CN112820951A - 一种含木质素和明胶复配型添加剂的电解液及使用该电解液的水系锌离子电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含木质素和明胶复配型添加剂的电解液及使用该电解液的水系锌离子电池。该电解液由木质素改性物、明胶、水相电解液均匀混合而成。该电解液可以有效抑制锌枝晶的形成和生长、减缓锌负极的腐蚀，显著提升水系锌离子电池的倍率性能和循环性能，从而延长电池的使用寿命。此外，本发明所提供的木质素改性物来源广泛、价格低廉，所用到的明胶亦是易于购买的常规化学品。因此，使用本发明提供的含木质素和明胶复配型添加剂的电解液的水系锌离子电池，具备高容量、低成本且安全环保的优势，在未来大规模储能领域应用前景广阔。

Description

一种含木质素和明胶复配型添加剂的电解液及使用该电解液 的水系锌离子电池

技术领域

本发明属于水系锌离子电池领域，特别涉及一种含木质素和明胶复配型添加剂的电解液及使用该电解液的水系锌离子电池。

背景技术

水系锌离子电池是近年来发展起来的一种新型二次水系电池，在比容量、制造成本、安全环保等方面具有很大的优势，引起了人们的广泛关注。然而金属锌在传统的水相电解液中，存在着严重的腐蚀和锌枝晶生长问题。锌枝晶的形成和生长会导致电池库仑效率低甚至短路等严重问题，从而造成电池寿命较短，极大地降低了水系锌离子电池的电化学性能，严重阻碍其商业化应用。目前，在众多关于水系锌离子电池电解质的研究当中发现，可通过向传统电解液中加入一些添加剂去弥补水系锌离子电池电解液的不足。这些电解液添加剂可以优化锌离子的沉积位置，有效地促进锌离子的均匀沉积，从而抑制锌枝晶的形成和生长。如在ZnSO₄电解液中加入Na⁺，能够在负极表面形成带正电荷的静电屏蔽层，通过静电屏蔽效应，可以有效地抑制锌枝晶的产生。

中山大学朱昌宝教授团队提出了一种具有疏锌排斥作用的电解液添加剂(四丁基硫酸铵，TBA₂SO₄)，在极低的添加量(0.029g/L)下就可以抑制锌负极表面的尖端效应，从而促进锌离子的均匀沉积、抑制锌枝晶的形成和生长，极大地提高了电池的循环性能和倍率性能(ACS Energy Letters,2020,5,3012-3020)。中国科学院大连化学物理研究所的李先锋教授团队以乙二醇(EG)为电解液添加剂，提出了一种经济、安全、环保的水系锌基电池用混合电解液；在此电解液中，Zn²⁺-EG分子间独特的相互作用增强了EG-H₂O分子间的氢键相互作用，有效地破坏了电解液中H₂O分子间连续的氢键，大大降低了混合电解液的凝固点，使得其在低温下也具有较高的离子传导率(Energy&Environmental Science,2020,13,3527-3535)。因此，通过电解液添加剂解决水系锌离子电池应用中存在的问题，对水系锌离子电池的商业化发展是至关重要的。

木质素是自然界中仅次于纤维素丰富的天然高分子有机物，广泛存在于裸子植物、被子植物和所有维管植物中，全世界每年约可产1500亿吨。然而由于木质素内部含有大量的含氧官能团以及分子内的氢键作用较强，极易造成木质素团聚、水溶性差等问题，对其开发利用造成了一定的阻碍。因此，需要对其进行改性处理以拓宽其应用领域。木质素分子结构中存在芳香基、酚羟基、醇羟基、羰基、羧基等活性基团，可以为其改性反应提供较多的反应活性位点。已有研究表明木质素改性物对金属离子具有良好的络合作用，因此将其应用在水系锌离子电池中，有望通过调控锌离子在锌负极表面均匀的溶出和沉积，从而有效抑制锌枝晶的形成和生长；此外，木质素改性物中的羟基、胺基、季铵根等官能团在水相电解液中可与锌负极表面产生氢键相互作用，有望在锌负极表面产生一层均匀的木质素吸附层，以有效缓解电解液对锌负极的腐蚀。明胶是一种亲水的有机高分子聚合物，将其作为电解液添加剂应用于水系锌离子电池当中，可以增强电解液的黏度，有效防止电解液的泄露，从而可大幅提升水系锌离子电池的安全性。此外，明胶在含有锰离子的水相电解液中，可以与锰离子协同作用，有效抑制锌枝晶的形成和生长。

