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、WS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，媒氨电池、裡离子 电池、轴硫电池等，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，目前该电池采用的是液态电解液，液态电解液容易与正负极导电剂、集流体 等发生副反应，影响电池性能的发挥。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，现有的内部交换电池的液态电解液，液态电解液 容易与正负极的导电齐U、集流体等发生副反应，影响电池性能的发挥的问题。
[0006]本发明提供了一种电池，所述电池包括正极、负极、及位于所述正极和所述负极之 间的凝胶电解质；
[0007]所述凝胶电解质包括基体聚合物、分散剂W及电解质盐；所述基体聚合物包括聚 丙帰醜胺；所述电解质盐包括第一金属离子和第二金属离子；
[0008]所述正极包括能够可逆脱出-嵌入所述第一金属离子的正极活性物质；
[0009]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。
[0010] 优选地，所述基体聚合物占凝胶电解质的质量百分含量为5%~10%。
[0011] 优选地，所述凝胶电解质的厚度为1~1. 5mm。
[0012] 优选地，所述凝胶电解质还包括添加剂，所述添加剂为饿化合物。
[0013]更优选地，所述饿化合物选自硝酸饿和/或H氧化二饿。
[0014]优选地，所述电解质盐包括硫酸根离子、氯离子、醋酸根离子、硝酸根离子和烷基 賴酸根离子中的一种或几种。
[0015]优选地，所述聚丙帰醜胺选自非离子聚丙帰醜胺、阳离子聚丙帰醜胺、阴离子聚丙 帰醜胺和两性离子聚丙帰醜胺中的一种或几种。
[0016]优选地，所述聚丙帰醜胺的平均分子量为200万~1400万。
[0017]优选地，所述第一金属离子选自裡离子、轴离子和镇离子中的一种。
[001引优选地，所述第二金属选自猛、铁、铜、锋、铅、媒、锡和铅中的一种。
[0019] 优选地，所述分散剂为水或醇。
[0020] 本发明还提供了一种电池所述电池包括正极、负极、附于所述正极表面上的正极 凝胶电解质层、及位于所述正极凝胶电解质层与所述负极之间的第二液态电解液；
[0021] 所述正极凝胶电解质层包括基体聚合物、分散剂W及第一电解质盐；所述基体聚 合物包括聚丙帰醜胺；所述第一电解质盐包括第一金属离子；
[0022] 所述第二液态电解液中包括第二金属离子；
[0023] 所述正极包括能够可逆脱出-嵌入所述第一金属离子的正极活性物质；
[0024] 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。
[0025] 优选地，所述聚丙帰醜胺选自非离子聚丙帰醜胺、阳离子聚丙帰醜胺、阴离子聚丙 帰醜胺和两性离子聚丙帰醜胺中的一种或几种。
[0026] 优选地，所述聚丙帰醜胺的平均分子量为200万~1400万。
[0027] 优选地，所述第一金属离子选自裡离子、轴离子和镇离子中的一种。
[0028] 优选地，所述第二金属选自猛、铁、铜、锋、铅、媒、锡和铅中的一种。
[0029] 优选地，所述分散剂为水或醇。
[0030] 本发明还提供了一种电池，所述电池包括正极、负极、附于所述负极表面的负极凝 胶电解质层、及位于所述正极与所述负极凝胶电解质层的第一液态电解液；
[0031] 所述第一液态电解液中含有第一金属离子；
[0032] 所述负极凝胶电解质层附于所述负极上，所述负极凝胶电解质层包括基体聚合 物、分散剂W及第二电解质盐；所述基体聚合物包括聚丙帰醜胺；所述第二电解质盐包括 第二金属离子；
[0033] 所述正极包括能够可逆脱出-嵌入所述第一金属离子的正极活性物质；
[0034] 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。
[0035] 优选地，所述聚丙帰醜胺选自非离子聚丙帰醜胺、阳离子聚丙帰醜胺、阴离子聚丙 帰醜胺和两性离子聚丙帰醜胺中的一种或几种。
[0036] 优选地，所述聚丙帰醜胺的平均分子量为200万~1400万。
[0037] 优选地，所述第一金属离子选自裡离子、轴离子和镇离子中的一种。
[0038] 优选地，所述第二金属选自猛、铁、铜、锋、铅、媒、锡和铅中的一种。
[0039] 优选地，所述分散剂为水或醇。
[0040] 本发明还提供了一种电池，所述电池包括正极、附于所述正极表面的正极凝胶电 解质层、负极、附于所述负极表面的负极凝胶电解质层；
[0041] 所述正极凝胶电解质层包括基体聚合物、分散剂W及第一电解质盐；所述负极凝 胶电解质层包括基体聚合物、分散剂W及第二电解质盐；所述基体聚合物包括聚丙帰醜胺； 所述第一电解质盐包括第一金属离子；所述第二电解质盐包括第二金属离子；
[0042] 所述正极包括能够可逆脱出-嵌入所述第一金属离子的正极活性物质；
[0043] 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。
[0044] 优选地，所述电池还包括位于正极凝胶电解质层和负极凝胶电解质层之间的液态 电解液。
[0045] 优选地，所述聚丙帰醜胺选自非离子聚丙帰醜胺、阳离子聚丙帰醜胺、阴离子聚丙 帰醜胺和两性离子聚丙帰醜胺中的一种或几种。
[0046] 优选地，所述聚丙帰醜胺的平均分子量为200万~1400万。
[0047] 优选地，所述第一金属离子选自裡离子、轴离子和镇离子中的一种。
[004引优选地，所述第二金属选自猛、铁、铜、锋、铅、媒、锡和铅中的一种。
[0049] 优选地，所述分散剂为水或醇。
[0050] 与现有技术相比，本发明的电池采用凝胶电解质，无游离的液态电解液，有效降低 了电解液与正负极导电剂、集流体之间的反应活性，从而有效提高了电池正负极的工作效 率，有利于电池性能的发挥。附在正极表面的正极凝胶电解质层及附在负极表面的负极凝 胶电解质层，隔离液态电解液与正负极，对正负极进行保护，也有效降低了电解液与正负极 导电剂、集流体之间的副反应，从而提升了电池的正负极的工作效率，也有利于电池性能的 发挥。
【具体实施方式】
[0051] 为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，W下结合 实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释 本发明，并不用于限定本发明。
[0052] 本发明提供了一种电池，包括正极、负极、及位于正极和负极之间的凝胶电解质； 所述凝胶电解质包括基体聚合物、分散剂W及电解质盐；所述基体聚合物包括聚丙帰醜胺； 所述电解质盐包括第一金属离子和第二金属离子；所述正极包括能够可逆脱出-嵌入所述 第一金属离子的正极活性物质；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。
[0053] 本发明的凝胶电解质，可W直接层叠于正极和负极之间，即电池包括依次层叠的 正极、凝胶电解质W及负极。电池中不含液态电解液。此时，凝胶电解质起到液态电解液的 离子传导作用。
[0054] 此时，电池可W不含有隔膜，凝胶电解质起到隔离正极或负极的之间电子传导的 作用。当然也可W含有隔膜，将凝胶电解质形成于隔膜上，隔膜可W充当凝胶电解质的骨 架。
[0055] 本发明的电池，由于采用凝胶电解质，可W有效降低电池的内阻；还可W避免电解 质盐或电