專利名稱：一種用于鋅空氣電池的堿性離子液體電解液的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于鋅空氣電池的堿性離子液體電解液。
背景技術：
鋅空氣電池的發明已經有上百年的歷史，它具有能量大、容量大、能量高、工作電壓平穩、使用壽命長、性能穩定、無毒無害、安全可靠、沒有爆炸隱患、資源豐富、成本低廉等諸多優點，是非常優秀的儲能材料。1995年以色列電燃料(Electric Fuel)有限公司首次將鋅空氣電池用于EV(電動汽車)上，使得鋅空氣電池進入了實用化階段。美國Dreisback Electromotive公司以及德國、法國、瑞典、荷蘭、芬蘭、西班牙和南非等多個國家也都在EV 上積極地推廣應用鋅空氣電池。鋅空氣電池(zinc air battery)，用活性炭吸附空氣中的氧或純氧作為正極活性物質，以鋅為負極，以氯化銨或苛性堿溶液為電解質的一種原電池。但是，鋅空氣電池目前存在爬堿漏液的問題，長期存放過程中會發生自放電而影響電池的性能。離子液體(也稱為室溫離子液體或低溫熔融鹽)，是由陰陽離子組成的、在室溫或室溫附近溫度下呈液態的鹽類。近年來，離子液體作為綠色溶劑，在電化學方面受到了廣泛重視。離子液體具有下列特點(1)粘度密度大，幾乎沒有蒸汽壓，不揮發，材料相容性好; (2)熱穩定性好，電導率高，電化學窗口寬；(3)設計陰陽離子可調節其它物質在離子液體中的溶解性。(4)作為電解液，既可以起溶劑作用，又可以起電解質的作用。由于離子液體本身的特性，使其能夠大幅度改善鋅空氣電池的爬堿漏液問題。同時離子液體幾乎不揮發， 是一種更為綠色環保的電解液。

發明內容
本發明的目的在于使用堿性離子液體完全或者部分替代傳統的堿溶液作為鋅空氣電池電解液，從而克服現有技術中使用堿溶液作為電解液存在的爬堿漏液的缺點，提供一種性能優良的新型電解液。本發明提供的一種鋅空氣電池電解液，其特征在于電解液含有堿性離子液體。 所述堿性離子液體主要包括三種類型一種為能夠接受質子的離子液體為B型堿性離子液體；一種而能夠給出電子對的離子液體為L型堿性離子液體；一種以酸堿質子理論及酸堿電子理論為基礎的Lewis/ Br^isted復合堿性離子液體。所述堿性離子液體陽離子包括，哌啶離子、吡咯離子、咪唑離子、季胺離子、季膦離子、氨基酸酯離子、胍離子。所述的堿性離子液體陽離子中的部分基團可以被碳原子數為1 6的烯基或酰基取代。所述的B型堿性離子液體陰離子選自以下基團C032_、OH、HSO4, Η2Ρ04。所述的L型堿性離子液體陰離子選自以下基團乳酸根、羧酸根、二氰胺根、溴基或氟基。
本發明可以由堿性離子液體與水混合作為鋅空氣電池的電解液，其中堿性離子液體的含量為0-80%。或者由堿性離子液體與20% -50%的氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液混合作為鋅空氣電池的電解液，其中堿性離子液體的含量為0-20%。本發明的電解液可與電芯組合用于鋅空氣電池中。本發明的有益效果是在使用堿性離子液體完全或者部分替代傳統的堿溶液，作為鋅空氣電池電解液。能夠有效地降低鋅空氣電池存在的爬堿漏液的問題，提高電池的壽命和電池性能。
具體實施例方式本項發明將結合以下實例進一步說明，但并不僅限于下述實施例，在不脫離前后所述宗旨的范圍內，變化實施都包含在本發明的技術范圍之內。實施例1電解液氫氧化1- 丁基-3-甲基咪唑離子液體的合成分別取0. 5mol[bmim]Br、0. 5mol氫氧化鉀，加入IOOml的無水二氯甲烷作溶劑，室溫條件下進行磁力攪拌10h，將生成的沉淀過濾后旋轉蒸發除去溶劑，用乙醚洗滌離子液體若干次，再真空干燥除水得堿性離子液體[bmim]0H。
權利要求
1.一種鋅空氣電池電解液，其特征在于電解液含有堿性離子液體。
2.根據權利要求1所述的電解液，所述堿性離子液體主要包括三種類型一種為能夠接受質子的離子液體為B型堿性離子液體；一種而能夠給出電子對的離子液體為L型堿性離子液體；一種以酸堿質子理論及酸堿電子理論為基礎的Lewis/ Bdnsted復合堿性離子液體。
3.根據權利要求1或2所述的電解液，所述堿性離子液體陽離子包括，哌啶離子、吡咯離子、咪唑離子、季胺離子、季膦離子、氨基酸酯離子、胍離子。
4.根據權利要求3所述的電解液，所述的堿性離子液體陽離子中的部分基團可以被碳原子數為1 6的烯基或酰基取代。
5.根據權利要求2所述的電解液，所述的B型堿性離子液體陰離子選自以下基團 CO廣、OH_、HSO4、H2PO4。
6.根據權利要求2所述的電解液，所述的L型堿性離子液體陰離子選自以下基團乳酸根、羧酸根、二氰胺根、溴基或氟基。
7.根據權利要求1或2所述的電解液，其特征在于堿性離子液體與水混合作為鋅空氣電池的電解液，其中堿性離子液體的含量為0-80%。
8.根據權利要求1或2所述的電解液，其特征在于堿性離子液體與20%-50%的氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液混合作為鋅空氣電池的電解液，其中堿性離子液體的含量為0-20%。
9.一種鋅空氣電池，該鋅空氣電池包括電芯和電解液，其特征在于所述電解液為權利1-2中任意一種或幾種電解液。
全文摘要
本發明涉及了一類用于鋅空氣電池的堿性離子液體電解液。該堿性離子液體包括B型堿性離子液體、L型堿性離子液體、復合堿性離子液體，該堿性離子液陽離子包括，哌啶離子、吡咯離子、咪唑離子、季胺離子、季瞵離子、氨基酸酯離子、胍離子。本發明所涉及的離子液體電解液由于幾乎沒有蒸汽壓，電解液不易揮發，可以改善鋅空電池長時間放置所造成的電解液揮發、變質等問題；由于離子液體具有一定的粘度，使用離子液體電解液的鋅空電池不易漏液，可以改善鋅空電池在動力汽車上應用的問題；同時由于離子液體很好的溶解性，有望解決鋅空電池的可充電問題。
文檔編號H01M12/06GK102544636SQ20121000365
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者常嵩, 張亮, 張鎖江, 蔡迎軍 申請人:中國科學院過程工程研究所