本发明对来源广泛、成本低廉的木质素进行化学改性，接入羟基、胺基、季铵根等亲水性官能团，使其在一定浓度的锌盐溶液中具有良好的溶解性；进而与明胶一起添加至水相电解液中，制备出含木质素和明胶复配型添加剂的电解液，该电解液具备较强抑制锌枝晶形成和生长的能力，且在一定程度上可以有效减缓锌负极的腐蚀，从而显著提升水系锌离子电池的倍率性能和循环性能。

发明内容

本发明旨在解决水系锌离子电池应用中存在的技术难题。为此，本发明的一个目的在于提供一种含木质素和明胶复配型添加剂的电解液，用于提升水系锌离子电池的倍率性能和循环性能。

本发明的另一目的在于提供一种含木质素和明胶复配型添加剂的电解液的水系锌离子电池。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种含木质素和明胶复配型添加剂的电解液，其特征在于所述的电解液由木质素改性物、明胶、水相电解液均匀混合而成。

所述的木质素改性物包括碱木质素、酶解木质素、有机溶剂木质素或蒸汽爆破木质素的胺基化、羟基化或季铵化改性产物中的一种或多种。

所述的木质素改性物优选为季铵化碱木质素、季铵化酶解木质素、羟基化碱木质素和羟基化酶解木质素。

所述的水相电解液由水溶性锌盐和水溶性锰盐溶解配制而成，水溶性锌盐浓度为0.1～7mol/L，水溶性锰盐浓度为0.01～6mol/L。

所述的水溶性锌盐浓度优选为1～3mol/L，水溶性锰盐浓度优选为0.1～3mol/L。

所述的水溶性锌盐包括硫酸锌、氯化锌、硝酸锌、醋酸锌中的一种或多种；水溶性锰盐包括硫酸锰、氯化锰、硝酸锰、醋酸锰中的一种或多种。

所述的水溶性锌盐优选为硫酸锌和硝酸锌；所述的水溶性锰盐优选为硫酸锰和硝酸锰。

所述的木质素改性物和明胶的总质量占水相电解液质量的0.1％～10％。

所述的木质素改性物和明胶的总质量占水相电解液质量的比率优选为1％～5％。

所述的木质素改性物和明胶的质量比为0.1:1～20:1。

所述的木质素改性物和明胶的质量比优选为0.5:1～10:1。

所述的含木质素和明胶复配型添加剂的电解液，其特征在于将明胶加入水相电解液中，一定温度下浸泡一段时间，再加入木质素改生物，加热搅拌至二者完全溶解。

所述的含木质素和明胶复配型添加剂的电解液，其特征在于浸泡温度为-5～10℃，浸泡时间为1～15小时，加热温度为40～80℃，加热搅拌时间为1～24小时。

所述的浸泡温度优选为0～5℃，浸泡时间优选为2～10小时，加热温度优选为50～70℃，加热搅拌时间优选为5～12小时。

本发明还提供了一种含有如上所述含木质素和明胶复配型添加剂的电解液的水系锌离子电池。

如上所述的水系锌离子电池包括电池壳、极芯和电解液，所述的极芯和电解液密封于电池壳内，所述的极芯包括可与锌离子发生反应的正极片、锌负极和位于正负极之间的隔膜，所述的电解液为如上所述的含木质素和明胶复配型添加剂的电解液。

