權利要求書： 1.一種
鋅離子電池固態電解質，其特征在于，由氯化鋅?溴化鋅?醋酸鋅三元體系經高溫處理得到；所述氯化鋅?溴化鋅?醋酸鋅三元體系通過以下方法制備得到：將氯化鋅、溴?1
化鋅和醋酸鋅到分散水中，加熱溶解后冷卻，得到鹽總濃度為60 100molkg 的氯化鋅?溴~?1
化鋅?醋酸鋅三元體系；其中，氯化鋅的濃度范圍為20 30molkg ，溴化鋅的濃度范圍為20~
?1 ?1
30molkg ，醋酸鋅的濃度范圍為20 40molkg ；所述高溫處理為在160 200℃下加熱1~ ~ ~ ~
10min。
2.一種鋅離子電池，其特征在于，包括權利要求1所述的固態電解質，且鋅離子電池正極為碳材料，負極為金屬鋅、含
鋅合金或金屬鋅、含鋅合金或其它可負載鋅的惰性導電基底。
3.根據權利要求2所述的鋅離子電池，其特征在于，所述碳材料包括
碳納米管、天然石墨、膨脹石墨、
石墨烯及其它具有石墨晶格結構的碳材料。
說明書： 一種鋅離子電池固態電解質技術領域[0001] 本發明涉及一種鋅離子電池固態電解質，以及使用該電解質的鋅離子
固態電池。背景技術[0002] 固態電解質是一類具有離子導電性的固體材料，可作為電解質應用在電池中。與傳統的液態電解質相比，固態電解質不易燃，不易短路，具有安全性更高的優勢。通常采用
的固態電解質為無機鹽，其導電性來源于較小離子(如
鋰離子)在晶格間隙的穿梭。
[0003] 鋅離子電池是一類具有潛力的電池。金屬鋅具有高理論比容量(820mAhg?1)和豐富的來源。目前未見鋅離子電池使用固態電解質(不包括凝膠電解質)的報道。
發明內容[0004] 本發明研制了一種鋅離子電池固態電解質，由氯化鋅?溴化鋅?醋酸鋅三元體系經高溫處理得到。所述氯化鋅?溴化鋅?醋酸鋅三元體系通過以下方法制備得到：將氯化鋅、溴
?1
化鋅和醋酸鋅到分散水中，加熱溶解后冷卻，得到鹽總濃度為60～100molkg 的氯化鋅?溴
?1
化鋅?醋酸鋅三元體系。其中，氯化鋅的濃度范圍為20～30molkg ，溴化鋅的濃度范圍為20
?1 ?1
～30molkg ，醋酸鋅的濃度范圍為20～40molkg 。所述高溫處理為160～180℃加熱處
理。
[0005] 進一步的，鋅離子電池正極為碳材料，負極為金屬鋅、含鋅合金或金屬鋅、含鋅合金或其它可負載鋅的惰性導電基底。
[0006] 進一步的，所述碳材料包括碳納米管、天然石墨、膨脹石墨、石墨烯、石墨烯組裝體及其它具有石墨晶格結構的碳材料。
[0007] 本發明的有益效果在于，本發明提供了一種鋅離子電池固態電解質，其電導率達?6 ?1
10 Sm 。解決了鋅離子固態電池的技術瓶頸，使得鋅離子固態電池成為可能。相比于其他
固態電池，基于本發明電解質的鋅離子固態電池具有成本低，制備簡單的特點。
附圖說明[0008] 圖1為由總濃度為60molkg?1的氯化鋅?溴化鋅?醋酸鋅水系凝膠經180℃處理所得的固態電解質照片。
具體實施方式[0009] 本發明以來源廣泛的氯化鋅、溴化鋅、醋酸鋅和去離子水為原料，先制備三元體系，再通過對其高溫處理制備固態電解質。
[0010] 其中，高濃度三元體系的制備是獲得固態電解質的基礎，本發明基于“封端”作用，抑制結晶過程并使體系內的無機離子形成三維無機高分子，得到的膠狀體具有類似水凝膠
的性質，將該三元體系置于菌種瓶中，倒扣后該三元體系不會流動。
[0011] 本發明中，除特別說明，濃度均采用溶質溶劑比表示，60～100molkg?1指的是每千克水所溶解的溶質的物質的量為60～100mol。
[0012] 下面通過實施例對本發明進行具體描述，本實施例只用于對本發明做進一步的說明，不能理解為對本發明保護范圍的限制，本領域的技術人員根據上述發明的內容做出一
些非本質的改變和調整，均屬于本發明的保護范圍。
