本发明属于电化学储能领域， 具体涉及一种电池。

背景技术

近年来， 随着科技的发展， 对能源尤其是可再生绿色能源的需求越来越 突出， 电池作为能量的储存和转换装置正发挥着不可 替代的作用。 在诸多种 类是电池中， 锂二次电池与传统的镍氢、 镍镉二次电池相比具有很多优点， 比如能量密度大， 重量轻， 可应用于笔记本电脑等便携式电子产品中； 工作 电压高、 自放电低、 循环寿命长、 无记忆效应， 可多次充放； 工作温度宽， 可在许多极端环境下使用； 安全性能好， 工作时无气体产生； 无环境公害， 有利于环境保护等。

然而， 现有的锂二次电池的容量仍旧较小， 仍旧无法满足人们 日常工作 生活的需求。 比如， 笔记本在使用电池供电工作时， 仅仅能够使用约 2个小 时， 多数智能手机待机时间只有 1 到 2天。 如果使用者外出工作时间较长没 有及时为电池充电， 则会给使用者的工作和生活带来不便。

因此， 现有技术实有必要进一步提高。

发明 内容

本发明旨在提供一种具有良好电化学性能以及 高能量密度的电池。

本发明提供一种电池， 包括正极、 负极和电解液， 所述正极包括正极集 流体和形成于所述正极集流体上的涂层， 所述涂层至少包括参与正极反应的 正极活性物质， 所述正极活性物质能够可逆脱出 -嵌入离子； 所述负极至少包 括负极集流体； 所述电解液包括溶剂和电解质， 所述溶剂选自水或醇， 所述 电解质至少能够电离出在充放电过程中在所述 负极发生还原 -沉积和氧化-溶 解的活性离子； 所述涂层中正极活性物质的面密度范围为 1 00-3000g/m ² 。

优选的， 所述涂层中正极活性物质的面密度为 300- 1 500g/m ² 。

优选的， 所述涂层的厚度范围为 40- 1000μηι。

本发明还提供了一种电池， 包括正极、 负极和电解液， 所述正极包括正 极集流体和形成于所述正极集流体上的涂层， 所述涂层至少包括参与正极反 应的正极活性物质， 所述正极活性物质能够可逆脱出 -嵌入离子； 所述负极至 少包括负极集流体； 所述电解液包括溶剂和电解质， 所述溶剂选自水或醇， 所述电解质至少能够电离出在充放电过程中在 所述负极发生还原-沉积和氧 化 -溶解的活性离子； 所述涂层的厚度范围为 40- 1000μηι。

优选的， 所述正极活性物质占所述涂层的比重范围为 60-99%。

优选的， 所述涂层还包括导电剂， 所述导电剂占所述涂层的比重范围为

0.5-30%。

优选的， 所述涂层还包括粘结剂， 所述粘结剂占所述涂层的比重范围为 0.5- 10%。

优选的， 所述正极集流体的厚度范围为 5- 100μηι。

优选的， 所述正极集流体的材料选自碳基材料、 金属或合金中的一种， 其中， 所述碳基材料选自玻璃碳、 石墨箔、 泡沫碳、 碳毡、 碳纤维中的一种； 其中， 所述金属选自 Al、 Fe、 Cu、 Pb、 Ti、 Cr、 Mo、 Co、 Ag或经过钝化处 理的上述金属中的一种； 其中， 所述合金选自不锈钢、 A1合金、 Ni合金、 Ti 合金、 Cu合金、 Co合金、 Ti-Pt合金、 Pt-Rh合金或经过钝化处理的上述合 金中的一种。

优选的，所述正极集流体为不锈钢网，所述不 锈钢网的规格选自 100 目 、 1 10 目 、 120 目 、 150 目 、 160 目 、 180 目 、 200 目 、 250 目 、 270 目 300 目 。

优选的， 所述正极集流体为经过钝化处理的不锈钢网。

本发明提供的电池，涂层中正极活性物质的面 密度设置为 100-3000g/m ² , 电池具有优异的电化学性能、 较高的能量密度以及良好的循环性能， 电池操 作安全， 生产成本低， 适合作为大型储能领域的储能体系以及铅酸电 池的替 代品。