本发明的机理为：

本发明将含木质素和明胶复配型添加剂的电解液应用于水系锌离子电池中，可以有效抑制锌枝晶的形成和生长、减缓电解液对锌负极的腐蚀，从而显著提升水系锌离子电池的倍率性能和循环性能。发明人在对水系锌离子电池电解液的研究中发现，在水相电解液中单独添加明胶所形成的明胶基电解液虽然可以提升水系锌离子电池的比容量，但是却降低了水系锌离子电池的循环稳定性，导致电池充放电过程中容量损失过快、库伦效率变低。当同时添加木质素改性物和明胶复配型添加剂所形成的电解液，明胶不仅可以继续发挥其提升水系锌离子电池比容量的作用，还能够和水相电解液中的Mn²⁺共同作用以一定程度抑制锌枝晶的形成和生长。此外，木质素改性物中的羟基、铵(胺)基官能团在水相电解液中可与金属锌表面产生氢键作用，促使木质素改性物吸附在锌负极的表面，可调控锌离子在锌负极表面均匀沉积和剥离，有效抑制锌枝晶形成和生长，同时还可以减缓电解液对锌负极的腐蚀。因此，含木质素和明胶复配型添加剂的电解液，不仅可以有效抑制锌枝晶的形成和生长，还可以有效缓解电解液对锌负极的腐蚀。由此，使用本发明提供的含木质素和明胶复配型添加剂的电解液可以显著提升水系锌离子电池的倍率性能和循环性能。

本发明的优点主要体现在以下几个方面：

本发明提供了一种含木质素和明胶复配型添加剂的电解液。本发明提供的上述电解液可以有效抑制锌枝晶的形成和生长、缓解锌负极的腐蚀，进而可降低水系锌离子电池的比容量损失，有效提升水系锌离子电池的倍率性能和循环性能。此外，以上所述的木质素改性物和明胶添加剂稳定性好、保水性强、成本低、来源广泛，有助于推动安全环保、成本低廉、性能优异的水系锌离子电池工业化生产和推广应用，在未来大规模储能领域应用前景广阔。

附图说明

图1(a)和(b)分别为使用实施例1测试电解液和参比电解液的水系锌离子电池的倍率性能和循环性能图。

图2(a)和(b)分别为使用实施例2测试电解液和参比电解液的水系锌离子电池的倍率性能和循环性能图。

图3(a)和(b)分别为使用实施例3测试电解液和参比电解液的水系锌离子电池的倍率性能和循环性能图。

图4(a)和(b)分别为使用实施例4测试电解液和参比电解液的水系锌离子电池的倍率性能和循环性能图。

图5(a)和(b)分别为使用对比例1测试电解液和参比电解液的水系锌离子电池的倍率性能和循环性能图。

图6(a)和(b)分别为使用对比例2测试电解液和参比电解液的水系锌离子电池的倍率性能和循环性能图。

具体实施方式

以下将实施例和附图相结合对本发明作进一步的详细描述，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例1

1、测试电解液的配置及基于其的水系锌离子电池组装：

配制2mol/L硫酸锌和0.1mol/L硫酸锰的混合水溶液共20g，加入0.3g明胶，在3℃下浸泡2小时至明胶完全膨化，再加入0.1g季铵化碱木质素、0.2g季铵化酶解木质素,在70℃下加热搅拌12小时至明胶、季铵化碱木质素和季铵化酶解木质素完全溶解，即得一种含木质素和明胶复配型添加剂的电解液。

将含木质素和明胶复配型添加剂的电解液滴加到位于正负极之间的隔膜上，配合正极片、锌负极组装至电池壳内，即得水系锌离子电池。

2、参比电解液的配置及基于其的水系锌离子电池组装：

参比电解液为2mol/L硫酸锌和0.1mol/L硫酸锰的混合水溶液，使用参比电解液的水系锌离子电池的组装过程同上。

3、电化学性能测试：

分别对使用测试电解液和参比电解液的水系锌离子电池进行倍率充放电和恒流充放电测试，所设置的倍率为0.1A/g、0.2A/g、0.5A/g、1A/g、2A/g、3A/g、5A/g，所设置的恒流电流密度为1.5A/g。