[0013] 實施例1：[0014] (1)將0.2mol氯化鋅、0.2mol溴化鋅和0.2mol醋酸鋅依次加入到10g去離子水中，?1
加熱至120℃溶解，自然冷卻至室溫得到總濃度為60molkg 的氯化鋅?溴化鋅?醋酸鋅水系
膠狀體。
[0015] (2)將步驟1得到的膠狀體在180℃條件下加熱5分鐘，冷卻可得固態電解質，見圖1。
[0016] (3)將步驟1得到的膠狀體在180℃條件下加熱5分鐘，澆在聚四氟乙烯膜上，其上覆蓋第二層聚四氟乙烯膜，壓鐵塊，冷卻以獲得厚度為0.1mm的薄片。
[0017] (4)測得薄片電導率為10?6Sm?1。測試方法為：將鈦箔、固態電解質薄片和鈦箔依次疊加到Swaglok電池模具中加壓熱封。使用交流阻抗方法測得其電阻，通過計算可得其電
導率。
[0018] (5)將鋅負極、固態電解質薄片和石墨烯膜正極依次疊加到電池模具中加壓熱封。?1 ?1
得到的電池單體在0.1Ag 的電流密度下，其質量比容量為40mAhg (基于正極活性物質
計算)。
[0019] 本實施例的步驟3中，也可以將步驟2得到的固態進行重新加熱至160～200攝氏度，熔化后進行澆筑成型。
[0020] 實施例2：[0021] (1)將0.3mol氯化鋅、0.3mol溴化鋅和0.4mol醋酸鋅依次加入到10g去離子水中，?1
加熱至130℃溶解，自然冷卻至室溫得到總濃度為100molkg 的氯化鋅?溴化鋅?醋酸鋅水
系膠狀體。
[0022] (2)將步驟1得到的膠狀體在180℃條件下加熱5分鐘，澆在聚四氟乙烯膜上，其上覆蓋第二層聚四氟乙烯膜，壓鐵塊，冷卻以獲得厚度為0.1mm的薄片。
[0023] (3)測得其電導率為8×10?7Sm?1。[0024] (4)將鋅負極、固態電解質薄片和膨脹石墨正極依次疊加到電池模具中加壓熱封。?1 ?1
得到的電池單體在0.1Ag 的電流密度下，其質量比容量為30mAhg (基于正極活性物質
計算)。
[0025] 實施例3：[0026] (1)將0.2mol氯化鋅、0.2mol溴化鋅和0.2mol醋酸鋅依次加入到10g去離子水中，?1
加熱至120℃溶解，自然冷卻至室溫得到總濃度為60molkg 的氯化鋅?溴化鋅?醋酸鋅水系
膠狀體。
[0027] (2)將步驟1得到的膠狀體在160℃條件下加熱10分鐘，澆在聚四氟乙烯膜上，其上覆蓋第二層聚四氟乙烯膜，壓鐵塊，冷卻以獲得厚度為0.1mm的薄片。
[0028] (3)測得其電導率為10?6Sm?1。[0029] (4)將鋅負極、固態電解質薄片和石墨烯膜正極依次疊加到電池模具中加壓熱封。?1 ?1
得到的電池單體在0.1Ag 的電流密度下，其質量比容量為38mAhg (基于正極活性物質
計算)。
[0030] 實施例4：[0031] (1)將0.3mol氯化鋅、0.3mol溴化鋅和0.4mol醋酸鋅依次加入到10g去離子水中，?1
加熱至120℃溶解，自然冷卻至室溫得到總濃度為100molkg 的氯化鋅?溴化鋅?醋酸鋅水
系膠狀體。
[0032] (2)將步驟1得到的膠狀體在200℃條件下加熱1分鐘，澆在聚四氟乙烯膜上，其上覆蓋第二層聚四氟乙烯膜，壓鐵塊，冷卻以獲得厚度為0.1mm的薄片。
[0033] (3)測得其電導率為6×10?7Sm?1。[0034] (4)將鋅負極、固態電解質薄片和天然石墨正極依次疊加到電池模具中加壓熱封。?1 ?1
得到的電池單體在0.1Ag 的電流密度下，其質量比容量為2mAhg 。
聲明：
“鋅離子電池固態電解質” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：杭州高烯科技有限公司
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2025年03月28日 ~ 30日 