附图说明

图 1是实施例 1提供的电池的放电容量与循环次数的关系曲� �图； 图 2是实施例 2提供的电池的放电容量与循环次数的关系曲� �图； 图 3是实施例 3提供的电池的放电容量与循环次数的关系曲� �图； 图 4是实施例 3提供的电池的库伦效率与循环次数的关系曲� �图； 图 5是实施例 4提供的电池的放电容量与循环次数的关系曲� �图； 图 6是实施例 5提供的电池的放电容量与循环次数的关系曲� �图； 图 7是实施例 5提供的电池的库伦效率与循环次数的关系曲� �图； 图 8是实施例 7提供的电池的放电容量与循环次数的关系曲� �图； 图 9是实施例 8提供的电池的放电容量与循环次数的关系曲� �图。 具体实施方式

一种电池， 电池可以应用于如手机、 笔记本电脑等便携式电子产品， 电 动汽车， 电动工具等。

一种电池， 包括正极、 负极和电解液， 正极包括正极集流体和形成于正 极集流体上的涂层， 涂层至少包括参与正极反应的正极活性物质。

正极活性物质占涂层的重量百分比范围为 60-99%, 涂层中正极活性物质 的面密度范围为 100-3000g/m ² , 优选的， 涂层中正极活性物质的面密度范围 为 300-1500g/m ² , 涂层厚度范围为 40-1000μηι。

本发明还提供了一种电池， 包括正极、 负极和电解液， 正极包括正极集 流体和形成于正极集流体上的涂层， 涂层至少包括参与正极反应的正极活性 物质， 涂层厚度范围为 40-1000μηι。

在制备涂层的过程中， 一般涉及对涂覆干燥成型的正极进行压制处理 ， 压制处理后的涂层厚度范围为 40-1000μηι, 涂层没有出现干裂或掉粉现象， 依照该设计制造的正极具有优良的电化学性能 。

具体的， 正极活性物质能够可逆脱出 -嵌入离子。 优选的， 正极活性物质 能够可逆脱出-嵌入锂离子、 钠离子或镁离子。

在具体的实施方式中， 正极活性物质是符合通式 Li _1+x Mn _y M _z O _k 的能够可 逆脱出-嵌入锂离子的尖晶石结构的化合物， 其中， -l≤ x≤0.5, 1< y <2.5, 0< z <0.5, 3< k <6, M选自 Na、 Li、 Co、 Mg、 Ti、 Cr、 V、 Zn、 Zr、 Si、 Al t 的至少一种。 优选的， 正极活性物质含有 LiMn ₂ 0 ₄ 。 更优选的， 正极活性物 质含有经过掺杂或包覆改性的 LiMn ₂ 0 ₄ 。

在具体的实施方式中，正极活性物质是符合通 式 Li l+ _x M _y M' _z M" _c 02 + n的能 够可逆脱出-嵌入锂离子的层状结构的化合物� � 其中， -l< x≤0.5, 0< y <1, 0< z <1 , 0< c <1 , -0.2< n <0.2, M, Μ', Μ"分别选自 Ni、 Mn、 Co、 Mg、 Ti、 Cr、 V、 Zn、 Zr、 Si或 Al的中至少一种。 优选的， 正极活性物质含有 LiCo0 ₂ 。

在具体的实施方式中， 正极活性物质是符合通式 Li _x M^ _y M' _y (X0 ₄ ) _n 的能 够可逆脱出-嵌入锂离子的橄榄石结构的化合� �， 其中， 0< x≤2, 0< y <0.6, 1< n <1.5, M选自 Fe、 Mn、 V或 Co, M'选自 Mg、 Ti、 Cr、 V或 Al的中至 少一种， X选自 S、 P或 Si中的至少一种。优选的，正极活性物质含有 LiFeP0 ₄ 。

