本發(fā)明涉及電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域，且特別涉及一種雙離子電池。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，化石燃料的大量使用，導(dǎo)致空氣污染溫室效越來(lái)越嚴(yán)重，此外，隨著化學(xué)電源在便攜電子設(shè)備、電動(dòng)車、醫(yī)療、軍事和航天科技等眾多領(lǐng)域的廣泛使用，對(duì)于研發(fā)高效清潔、安全的儲(chǔ)能設(shè)備顯得尤為重要，二次鋰離子電池由于其能量密度高、自放電率小、循環(huán)壽命長(zhǎng)、無(wú)記憶效應(yīng)和綠色環(huán)保等突出優(yōu)勢(shì)，是目前綜合性能最為優(yōu)良的二次電池，也是改善溫室效應(yīng)的關(guān)鍵儲(chǔ)能設(shè)備。

鋰離子電池作為具有代表性的二次電池，它是指以鋰離子嵌入化合物為正、負(fù)極材料的電池的總稱。其工作原理是在電池充電過(guò)程中，鋰離子在正負(fù)極材料之間往返嵌入-脫出，被形象地稱為“搖椅式電池”。正極材料是鋰離子電池組成部分中最關(guān)鍵的部分，其成本占整個(gè)電池的一半以上。licoo2雖然作為最早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的鋰離子電池正極材料，但是原料鈷的價(jià)格十分昂貴，而且存在環(huán)境污染問(wèn)題，且僅適用于小型3c電子產(chǎn)品，大規(guī)模的使用受到限制。而linio2、limno2和lixmn2o4的循環(huán)性能差，lifepo4雖然有許多優(yōu)點(diǎn)，但卻存在兩個(gè)致命的缺點(diǎn)：低的電導(dǎo)率和低的振實(shí)密度。因此，正極材料的發(fā)展是制約鋰離子電池能量密度進(jìn)一步提升的關(guān)鍵。

鋰離子電池最早是采用金屬li作為負(fù)極材料，但是在長(zhǎng)期充放電過(guò)程中，金屬鋰表面易粉化和產(chǎn)生枝晶，造成金屬鋰負(fù)極的容量衰減和安全問(wèn)題，所以限制了在實(shí)際二次鋰電池中得到廣泛應(yīng)用。目前，商業(yè)化鋰離子電池負(fù)極材料一般采用石墨類碳材料，石墨材料導(dǎo)電性好，良好的層狀材料適合鋰離子電池的嵌入/脫出，充放電平臺(tái)穩(wěn)定，但其大倍率性能差。

雙離子電池是提出的一種新的設(shè)計(jì)理念，它是基于雙離子同時(shí)的能量?jī)?chǔ)存，在電池的兩極上是兩種不同離子的嵌入脫出反應(yīng)，這種設(shè)計(jì)克服了單離子電池各自的缺點(diǎn)，發(fā)揮了協(xié)同作用。比如說(shuō)雙石墨電池、雙石墨電池的正極以及負(fù)極均為石墨材料，利用石墨自身的氧化還原性，充電過(guò)程中電解質(zhì)陰離子pf6^-，bf4^-等嵌入正極石墨材料中，陽(yáng)離子嵌入負(fù)極石墨材料中；放電過(guò)程中電解質(zhì)離子li⁺、pf6^-、bf4^-等又重新返回到電解液當(dāng)中，該雙石墨電池表現(xiàn)出價(jià)格低廉、綠色，倍率性能和庫(kù)倫效率良好等優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，一般負(fù)極材料在電池中發(fā)生嵌入脫出反應(yīng)、合金化與去合金反應(yīng)或轉(zhuǎn)化反應(yīng)。現(xiàn)有的雙離子電池用石墨作為負(fù)極材料，充放電過(guò)程中發(fā)生是嵌入/脫出反應(yīng)，此外，原有雙石墨電池負(fù)極易產(chǎn)生鋰枝晶而引起安全隱患問(wèn)題，本發(fā)明選用和制備對(duì)鋰離子具有活性的材料，其電壓平臺(tái)略高于石墨類材料，可提升電池的安全性。由于石墨材料作為正極材料，陰離子在石墨中的嵌入電位比較高，充電電壓達(dá)到5v，這就對(duì)電解液的要求很高。雙離子電池的電解液所具有的特點(diǎn)是電化學(xué)窗口寬、高電壓穩(wěn)定性好，在負(fù)極材料表面形成穩(wěn)定的sei膜，增加電池的穩(wěn)定性。部分研究用離子液體作為電解液，其粘度大、電導(dǎo)率低、在電極表面浸潤(rùn)性差，因此倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性差，同時(shí)其價(jià)格昂貴，因此，用離子液體作為電解液很難在實(shí)際體系中應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種雙離子電池，此雙離子電池容量高、循環(huán)性能好、倍率性能優(yōu)異，且安全性能高。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明提出一種雙離子電池，包括正極、負(fù)極、間隔于正極和負(fù)極之間的隔膜與電解液。正極材料包括石墨類正極材料。負(fù)極材料為mno或金屬sn箔；電解液包括電解質(zhì)、有機(jī)溶劑和電解液添加劑。

