-5的烷基；
茜素衍生物的来源包括且不限于天然产物的提取物，茜素衍生物具有以下分子结构式：
茜素衍生物包括茜草素、羟基茜草素和伪羟基茜草素，
其中，茜素衍生物为茜草素时，r1＝oh，r2＝h，r3＝h；
茜素衍生物为羟基茜草素时，r1＝oh，r2＝h，r3＝oh；
茜素衍生物为伪羟基茜草素时，r1＝oh，r2＝cooh，r3＝oh；
氨基酸衍生物具有以下分子结构式：
七叶内酯具有以下分子结构式：
蒽酚类化合物的来源包括天然产物的植物叶，但不限于树叶植物，在本发明的某些实施例中，蒽酚类化合物优选为柯桠素，其具有以下分子结构式：
上述的天然产物电解液的组合物的缓蚀效率不低于88％。
上述天然产物电解液的组合物的用途：该组合物用于锌锰电池电解液。
一种锌锰电池，该锌锰电池的电解液包括上述的天然产物电解液的组合物，可用于锌锰电池的芯的物质。
实施例1
一种天然产物电解液的组合物，用于锌锰电池电解液，其包括以下组分：多元酚含氮衍生物15wt％，蒽酚类化合物30wt％，茜素衍生物10wt％，氨基酸衍生物30wt％，七叶内酯15wt％。
其中，多元酚含氮衍生物的分子结构为：
其中x为与阳离子部分等摩尔数的酒石酸根；
茜素衍生物为茜草素，其具有以下分子结构式：
氨基酸衍生物具有以下分子结构式：
七叶内酯具有以下分子结构式：
蒽酚类化合物为柯桠素，其具有以下分子结构式：
在室温条件下对各组分按照上述配比进行称重，搅拌，然后再加入与含氮多元酚质量对应的等摩尔数的酒石酸混合，在密闭的容器中加热到50℃即得电解液，搅拌机的转速为1000-2000r/min。
实施例2
一种天然产物电解液的组合物，用于锌锰电池电解液，其包括以下组分：多元酚含氮衍生物20wt％，蒽酚类化合物10wt％，茜素衍生物10wt％，氨基酸衍生物40wt％，七叶内酯20wt％。
其中，多元酚含氮衍生物的分子结构为：
其中x为与阳离子部分等摩尔数的酒石酸根；
茜素衍生物为羟基茜草素，其具有以下分子结构式：
氨基酸衍生物具有以下分子结构式：
七叶内酯具有以下分子结构式：
蒽酚类化合物为柯桠素，其具有以下分子结构式：
在室温条件下对各组分按照上述配比进行称重，搅拌，然后再加入与含氮多元酚质量对应的等摩尔数的酒石酸混合，在密闭的容器中加热到50℃即得电解液，搅拌机的转速为1000-2000r/min。
实施例3
一种天然产物电解液的组合物，用于锌锰电池电解液，其包括以下组分：多元酚含氮衍生物18wt％，蒽酚类化合物12wt％，茜素衍生物15wt％，氨基酸衍生物35wt％，七叶内酯20wt％。
其中，多元酚含氮衍生物的分子结构为：
其中x为与阳离子部分等摩尔数的柠檬酸根；
茜素衍生物为伪羟基茜草素，其具有以下分子结构式：
氨基酸衍生物具有以下分子结构式：
七叶内酯具有以下分子结构式：
蒽酚类化合物为柯桠素，其具有以下分子结构式：
在室温条件下对各组分按照上述配比进行称重，搅拌，然后再加入与含氮多元酚质量对应的等摩尔数的柠檬酸混合，在密闭的容器中加热到50℃即得电解液，搅拌机的转速为1000-2000r/min。
实施例4
一种天然产物电解液的组合物，用于锌锰电池电解液，其包括以下组分：多元酚含氮衍生物20wt％，蒽酚类化合物20wt％，茜素衍生物10wt％，氨基酸衍生物20wt％，七叶内酯30wt％。
其中，多元酚含氮衍生物的分子结构为：
其中x为与阳离子部分等摩尔数的抗坏血酸根；
茜素衍生物为茜草素，其具有以下分子结构式：
氨基酸衍生物具有以下分子结构式：
七叶内酯具有以下分子结构式：
蒽酚类化合物为柯桠素，其具有以下分子结构式：
在室温条件下对各组分按照上述配比进行称重，搅拌，然后再加入与含氮多元酚质量对应的等摩尔数的抗坏血酸混合，在密闭的容器中加热到50℃即得电解液，搅拌机的转速为1000-2000r/min。
实施例5
一种天然产物电解液的组合物，用于锌锰电池电解液，其包括以下组分：多元酚含氮衍生物20wt％，蒽酚类化合物10wt％，茜素衍生物10wt％，氨基酸衍生物37wt％，七叶内酯23wt％。
其中，多元酚含氮衍生物的分子结构为：
其中x为与阳离子部分等摩尔数的抗坏血酸根；
茜素衍生物为羟基茜草素，其具有以下分子结构式：
氨基酸衍生物具有以下分子结构式：
七叶内酯具有以下分子结构式：
蒽酚类化合物为柯桠素，其具有以下分子结构式：
在室温条件下对各组分按照上述配比进行称重，搅拌，然后再加入与含氮多元酚质量对应的等摩尔数的抗坏血酸混合，在密闭的容器中加热到50℃即得电解液，搅拌机的转速为1000-2000r/min。
实施例6
一种天然产物电解液的组合物，用于锌锰电池电解液，其包括以下组分：多元酚含氮衍生物18wt％，蒽酚类化合物20wt％，茜素衍生物20wt％，氨基酸衍生物21wt％，七叶内酯21wt％。
其中，多元酚含氮衍生物的分子结构为：
其中x为与阳离子等摩尔数的苹果酸根；
茜素衍生物为茜草素，其具有以下分子结构式：
氨基酸衍生物具有以下分子结构式：
七叶内酯具有以下分子结构式：
蒽酚类化合物为柯桠素，其具有以下分子结构式：
在室温条件下对各组分按照上述配比进行称重，搅拌，然后再加入与含氮多元酚质量对应的等摩尔数的苹果酸混合，在密闭的容器中加热到50℃即得电解液，搅拌机的转速为1000-2000r/min。
将实施例1至6制备获得的电解液按照传统氯化锌电池的制备方法制成电池，使用的组件包括：锌皮，二氧化锰和碳棒自成电芯，相应的隔膜，封装的垫片，组装后注入电解液，活化后进行测试。结果如下表所示：
注：
耐高低温性：表示在此高温(120℃)或低温(-40℃)下，电池是否可以使用；“+”表示可以使用；“-”表示已经不能使用；具体测试方法为将待测电池置于该温度下足够时间使其温度达到设置值，然后取出电池进行测试。
放电容量：即电池的容量，它表示在一定条件下(标准的放电率、温度、终止电压等条件下)电池放出的电量；表中的各项数据是使用js-150d按通行测试方法做放电测试获得的。
安全性：表示在短路，过放电，强制电流(即强制电流阴极保护)的情况所引起的安全隐患，“+”表示通过，“-”表示不通过。
通过上述数据，可见本发明的组合物制成的电解液具有优异的导电性，提高了耐高低温性能，并且缓蚀效率高，极大地改善了用户对产品的使用效果，降低负极材料的自放电、大大延长电池的使用寿命，并且由于不含汞而不会产生环境污染也可以降低废弃处理成本。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。