目前锂电池工业中， 几乎所有正极活性物质都会经过掺杂、 包覆等改性 处理。 但掺杂， 包覆改性等手段造成材料的化学通式表达复杂 ， 如 LiMn ₂ 0 ₄ 已经 不 能够代表 目 前广 泛使用 的 "锰酸锂 "的通式 ， 而应该 以 通式 Li _{1 +x} Mn _y M _z O _k 为准， 广泛地包括经过各种改性的 LiMn ₂ 0 ₄ 正极活性物质。 同 样的， LiFeP0 ₄ 以及 LiCo0 ₂ 也应该广泛地理解为包括经过各种掺杂、 包覆等 改性的， 通式分别符合 Li _x M _{1 -y} M' _y (X0 ₄ ) _n 和 Li _{1 +x} M _y M' _z M" _c 0 _2+n 的正极活性物 质。

正极活性物质为锂离子脱出 -嵌入化合物时， 可以选用如 LiMn ₂ 0 ₄ 、 LiFeP0 ₄ 、 LiCo0 ₂ 、 LiM _x P0 ₄ 、 LiM _x SiO _y (其中 M 为一种变价金属）等化合物。 此外， 可脱出-嵌入钠离子的化合物 NaVP0 ₄ F , 可脱出-嵌入镁离子的化合物 MgM _x O _y (其中 M为一种金属， 0.5< X <3 , 2< y <6)以及具有类似功能， 能够 脱出-嵌入离子或官能团的化合物都可以作为� �发明电池的正极活性物质， 因 此， 本发明并不局限于锂离子电池。

涂层还包括导电剂， 导电剂主要起到提高涂层的导电子能力， 导电剂占 涂层的重量百分比范围为 0.5 -30%。导电剂包括选自导电聚合物、碳纳米管� � 活性碳、 石墨烯、 碳黑、 碳纤维中的至少一种。 碳黑包括但不仅限于乙炔黑、 科琴碳黑（Ketjen black , KB)以及 super-p碳黑。

涂层还包括粘结剂， 粘结剂主要是将活性材料粘附在集流体上的高 分子 化合物， 增强活性材料与导电剂以及活性材料与集流体 之间的电子接触， 更 好地稳定正极的性能。 粘结剂 占涂层的重量百分比范围为 0.5- 10%。 粘结剂 选自聚四氟乙烯（PTFE)、 聚偏氟乙烯（PVDF)、 羧甲基纤维素钠（CMC)、 羧甲 基纤维素钠衍生物（CMC derivation) , 丁苯橡胶（SBR)、 丁苯橡胶衍生物（SBR derivation)中的至少一种。丁苯橡胶衍生物如通� ��化学修饰获得的具有亲水性 的丁苯橡胶（PSBR100)。

正极集流体主要是作为传导和收集电子的载体 ， 正极集流体的材料包括 碳基材料、 金属或合金中的一种。

碳基材料选自玻璃碳、 石墨箔、 泡沫碳、 碳毡、 碳纤维中的一种。 在一 个具体的实施方式中， 正极集流体为石墨， 如商业化的石墨压制的箔， 其中 石墨所占的重量比例范围为 90- 100%。

金属为金属网或金属箔， 金属包括 Al、 Fe、 Cu、 Pb、 Ti、 Cr、 Mo、 Co、 Ag或经过钝化处理的上述金属中的一种。 在一个具体的实施方式中， 正极集 流体选自钝化处理的铝箔。

将金属进行钝化处理的主要目 的是使金属的表面形成一层钝化膜， 从而 在电池充放电过程中， 能起到稳定的收集和传导电子的作用， 而不会参与正 极反应， 保证电池性能。

合金包括不锈钢、 A1合金、 Ni合金、 Ti合金、 Cu合金、 Co合金、 Ti-Pt 合金、 Pt- h合金或经过钝化处理的上述金属中的一种。

不锈钢包括不锈钢网、 不锈钢箔， 不锈钢的型号包括但不仅限于不锈钢 304或者不锈钢 3 16或者不锈钢 3 16L中的一种。 在具体实施方式中， 正极集 流体采用型号为 304的不锈钢箔。 若正极集流体采用不锈钢网， 则不锈钢网 的规格范围选自 100 目 、 1 10 目 、 120 目 、 150 目 、 160 目 、 1 80 目 、 200 目 、 250 目 、 270 目或 300 目 ， 较佳的不锈钢网的规格为 150 目 ， 正极活性物质能 够稳定的涂覆在正极集流体表面， 有利于正极反应的进行。