本發(fā)明實(shí)施例的雙離子電池的有益效果是：

選用石墨類材料作為電池的正極材料，選用對(duì)鋰離子具有活性的mno或sn箔作為負(fù)極材料。組裝得到雙離子電池，原料價(jià)格低廉、綠色環(huán)保、倍率性能和庫(kù)倫效率良好。

以具有較高平臺(tái)電位的mno或sn箔為負(fù)極材料，負(fù)極平臺(tái)電位的增加，抑制了電池在反復(fù)充放電過(guò)程中負(fù)極表面枝晶的產(chǎn)生，電池的安全性大大提高。

此外，在雙離子電池的電解液中添加了電解液添加劑，不僅使得電解液的電化學(xué)窗口寬、高電壓穩(wěn)定性能好，還能夠在負(fù)極材料表面形成了一層穩(wěn)定sei膜，有效提高電池的穩(wěn)定性，改善電池的倍率性能。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的1的球形mnco3的sem圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1的微納結(jié)構(gòu)的多孔球形mno的sem圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的微納結(jié)構(gòu)的多孔球形mno的bet表征圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例1制備的雙離子電池放電容量隨碳酸亞乙烯酯體積含量的變化曲線圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例1的雙離子電池的充放電曲線圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例1的雙離子電池的倍率性能圖；

圖7為本發(fā)明實(shí)施例1和對(duì)比例1的雙離子電池的循環(huán)穩(wěn)定性比較圖；

圖8為本發(fā)明實(shí)施例1和對(duì)比例2的雙離子電池的循環(huán)穩(wěn)定性比較圖；

圖9為本發(fā)明實(shí)施例2的雙離子電池放電容量隨碳酸亞乙烯酯體積含量的變化曲線圖；

圖10為本發(fā)明實(shí)施例2的雙離子電池的充放電曲線圖；

圖11為本發(fā)明實(shí)施例2的雙離子電池的倍率性能圖；

圖12為本發(fā)明實(shí)施例2和對(duì)比例1的雙離子電池的循環(huán)穩(wěn)定性比較圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過(guò)市售購(gòu)買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的雙離子電池進(jìn)行具體說(shuō)明。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種雙離子電池，包括正極、負(fù)極、間隔于正極和負(fù)極之間的隔膜與電解液。正極材料包括石墨類正極材料。負(fù)極材料為mno或金屬sn箔；電解液包括電解質(zhì)、有機(jī)溶劑和電解液添加劑。

以石墨類材料作為電池的正極材料，以對(duì)鋰離子具有活性的mno或sn箔作為負(fù)極材料。組裝得到雙離子電池，無(wú)需使用鈷材料等，原料價(jià)格低廉、綠色環(huán)保，制得的電池倍率性能和庫(kù)倫效率良好。