4、结果分析：

由图1(a)可以看出，在0.1A/g、0.2A/g、0.5A/g、1A/g、2A/g、3A/g、5A/g的电流密度下，使用测试电解液的水系锌离子电池的比容量均明显高于使用参比电解液的水系锌离子电池的比容量；由图1(b)可以看出，在1.5A/g的电流密度下恒流充放电2500次后，使用测试电解液的水系锌离子电池的容量保持率为84％，高于使用参比电解液的水系锌离子电池的容量保持率76％。这说明使用测试电解液的水系锌离子电池的比容量损失相较于使用参比电解液的水系锌离子电池的比容量损失明显降低。这主要是因为和参比电解液相比，本实施例测试电解液具备较强抑制锌枝晶形成和生长的能力,且有效减缓了电解液对锌负极的腐蚀，从而降低了水系锌离子电池的比容量损失，显著提升了水系锌离子电池的倍率性能和循环性能。

实施例2

1、测试电解液的配置及其水系锌离子电池组装：

配制2.5mol/L硝酸锌和0.3mol/L硝酸锰的混合水溶液共20g，加入0.2g明胶，在2℃下浸泡4小时至明胶完全膨化，再加入0.1g羟基化碱木质素、0.3g羟基化酶解木质素,在65℃下加热搅拌10小时至明胶、羟基化碱木质素和羟基化酶解木质素完全溶解，即得一种含木质素和明胶复配型添加剂的电解液。

将含木质素和明胶复配型添加剂的电解液滴加到位于正负极之间的隔膜上，配合正极片、锌负极组装至电池壳内，即得水系锌离子电池。

2、参比电解液的配置及基于其的水系锌离子电池组装：

参比电解液为2.5mol/L硝酸锌和0.3mol/L硝酸锰的混合水溶液，使用参比电解液的水系锌离子电池的组装过程同上。

3、电化学性能测试：

分别对使用测试电解液和参比电解液的水系锌离子电池进行倍率充放电和恒流充放电测试，所设置的倍率为0.1A/g、0.2A/g、0.5A/g、1A/g、2A/g、3A/g、5A/g，所设置的恒流电流密度为1.5A/g。

4、结果分析：

由图2(a)可以看出，在0.1A/g、0.2A/g、0.5A/g、1A/g、2A/g、3A/g、5A/g的电流密度下，使用测试电解液的水系锌离子电池的比容量均高于使用参比电解液的水系锌离子电池的比容量；由图2(b)可以看出，在1.5A/g的电流密度下恒流充放电2500次后，使用测试电解液的水系锌离子电池的容量保持率为83％，高于使用参比电解液的水系锌离子电池的容量保持率74％。这说明使用测试电解液的水系锌离子电池的比容量损失相较于使用参比电解液的水系锌离子电池的比容量损失明显降低。这主要是因为和参比电解液相比，本实施例测试电解液具备较强抑制锌枝晶形成和生长的能力,且有效减缓了电解液对锌负极的腐蚀，从而降低了水系锌离子电池的比容量损失，显著提升了水系锌离子电池的倍率性能和循环性能。

实施例3

1、测试电解液的配置及其水系锌离子电池组装：

配制1.5mol/L氯化锌、2.3mol/L醋酸锌和0.4mol/L氯化锰、1mol/L醋酸锰的混合水溶液共20g，加入0.1g明胶，在5℃下浸泡5小时至明胶完全膨化，再加入0.2g羟基化有机溶剂木质素、0.1g羟基化蒸汽爆破木质素,在60℃下加热搅拌9小时至明胶、羟基化有机溶剂木质素和羟基化蒸汽爆破木质素完全溶解，即得一种含木质素和明胶复配型添加剂的电解液。

将含木质素和明胶复配型添加剂的电解液滴加到位于正负极之间的隔膜上，配合正极片、锌负极组装至电池壳内，即得水系锌离子电池。

2、参比电解液的配置及其水系锌离子电池组装：

参比电解液1.5mol/L氯化锌、2.3mol/L醋酸锌和0.4mol/L氯化锰、1mol/L醋酸锰的混合水溶液，使用参比电解液的水系锌离子电池的组装过程同上。

3、电化学性能测试：

分别对使用测试电解液和参比电解液的水系锌离子电池进行倍率充放电和恒流充放电测试，所设置的倍率为0.1A/g、0.2A/g、0.5A/g、1A/g、2A/g、3A/g、5A/g，所设置的恒流电流密度为1.5A/g。