在正极集流体上涂覆涂层的过程中， 可以在正极集流体的两侧均涂覆涂 层， 也可以仅在一侧涂覆涂层， 在具体一个实施方式中， 正极集流体为不锈 钢网或箔， 在不锈钢网或不锈钢箔的两侧均涂覆涂层， 而不锈钢网或不锈钢 箔的任一侧为单层涂层。 单层涂层的厚度范围为 40- 1000μηι。

同样的， 将不锈钢进行钝化处理也是使其能够稳定的起 到收集和传导电 子的作用， 而不会参与正极反应， 保证电池性能。 在具体实施方式中， 钝化 不锈钢的具体过程为： 在 50 °C下， 将不锈钢置入 20%的硝酸中半小时， 使不 锈钢表面形成一层钝化膜。 钝化后的不锈钢作为集流体使用。

正极集流体的厚度对正极的电化学性能有一定 影响， 正极集流体的厚度 太薄， 会影响正极集流体的机械强度； 正极集流体的厚度太厚， 会增加正极 的重量， 从而影响正极的能量密度， 在本发明中， 正极集流体的厚度为 5 - 100μηι , 在优选的实施方式中， 正极集流体的厚度为 50μηι。

负极至少包括负极集流体， 在一个负极的实施方式中， 负极仅包括负极 集流体。 负极集流体仅作为电子传导和收集的载体， 不参与电化学反应。 负 极集流体的材料选自金属 Ni、 Cu、 Ag、 Pb、 Sn、 Fe、 Al或经过钝化处理的 上述金属中的至少一种， 或者碳基材料， 或者不锈钢。 其中， 碳基材料包括 石墨材料， 比如商业化的石墨压制的箔， 其中石墨所占的重量比例范围为 90- 100%。 不锈钢材料包括但不仅限于不锈钢 304 或者不锈钢 3 16 或者不锈 钢 3 16L。

负极集流体还可以选自含有析氢电位高的镀 /涂层的金属， 从而降低负极 副反应的发生。 镀 /涂层选自含有 C、 Sn、 In , Ag、 Pb、 Co、 Zn 的单质， 合 金， 或者氧化物中至少一种。 镀 /涂层的厚度范围为 l - 1000nm。 例如： 在铜 的负极集流体表面镀上铅或银， 或者以涂覆的形式覆盖一层碳。

电解液包括溶剂和至少一种电解质， 溶剂包括水溶液或者醇溶液中的至 少一种， 醇溶液包括但不仅限于乙醇或甲醇。 电解质能够电离出在充放电过 程中在负极发生还原 -沉积和氧化 -溶解的活性离子。

活性离子包括金属离子， 金属选自 Zn、 Fe、 Cr、 Cu、 Mn、 Ni中的至少 一种。 在优选的实施方式中， 活性离子为 Zn ²⁺ 。 活性离子的浓度范围为 0.5 - 1 5mol/L。

金属离子以氯酸盐、 4 酸盐、 硝酸盐、 醋酸盐、 甲酸盐、 磷酸盐中一种 或几种形式存在于电解液中。

正极集流体为钝化处理的不锈钢时， 优选的， 金属离子以硫酸盐或硝酸 盐或醋酸盐的形式存在于电解液中； 正极集流体为钝化处理的金属铝时， 优 选的， 金属离子以硫酸盐或醋酸盐的形式存在于电解 液中。

更优选的， 电解液中还包括一种电解质， 这种电解质可以电离出对应在 正极能够发生可逆脱出-嵌入的离子。

电解液中含有能够可逆脱出 -嵌入的离子， 从而可以提高正极活性物质与 电解液中离子交换速度。 具体的， 正极活性物质为能够可逆脱出 -嵌入锂离子 的化合物， 电解质中对应的还包括锂离子。 可逆脱出 -嵌入的离子包括锂离子 或钠 离 子或镁离 子， 可逆脱出 -嵌入的 离 子在电解液中 的浓度范围 为 0. 1 - 1 0mol/L。 在具体实施方式中， 电解液包含锂， 锌的硝酸、硫酸或醋酸盐。