晶體在偏離平衡條件較大的情況下，容易枝蔓狀生長(zhǎng)，形成樹(shù)枝狀晶體，即枝晶。負(fù)極材料中的枝晶生長(zhǎng)到一定程度便會(huì)刺破隔膜，造成電池內(nèi)部短路，嚴(yán)重威脅人身安全。本發(fā)明實(shí)施例以具有較高平臺(tái)電位的mno或sn箔為負(fù)極材料，負(fù)極平臺(tái)電位的增加，抑制了電池在反復(fù)充放電過(guò)程中負(fù)極表面枝晶的產(chǎn)生，電池的安全性大大提高。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，金屬sn箔厚度為0.02-2mm。更優(yōu)選地，金屬sn箔的厚度為0.1mm，該厚度可以滿足電池容量的匹配，減小極化，顯著提高電池容量和能量密度。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，負(fù)極材料為微納結(jié)構(gòu)的多孔球形mno。其多孔結(jié)構(gòu)使得雙離子電池充電過(guò)程中縮短了鋰離子的擴(kuò)散路徑，從而提高雙離子電池的電池循環(huán)穩(wěn)定性能和倍率性能。同時(shí)，微納結(jié)構(gòu)的多孔材料可以加快鋰離子和電解液的傳遞，有效減少電極材料的膨脹，進(jìn)一步提高電池的電化學(xué)性能。

進(jìn)一步地，微納結(jié)構(gòu)的多孔球形mno是由碳酸鹽共沉淀法制備得到的球形mnco3在400-550℃條件下煅燒3-7小時(shí)制得。球形mnco3為原料制備mno，在制備過(guò)程中，由于co2溢出，能夠在微粒內(nèi)部形成多孔結(jié)構(gòu)，能夠在多個(gè)微粒間產(chǎn)生多孔隙結(jié)構(gòu)。

通過(guò)吸脫附法測(cè)定上述方法制得的mno的比表面積，并通過(guò)動(dòng)態(tài)氮吸附孔徑分布測(cè)試得到本實(shí)施例制備的mno比表面積為6～7m²·g^-2，平均孔徑為15～18nm，其較低的比表面積能使活性材料減小與電解液的接觸面積，減少副反應(yīng)的發(fā)生，并在高電流密度下不易團(tuán)聚，從而提高雙離子電池的循環(huán)性能和倍率性能。

此外，通過(guò)上述煅燒溫度和煅燒時(shí)間得到的微納結(jié)構(gòu)的多孔球形mno材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、環(huán)境友好、放電平臺(tái)低，可大規(guī)模應(yīng)用儲(chǔ)能。

可以理解的是，在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，對(duì)石墨類正極材料來(lái)源沒(méi)有特殊限制，可以采用市售產(chǎn)品或自制的石墨類材料。對(duì)mno、金屬sn箔也可以選用市售產(chǎn)品。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，有機(jī)溶劑包括鏈狀碳酸酯。進(jìn)一步優(yōu)選地，鏈狀碳酸酯包括碳酸亞乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯中的一種或多種，更優(yōu)選為碳酸甲乙酯。以鏈狀碳酸酯作為電解液的有機(jī)溶劑，其具有抗氧化性，能夠顯著提高電解液的抗氧化能力，且鏈狀碳酸酯粘度低，能夠增加電解質(zhì)的溶解度。而采用碳酸甲乙酯為電解液，其電化學(xué)窗口寬，較高電壓下不易被分解，穩(wěn)定性好，顯著提高電解液的電導(dǎo)率和雙離子電池的倍率、能量密度特性，因此，有效改善了雙離子電池的容量和循環(huán)性能。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，電解液添加劑包括碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和丁二酸酐中的一種或多種。更優(yōu)選為碳酸亞乙烯酯，碳酸亞乙烯酯是一種鋰離子電池新型有機(jī)成膜添加劑與過(guò)充電保護(hù)添加劑，具有良好的高低溫性能與防氣脹功能，可以提高電池的容量和循環(huán)壽命。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，在電解液中，即在電解液添加劑和有機(jī)溶劑的混合溶劑中，電解液添加劑的體積百分比為1％～20％，進(jìn)一步優(yōu)選為1％～10％，更優(yōu)選為2％～5％，進(jìn)一步優(yōu)選為3％。碳酸亞乙烯酯等電解液添加劑作為一種成膜添加劑，其含量影響電池負(fù)極表面鈍化膜的量，進(jìn)而影響電池的電導(dǎo)率和容量，選擇1％～5％含量的電解液添加劑，可以有效增加電池的穩(wěn)定性和容量。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，電解質(zhì)選用六氟磷酸鋰，四氟硼酸鋰，六氟磷酸鉀和六氟磷酸鈉中的一種或多種。優(yōu)選為六氟磷酸鋰。六氟磷酸鋰在上述有機(jī)溶劑中溶解度高、解離度高、陰離子半徑小，增加了陰離子插嵌石墨的容量。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，電解質(zhì)在有機(jī)溶劑中的摩爾濃度為0.4mol/l～飽和濃度，進(jìn)一步優(yōu)選為0.4mol/l～4mol/l，更優(yōu)選為2mol/l。相比于現(xiàn)有技術(shù)中電解質(zhì)為0.1～0.2mol/l，本發(fā)明實(shí)施例采用高濃度的電解質(zhì)，增加了導(dǎo)電離子數(shù)，有效提高電池容量和倍率性能。