4、结果分析：

由图3(a)可以看出，在0.1A/g、0.2A/g、0.5A/g、1A/g、2A/g、3A/g、5A/g的电流密度下，使用测试电解液的水系锌离子电池的比容量均高于使用参比电解液的水系锌离子电池的比容量；由图3(b)可以看出，在1.5A/g的电流密度下恒流充放电2500次后，使用测试电解液的水系锌离子电池的容量保持率为82％，高于使用参比电解液的水系锌离子电池的容量保持率72％。这说明使用测试电解液的水系锌离子电池的比容量损失相较于使用参比电解液的水系锌离子电池的比容量损失明显降低。这主要是因为和参比电解液相比，本实施例测试电解液具备较强抑制锌枝晶形成和生长的能力,且有效减缓了电解液对锌负极的腐蚀，从而降低了水系锌离子电池的比容量损失，显著提升了水系锌离子电池的倍率性能和循环性能。

实施例4

1、测试电解液的配置及其水系锌离子电池组装：

配制1mol/L硫酸锌、1mol/L醋酸锌、2mol/L氯化锌、3mol/L硝酸锌和0.3mol/L硫酸锰、0.1mol/L醋酸锰、0.2mol/L氯化锰、0.5mol/L硝酸锰的混合水溶液共20g，加入0.05g明胶，在4℃下浸泡7小时至明胶完全膨化，再加入0.05g季铵化蒸汽爆破木质素、0.1g胺基化蒸汽爆破木质素、0.05g季铵化有机溶剂木质素、0.1g胺基化有机溶剂木质素,在55℃下加热搅拌8小时至明胶、季铵化蒸汽爆破木质素、胺基化蒸汽爆破木质素、季铵化有机溶剂木质素和胺基化有机溶剂木质素完全溶解，即得一种含木质素和明胶复配型添加剂的电解液。

将含木质素和明胶复配型添加剂的电解液滴加到位于正负极之间的隔膜上，配合正极片、锌负极组装至电池壳内，即得水系锌离子电池。

2、参比电解液的配置及其水系锌离子电池组装：

参比电解液为1mol/L硫酸锌、1mol/L醋酸锌、2mol/L氯化锌、3mol/L硝酸锌和0.3mol/L硫酸锰、0.1mol/L醋酸锰、0.2mol/L氯化锰、0.5mol/L硝酸锰的混合水溶液，使用参比电解液的水系锌离子电池的组装过程同上。

3、电化学性能测试：

分别对使用测试电解液和参比电解液的水系锌离子电池进行倍率充放电和恒流充放电测试，所设置的倍率为0.1A/g、0.2A/g、0.5A/g、1A/g、2A/g、3A/g、5A/g，所设置的恒流电流密度为1.5A/g。

4、结果分析：

由图4(a)可以看出，在0.1A/g、0.2A/g、0.5A/g、1A/g、2A/g、3A/g、5A/g的电流密度下，使用测试电解液的水系锌离子电池的比容量均高于使用参比电解液的水系锌离子电池的比容量；由图4(b)可以看出，在1.5A/g的电流密度下恒流充放电2500次后，使用测试电解液的水系锌离子电池的容量保持率为80％，高于使用参比电解液的水系锌离子电池的容量保持率63％。这说明使用测试电解液的水系锌离子电池的比容量损失相较于使用参比电解液的水系锌离子电池的比容量损失明显降低。这主要是因为和参比电解液相比，本实施例测试电解液具备较强抑制锌枝晶形成和生长的能力,且有效减缓了电解液对锌负极的腐蚀，从而降低了水系锌离子电池的比容量损失，显著提升了水系锌离子电池的倍率性能和循环性能。

对比例1

1、测试电解液的配置及其水系锌离子电池组装：

配制2mol/L硫酸锌和0.1mol/L硫酸锰的混合水溶液共20g，加入0.01g明胶，在1℃下浸泡7小时至明胶完全膨化，再加入胺基化酶解木质素0.04g、胺基化碱木质素0.05g,在50℃下加热搅拌11小时至明胶、胺基化酶解木质素和胺基化碱木质素完全溶解，即得一种含木质素和明胶复配型添加剂的电解液。