为了保证电池容量， 电解液中的活性离子的浓度必须达到一定范围 ， 当 电解液过碱时， 会影响电解液中活性离子的溶解度； 当电解液过酸时， 则会 出现电极材料腐蚀和充放电过程中质子共嵌入 等问题， 因此， 电解液的 pH 值范围为 3 -7。

电池的充放电原理为： 充电时， 正极活性物质中脱出可逆脱出-嵌入的离 子， 同时伴随正极活性物质内变价金属被氧化， 并放出电子； 电子经由外电 路到达电池负极， 同时电解液中的活性离子在负极得到电子被还 原， 并沉积 在负极。 放电过程为充电的逆过程。

电池使用水溶液电解液， 不存在有机电解液易燃等安全隐患， 并且水系 电解液相对于有机电解液具有更高的离子导电 率， 减小了电池极化的影响， 因此，本发明提供的电池，涂层中正极活性物 质面密度范围为 1 00-3000g/m ² , 使得电池可以具有非常大的比容量和能量， 同时又具有非常优良的电化学性 能。

在另一个负极的实施方式中， 负极仅包括负极集流体， 同时负极集流体 的选材与电解液中活性离子的对应，即负极集 流体的材料为活性离子的单质， 如电解液中活性离子为 Zn ²⁺ , 负极对应为金属 Zn。 此时， 负极不仅是作为活 性离子的沉积载体， 同时也可以参与电池反应。

在另一个负极的实施方式中， 负极包括负极集流体和负极活性物质， 负 极活性物质的选材与电解液中活性离子的对应 ， 即负极活性物质的材料为活 性离子的单质， 如电解液中活性离子为 Zn ²⁺ , 负极活性物质对应为金属 Zn。

本发明提供的电池在制造过程中可设置隔膜， 隔膜包括有机或无机的多 孔材料， 隔膜的孔隙率范围为 20-95%, 孔径范围为 0.001-100μηι。

本发明提供的电池，涂层中正极活性物质的面 密度范围为 100-3000g/m ² , 优选的， 正极活性物质的面密度为 300-1500g/m ² , 使得应用所述涂层的电池 具有良好的电化学性能， 并且电池在充放电过程中表现了优异的循环性 能， 因此， 本发明的电池在低电压如铅蓄电池、 碱性锌锰电池等应用领域有很大 的应用潜力。

下面通过具体实施例来进一步阐述本发明的方 案。

实施例 1

一种电池， 电池正极的集流体采用规格为 304 的不锈钢棒， 正极涂层的 活性材料采用 LiMn ₂ 0 ₄ , LiMn ₂ 0 ₄ 的面密度为 500g/m ² , 负极采用规格为 304 的不锈钢棒，电解液为 lmol/L的醋酸锂和 1.5mol/L的醋酸锌的混合水溶液。

对电池进行充放电测试， 电压范围为 1.4-2. IV, 充放电倍率为 1C。

图 1 为电池放电容量与循环次数的关系图， 从图中可以看出， 电池初始 放电容量为 5mAh, 基于正极材料的比容量为 100mAh/g, 经过 200次充放电 之后， 容量仍保持在 90%以上， 具有非常高的容量保持率。

实施例 2

一种电池， 电池正极的集流体采用规格为 304的不锈钢棒， 正极涂层的活 性材料采用 LiMn ₂ 0 ₄ , LiMn ₂ 0 ₄ 的面密度为 300g/m ² , 负极采用规格为 304的 不锈钢棒， 电解液为 3mol/L的醋酸锂和 1.5mol/L的醋酸锌的混合水溶液。

对电池进行充放电测试， 电压范围为 1.4-2. IV, 充放电倍率为 1C。

图 1为电池放电容量与循环次数的关系图， 从图中可以看出， 电池初始放 电容量为 3mAh, 基于正极材料的比容量为 100mAh/g, 并且电池循环 160周后 的容量效率仍有 80%以上， 结果表明该电池具有优异的放电性能和循环性 能。