進(jìn)一步地，在本發(fā)明較佳實(shí)施例中，采用以下步驟制得得到雙離子電池。在手套箱中配置上述電解液，將石墨類正極、負(fù)極mno或金屬sn箔和電解液、隔膜組裝成雙離子電池。雙離子電池的電壓優(yōu)選為1.0v～5.5v；雙離子電池的電流密度優(yōu)選為50ma/g～600ma/g。

以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的特征和性能作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供的一種雙離子電池：

在手套箱中配置2mol/l含六氟磷酸鋰的電解液，其中，電解液為碳酸甲乙酯、碳酸亞乙酯和碳酸亞乙烯酯的混合溶劑，碳酸亞乙烯酯在混合溶劑中的體積分?jǐn)?shù)為5％。將上述配置好的電解液靜置于手套箱；在手套箱中制作雙離子電池，其中，正極為商業(yè)石墨，負(fù)極為微納結(jié)構(gòu)的多孔球形mno，隔膜為市售隔膜。

上述的微納結(jié)構(gòu)的多孔球形mno是由碳酸鹽共沉淀法制備得到的球形mnco3在470℃條件下煅燒5.5h制得。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供的一種雙離子電池：

在手套箱中配置2mol/l含六氟磷酸鋰的電解液，其中，電解液為碳酸甲乙酯、碳酸亞乙酯和碳酸亞乙烯酯的混合溶劑，碳酸亞乙烯酯在混合溶劑中的體積分?jǐn)?shù)為5％。將上述配置好的電解液靜置于手套箱；在手套箱中制作雙離子電池，其中，正極為商業(yè)石墨，負(fù)極為厚度為0.1mm的金屬sn箔，隔膜為市售隔膜。

實(shí)施例3

在手套箱中配置0.4mol/l含四氟硼酸鋰的電解液，其中，電解液為碳酸甲乙酯和氟代碳酸乙烯酯的混合溶劑，氟代碳酸乙烯酯在混合溶劑中的體積分?jǐn)?shù)為10％。將上述配置好的電解液靜置于手套箱；在手套箱中制作雙離子電池，其中，正極為多層氧化石墨，負(fù)極為微納結(jié)構(gòu)的多孔球形mno，隔膜為市售隔膜。

上述的微納結(jié)構(gòu)的多孔球形mno是由碳酸鹽共沉淀法制備得到的球形mnco3在400℃條件下煅燒7h制得。

實(shí)施例4

在手套箱中配置4mol/l含六氟磷酸鈉的電解液，其中，電解液為碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯和丁二酸酐的混合溶劑，丁二酸酐在混合溶劑中的體積分?jǐn)?shù)為20％。將上述配置好的電解液靜置于手套箱；在手套箱中制作雙離子電池，其中，正極為多層氧化石墨，負(fù)極為厚度為0.02mm的金屬sn箔，隔膜為市售隔膜。

