空气电池电解液及其制备方法、空气电池

本申请涉及电池，特别是涉及一种空气电池电解液及其制备方法、空气电池。

背景技术：

1、锌空气电池是以空气中的氧气为阴极活性物质，金属锌为阳极活性物质的化学电源，其放电过程包括阳极锌板氧化和阴极氧还原反应，反向充电过程包括阳极zn2+的还原和阴极析氧反应（oer）。目前，锌空气电池以其能量密度高、电荷容量大等优点，有望成为新一代储能设备。

2、锌空气电池的充放电电压差及循环寿命是衡量电池系统的重要指标。然而，传统锌空气电池的阴极析氧反应所需充电电压较大，导致电池充放电电压差较大，且循环寿命较短。

3、因此，有必要对传统技术进行改进。

技术实现思路

1、基于此，本申请提供了一种可有效降低充放电电压差，且有效提升循环稳定性的空气电池电解液及其制备方法，以及提供了包含该空气电池电解液的空气电池。

2、本申请解决上述技术问题的技术方案如下。

3、本申请第一方面提供了一种空气电池电解液，所述空气电池电解液包括碱、乙醇、乙酸盐和水，所述乙醇的浓度为0.2 mol/l~2 mol/l，所述乙酸盐的浓度为0.1 mol/l~0.5mol/l。

4、在其中一些实施例中，空气电池电解液中，所述乙醇的浓度为0.2 mol/l~1 mol/l。

5、在其中一些实施例中，空气电池电解液中，所述乙醇的浓度为0.5 mol/l~1 mol/l。

6、在其中一些实施例中，空气电池电解液中，所述乙醇与所述乙酸盐的浓度比为(1~5):1。

7、在其中一些实施例中，空气电池电解液中，所述乙酸盐包括乙酸锌。

8、在其中一些实施例中，空气电池电解液中，所述碱包括氢氧化钾和氢氧化钠中的至少一种。

9、在其中一些实施例中，空气电池电解液中，所述空气电池电解液中，所述碱、所述乙醇和所述的总浓度为1 mol/l~10 mol/l。

10、本申请第二方面提供了一种空气电池电解液的制备方法，包括以下步骤：

11、将碱、乙醇、乙酸盐和水混合，得到空气电池电解液；所述空气电池电解液中，所述乙醇的浓度为0.2 mol/l~2 mol/l，所述乙酸盐的浓度为0.1 mol/l~0.5 mol/l。

12、本申请第三方面提供了一种空气电池，包括阴极、阳极和本申请第一方面提供的空气电池电解液或本申请第二方面提供的制备方法制得的空气电池电解液。

13、与现有技术相比较，本申请的空气电池电解液具有如下有益效果：

14、上述空气电池电解液，包括碱、乙醇、乙酸盐和水，其中，乙酸盐能够提供金属离子并增加导电率，并控制乙酸盐和乙醇的浓度，使得充电过程中乙醇氧化反应与析氧反应相互竞争，由于乙醇氧化反应动力学比析氧反应动力学更快，乙醇氧化反应替代了传统阴极析氧反应，有效降低阴极反应的充电电压，且放电过程保持不变，从而有效降低空气电池的充放电电压差；同时该乙醇氧化反应是四电子路径，无气体生成，有效避免因析氧反应产生的气体导致充电过程的电流密度降低；且乙醇氧化反应的产物醋酸盐还可有效提升空气电池的导电性，同时该空气电池电解液不会影响空气电池的开路电压，从而有效提升空气电池的充电性能和循环稳定性。

技术特征：

1.一种空气电池电解液，其特征在于，所述空气电池电解液包括碱、乙醇、乙酸盐和水，所述乙醇的浓度为0.2 mol/l~2 mol/l，所述乙酸盐的浓度为0.1 mol/l~0.5 mol/l。

2.如权利要求1所述的空气电池电解液，其特征在于，所述乙醇的浓度为0.2 mol/l~1mol/l。

3.如权利要求1所述的空气电池电解液，其特征在于，所述乙醇的浓度为0.5 mol/l~1mol/l。

4.如权利要求1所述的空气电池电解液，其特征在于，所述乙醇与所述乙酸盐的浓度比为(1~5):1。

5.如权利要求1所述的空气电池电解液，其特征在于，所述乙酸盐包括乙酸锌。

6.如权利要求1~5任一项所述的空气电池电解液，其特征在于，所述碱包括氢氧化钾和氢氧化钠中的至少一种。

7.如权利要求1~5任一项所述的空气电池电解液，其特征在于，所述空气电池电解液中，所述碱、所述乙醇和所述乙酸盐的总浓度为1 mol/l~10 mol/l。

8.一种空气电池电解液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.一种空气电池，其特征在于，包括阴极、阳极和如权利要求1~7任一项所述的空气电池电解液或如权利要求8所述的制备方法制得的空气电池电解液。

10.如权利要求9所述的空气电池，其特征在于，所述空气电池包括锌空气电池。

技术总结
本申请涉及一种空气电池电解液及其制备方法、空气电池。空气电池电解液包括碱、乙醇、乙酸盐和水，乙醇的浓度为0.2mol/L~2mol/L，乙酸盐的浓度为0.1mol/L~0.5mol/L。该空气电池电解液，通过控制乙酸盐和乙醇的浓度，使得充电过程中乙醇氧化反应与析氧反应相互竞争，乙醇氧化反应替代了传统阴极析氧反应，有效降低阴极反应的充电电压，且放电过程保持不变，从而有效降低空气电池的充放电电压差；同时该乙醇氧化是四电子路径，无气体生成，有效避免因析氧反应产生的气体导致充电过程的电流密度降低；且乙醇氧化反应的产物醋酸盐还可有效提升空气电池的导电性，同时该空气电池电解液不会影响空气电池的空气电池的开路电压，从而有效提升空气电池的充电性能和循环稳定性。

技术研发人员：王楠,叶燕婷,李子龙,金彦烁,孟辉
受保护的技术使用者：暨南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17