实施例 3

以 LiL05M .89Coo.03Alo.03O4为正极活性物质， 将正极活性物质、 粘结剂 P VDF、 super-p碳黑按照 83： 10: 7的重量比例混合并且溶解在 N-甲基吡咯 烷酮（NMP)中制得正极浆料， 正极集流体为厚度 lmm的石墨板， 将正极浆料 均匀涂覆于正极集流体上， 正极材料中正极活性物质的面密度为 170g/m ² , 涂层厚度为 40um, 在空气中 110°C下干燥 24 小时制成正极。 电池负极集流 体为不锈钢杆。 电解液为含有浓度为 4mol/L氯化锌和 3mol/L氯化锂的去离 子水溶液，通过往电解液中滴定 O.lmol/L氢氧化锂将电解液的 pH值调为 4。 隔膜为玻璃毡布。 将正极、 负极组装成电池， 中间以隔膜隔开， 注入电解液。 待电池组装好之后静置 12小时随后开始以 4C倍率充电和放电。 充放电电压 区间为 1.5-2. IV。

图 3是实施例 3提供的电池的放电容量与循环次数的关系曲� �， 从图中 可以清晰看出， 电池循环 4000次的放电容量与首次放电容量几乎相等， 电池 不仅循环性能非常稳定， 并且循环寿命长。

图 4是实施例 3提供的电池的库伦效率与循环次数的关系曲� �， 从图中 可以看出电池循环 4000次后， 库伦效率仍接近 100%, 表明本发明中的电池 的充放电性能非常稳定。

实施例 4

以 LiMn ₂ 0 ₄ 为正极活性物质，将正极活性物质、粘结 剂聚四氟乙烯（PTFE)、 super-p碳黑按照 83:10:7的比例混合并且溶解在 N-甲基吡咯烷酮（NMP)中制 得正极浆料。 正极活性物质的面密度为 800g/m ² , 涂层的厚度为 0.5mm。 正 极集流体为厚度 30 μ m的不锈钢网， 不锈钢不经过钝化， 将正极浆料均匀涂 覆于正极集流体上， 在空气中 110°C下干燥 24小时制成正极。 电池负极集流 体为厚度 ΙΟμηι铜箔。 电解液为含有浓度为 lmol/L醋酸锂和 1.5mol/L醋酸锌 的水溶液， 通过往电解液中滴定 0.1mol/L氢氧化锂和 0.1mol/L的 HAc将电 解液的 pH值调为 4。 隔膜为玻璃毡布。 将正极、 负极组装成电池， 中间以隔 膜隔开， 注入电解液。 待电池组装好之后静置 12 小时随后开始以 0.5C倍率 充电和放电。 充放电电压区间为 1.5-2. IV。

图 5是实施例 4提供的电池的放电容量与循环次数的关系曲� �。 从图中可 以清晰看到： 电池首次放电容量为， 循环 250次后的放电容量与首次放电容量 几乎没有差别， 表明电池的循环性能非常稳定， 本发明提供的电池具有优异 的电化学性能。

实施例 5

以 LiMn ₂ 0 ₄ 为正极活性物质， 将正极活性物质、 super-p 碳黑、 粘接剂 PVDF按照重量比例 83 : 10: 7混合均匀，以 NMP作为分散剂，制得正极浆料， 均匀涂覆在厚度 80μηι 的正极集流体石墨箔上， 正极活性物的面密度为 300g/m ² , 随后干燥、 压制得到正极。 负极为厚度 50μηι的金属锌箔， 金属锌 既是负极活性物质， 同时还兼做负极集流体。 隔膜为无纺纤维布。 电解液为 含有 3mol/L氯化锂和 4mol/L氯化锌的水溶液，通过向电解液中滴加 0. 1 mol/L 的 LiOH溶液调节电解液的 pH为 4。 室温下， 在电压范围 1 .5-2. 1V以 1 C倍 率对电池进行充放电。