實(shí)施例5

在手套箱中配置飽和濃度的含六氟磷酸鉀的電解液，其中，電解液為碳酸甲乙酯、碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯的混合溶劑，碳酸亞乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯在混合溶劑中的體積分?jǐn)?shù)為1％。將上述配置好的電解液靜置于手套箱；在手套箱中制作雙離子電池，其中，正極為多層氧化石墨，負(fù)極為微納結(jié)構(gòu)的多孔球形mno，隔膜為市售隔膜。

上述的微納結(jié)構(gòu)的多孔球形mno是由碳酸鹽共沉淀法制備得到的球形mnco3在550℃條件下煅燒3h制得。

實(shí)施例6

本實(shí)施例提供的一種雙離子電池：

在手套箱中配置2mol/l含六氟磷酸鋰的電解液，其中，電解液為碳酸甲乙酯、碳酸亞乙酯和碳酸亞乙烯酯的混合溶劑，碳酸亞乙烯酯在混合溶劑中的體積分?jǐn)?shù)為2％。將上述配置好的電解液靜置于手套箱；在手套箱中制作雙離子電池，其中，正極為石墨，負(fù)極為厚度為2mm的金屬sn箔，隔膜為市售隔膜。

實(shí)施例7

本實(shí)施例提供的一種雙離子電池：

在手套箱中配置2mol/l含六氟磷酸鋰的電解液，其中，電解液為碳酸甲乙酯、碳酸亞乙酯和碳酸亞乙烯酯的混合溶劑，碳酸亞乙烯酯在混合溶劑中的體積分?jǐn)?shù)為3％。將上述配置好的電解液靜置于手套箱；在手套箱中制作雙離子電池，其中，正極為石墨，負(fù)極為微納結(jié)構(gòu)的多孔球形mno，隔膜為市售隔膜。

對(duì)比例1

本對(duì)比例提供的一種雙離子電池：

在手套箱中配置2mol/l含六氟磷酸鋰的電解液，其中，電解液為碳酸甲乙酯、碳酸亞乙酯和碳酸亞乙烯酯的混合溶劑，碳酸亞乙烯酯在混合溶劑中的體積分?jǐn)?shù)為5％。將上述配置好的電解液靜置于手套箱；在手套箱中制作雙離子電池，其中，正極為石墨類電極，負(fù)極為鋰片，隔膜為市售隔膜。

對(duì)比例2

本對(duì)比例提供的一種雙離子電池：

在手套箱中配置2mol/l含六氟磷酸鋰的電解液，其中，電解液為碳酸甲乙酯、碳酸亞乙酯和碳酸亞乙烯酯的混合溶劑，碳酸亞乙烯酯在混合溶劑中的體積分?jǐn)?shù)為5％。將上述配置好的電解液靜置于手套箱；在手套箱中制作雙離子電池，其中，正極為石墨類電極，負(fù)極為用水熱法結(jié)合煅燒得到的mno材料，隔膜為市售隔膜。

試驗(yàn)例1

測(cè)定本發(fā)明實(shí)施例1提供的球形mnco3和微納結(jié)構(gòu)的多孔球形mno，二者的sem圖分別如圖1和圖2所示，且微納結(jié)構(gòu)的多孔球形mno的bet表征圖如圖3所示。

由圖1可知，所制備的mnco3呈現(xiàn)球形；由圖2可知，燒結(jié)出來(lái)的mno呈現(xiàn)微納結(jié)構(gòu)的多孔球形；由圖3可知，微納結(jié)構(gòu)的多孔球形mno，其比表面積為6.7m²·g^-2,平均孔徑為17.6nm。

試驗(yàn)例2

采用實(shí)施例1提供的方法，改變碳酸亞乙烯酯的體積分?jǐn)?shù)，測(cè)定不同體積分?jǐn)?shù)的碳酸亞乙烯酯的雙離子電池的放電容量。其中雙離子電池充放電測(cè)試的電流密度400ma/g，電壓范圍:1.5v～5v。測(cè)試結(jié)果如圖4所示。

由圖4可知，本發(fā)明提供的雙離子電池的放電比容量在電解液體系中達(dá)到10mah/g～110mah/g。隨著碳酸亞乙烯酯(電解液添加劑)含量的增加，顯著提高了雙離子電池的放電比容量，且當(dāng)碳酸亞乙烯酯體積分?jǐn)?shù)達(dá)到2％～5％時(shí)，雙離子電池的放電比容量達(dá)到最高。