图 6为实施例 5提供的电池的放电容量与循环次数的关系曲� �， 电池在 循环 30次后容量略有衰减， 但衰减速率很慢。

图 7为实施例 5提供的电池的库伦效率与循环次数的关系曲� �， 电池在 循环 30次后的库伦效率将近 90%。

实施例 6

以 LiMn ₂ 0 ₄ 为正极活性物质， 将正极活性物质、 super-p 碳黑、 粘接剂 CMC-SB 按照重量比例 83 : 10: 7 混合均匀， 以 NMP作为分散剂， 制得正极 浆料， 均勾涂覆在厚度 50μηι 的正极集流体不锈钢箔上， 正极活性物质的面 密度为 700g/m ² , 涂层厚度为 0.4mm , 不锈钢不经过钝化， 随后干燥、 压制 得到正极。 负极为厚度 40μηι 的金属锌箔， 金属锌既是负极活性物质， 同时 还兼做负极集流体。隔膜为玻璃毡布。电解液 为含有 l mol/L醋酸锂和 1 .5mol/L 醋酸锌的水溶液， 通过向电解液中滴加 0. l mol/L的 LiOH和 0. l mol/L的 HAc 溶液调节电解液的 pH为 4。 室温下， 在电压范围 1 .5-2. 1 V以 0.5 C倍率对电 池进行充放电。

实施例 6 中电池实验结果显示， 电池循环 320次的放电容量保持率以及 库伦效率均接近 100% , 表明电池具有非常优异的循环性能以及寿命。

实施例 7

在实施例 7 中， 将电池置于 55 °C下进行充放电， 以研究电池在高温下的 充放电性能， 电池其他组成以及测试方法同实施例 6。 图 8为实施例 7提供的电池的放电容量与循环次数的关系曲� �， 从图中 可以看出， 电池在 55°C高温下， 依然具有良好的放电容量保持率， 电池循环 160次几乎没有明显的容量衰减。

实施例 8

以 LiMn ₂ 0 ₄ 为正极活性物质， 将正极活性物质、 super-p 碳黑、 粘接剂 PVDF按照重量比例 83:10:7混合均匀，以 NMP作为分散剂，制得正极浆料， 均匀涂覆在厚度 30μηι 的正极集流体不锈钢网上， 正极活性物质的面密度为 300g/m ² , 涂层的厚度为 0.2mm, 不锈钢不经过钝化， 随后干燥、 压制得到正 极。 负极为厚度 ΙΟμηι 的金属锌箔， 金属锌既是负极活性物质， 同时还兼做 负极集流体。 隔膜为玻璃毡布。 电解液为含有 lmol/L 醋酸锂和 1.5mol/L 醋 酸锌的水溶液， 通过向电解液中滴加 0. lmol/L 的 LiOH 和 0. lmol/L 的 HAc 溶液调节电解液的 pH为 4。 室温下， 在电压范围 1.5-2.1 V以 0.5C倍率对电 池进行充放电。

图 9为实施例 8提供的电池的放电容量与循环次数的关系曲� �图， 从图中 可以看出， 电池循环 30次放电容量几乎没有衰减， 表明本发明提供的电池充 放电稳定性能良好。

实施例 9

以 LiMn ₂ 0 ₄ 为正极活性物质， 将正极活性物质、 super-p碳黑、 粘接剂 CMC-SBR按照重量比例90.5:1:2.5:6混合均匀， 以 NMP作为分散剂， 制得正极 浆料， 通过拉浆法使正极浆料均匀涂覆在厚度 0.1mm的正极集流体不锈钢网 上， 正极活性物质的面密度为 1500g/m ² , 随后干燥、 压制得到正极， 涂层厚 度为 0.74mm。

负极为厚度 50μηι的金属锌箔。 隔膜为玻璃纤维（AGM)。 电解液为含有 2mol/L硫酸锌和 0.5 mol/L硫酸锂的水溶液， 电解液 pH约为 3.5。

室温下， 对电池进行充放电， 电压范围为 1.4-2. IV, 充电倍率均为 0.2C, 研究了在不同放电倍率下的电池性能。

实施例 9中提供的电池分别以 0.25C、 1C、 2C和 4C进行放电， 电池以 0.25C 放电首次放电容量为 115mAh/g, 随着放电倍率增加， 电池首次放电容量略有 下降。

尽管发明人已经对本发明的技术方案做了较详 细的阐述和列举， 应当理 解， 对于本领域技术人员来说， 对上述实施例作出修改和 /或变通或者采用等 同的替代方案是显然的， 都不能脱离本发明精神的实质， 本发明中出现的术 语用于对本发明技术方案的阐述和理解， 并不能构成对本发明的限制。