試驗(yàn)例3

對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1、對(duì)比例1和對(duì)比例2提供的雙離子電池進(jìn)行充放電測(cè)試，電流密度400ma/g，電壓范圍:1.5v～5v。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖5～8。

圖5可知，本實(shí)施例提供的雙離子電池在穩(wěn)定之后的充放電可逆容量和庫(kù)倫效率基本達(dá)到現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道的雙離子電池的可逆容量和庫(kù)倫效率。由圖6可知，本實(shí)施例提供的雙離子電池在大倍率下容量沒(méi)有明顯衰減，庫(kù)倫效率也達(dá)到95％以上，與現(xiàn)有文獻(xiàn)相比，5c倍率下，容量要高3％。由圖7可知，本實(shí)施例提供的雙離子電池循環(huán)性能好，循環(huán)200次之后容量保持率為98％，與文獻(xiàn)相比高出10％。由圖8可知，用共沉淀法結(jié)合煅燒法制備的mno做負(fù)極與石墨組裝成雙離子電池的容量高50％，穩(wěn)定性明顯提高。

試驗(yàn)例4

采用實(shí)施例2提供的方法，改變碳酸亞乙烯酯的體積分?jǐn)?shù)，測(cè)定不同體積分?jǐn)?shù)的碳酸亞乙烯酯的雙離子電池的放電容量。其中雙離子電池充放電測(cè)試的電流密度400ma/g，電壓范圍:3v～5v。測(cè)試結(jié)果如圖9所示。

由圖9可知，本實(shí)施例提供的雙離子電池的容量在所述電解液體系中達(dá)到10mah/g～110mah/g。隨著碳酸亞乙烯酯(電解液添加劑)含量的增加，顯著提高了雙離子電池的放電比容量，且當(dāng)碳酸亞乙烯酯體積分?jǐn)?shù)達(dá)到20％～50％時(shí)，雙離子電池的放電比容量和庫(kù)倫效率均較高。

試驗(yàn)例5

對(duì)本發(fā)明實(shí)施例2、對(duì)比例1提供的雙離子電池進(jìn)行充放電測(cè)試，電流密度400ma/g，電壓范圍:3v～5v。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖10～12。

由圖10可知，本實(shí)施例提供的雙離子電池在穩(wěn)定之后的充放電可逆容量和庫(kù)倫效率基本達(dá)到現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道的雙離子電池的可逆容量和庫(kù)倫效率。由圖11可知，本實(shí)施例提供的雙離子電池在大倍率下庫(kù)倫效率也能保持98％，基本達(dá)到現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道的庫(kù)倫效率，再返回小倍率0.5c時(shí)，庫(kù)倫效率比現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道的庫(kù)倫效率高出10％左右。由圖12可知，本實(shí)施例提供的雙離子電池循環(huán)性能好，循環(huán)150次之后容量保持率基本達(dá)到現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道的容量保持率。

綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例的雙離子電池石墨類材料作為正極材料，選用具有較高平臺(tái)電位的mno或sn箔作為負(fù)極材料，組裝一種雙離子電池。負(fù)極平臺(tái)電位的增加，抑制了電池在反復(fù)充放電過(guò)程中負(fù)極表面枝晶的產(chǎn)生，電池的安全性大大提高。mno為微納結(jié)構(gòu)的多孔球形，其較低的比表面積能使活性材料減小與電解液的接觸面積，減少副反應(yīng)的發(fā)生，并在高電流密度下不易團(tuán)聚，其多孔結(jié)構(gòu)的存在給雙離子電池充電過(guò)程中l(wèi)i+等的嵌入提供更短的離子傳輸路徑，從而提高本電池的容量、循環(huán)性能和倍率性能。電解液中的電解質(zhì)濃度較高，增加了導(dǎo)電離子數(shù)，電池容量和倍率性能大大提高。且在電解液中添加了電解液添加劑，在負(fù)極材料表面形成了一層穩(wěn)定sei膜，有效提高電池的穩(wěn)定性。

以上所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。