将含木质素和明胶复配型添加剂的电解液滴加到位于正负极之间的隔膜上，配合正极片、锌负极组装至电池壳内，即得水系锌离子电池。

2、参比电解液的配置及其水系锌离子电池组装：

参比电解液为2mol/L硫酸锌和0.1mol/L硫酸锰的混合水溶液，使用参比电解液的水系锌离子电池的组装过程同上。

3、电化学性能测试：

分别对使用测试电解液和参比电解液的水系锌离子电池进行倍率充放电和恒流充放电测试，所设置的倍率为0.1A/g、0.2A/g、0.5A/g、1A/g、2A/g、3A/g、5A/g，所设置的恒流电流密度为1.5A/g。

4、结果分析：

由图5(a)可以看出，在0.1A/g、0.2A/g、0.5A/g、1A/g、2A/g、3A/g、5A/g的电流密度下，使用测试电解液的水系锌离子电池的比容量均明显低于使用参比电解液的水系锌离子电池的比容量；由图5(b)可以看出，在1.5A/g的电流密度下恒流充放电2500次后，使用测试电解液的水系锌离子电池的容量保持率为61％，低于使用参比电解液的水系锌离子电池的容量保持率70％。这说明使用测试电解液的水系锌离子电池的比容量损失相较于使用参比电解液的水系锌离子电池的比容量损失明显增多。这主要是因为和参比电解液相比，本实施例测试电解液中，当木质素改性物和明胶的总质量低于水相电解液质量的1％时，使用此测试电解液的水系锌离子电池抑制锌枝晶形成和生长的能力可能会下降，且有可能会增强电解液对锌负极的腐蚀，从而导致使用此电解液的水系锌离子电池的比容量损失增大。这说明木质素和明胶的总含量较少会导致水系锌离子电池的倍率性能和循环性能变差。

对比例2

1、测试电解液的配置及基于其的水系锌离子电池组装：

配制2.5mol/L硝酸锌和0.3mol/L硝酸锰的混合水溶液共20g，加入0.02g明胶，在0℃下浸泡10小时至明胶完全膨化，再加入胺基化酶解木质素0.06g、羟基化酶解木质素0.02g、季铵化碱木质素0.03g、季铵化有机溶剂木质素0.01g，在68℃下加热搅拌12小时至明胶、胺基化酶解木质素、羟基化酶解木质素、季铵化碱木质素和季铵化有机溶剂木质素完全溶解，即得一种含木质素和明胶复配型添加剂的电解液。

将含木质素和明胶复配型添加剂的电解液滴加到位于正负极之间的隔膜上，配合正极片、锌负极组装至电池壳内，即得水系锌离子电池。

2、参比电解液的配置及基于其的水系锌离子电池组装：

参比电解液为2.5mol/L硝酸锌和0.3mol/L硝酸锰的混合水溶液，使用参比电解液的水系锌离子电池的组装过程同上。

3、电化学性能测试：

分别对使用测试电解液和参比电解液的水系锌离子电池进行倍率充放电和恒流充放电测试，所设置的倍率为0.1A/g、0.2A/g、0.5A/g、1A/g、2A/g、3A/g、5A/g，所设置的恒流电流密度为1.5A/g。

4、结果分析：

由图6(a)可以看出，在0.1A/g、0.2A/g、0.5A/g、1A/g、2A/g、3A/g、5A/g的电流密度下，使用测试电解液的水系锌离子电池的比容量均明显低于使用参比电解液的水系锌离子电池的比容量；由图6(b)可以看出，在1.5A/g的电流密度下恒流充放电2500次后，使用测试电解液的水系锌离子电池的容量保持率为62％，低于使用参比电解液的水系锌离子电池的容量保持率68％。这说明使用测试电解液的水系锌离子电池的比容量损失相较于使用参比电解液的水系锌离子电池的比容量损失明显增多。这主要是因为和参比电解液相比，本实施例测试电解液中，当木质素改性物和明胶的总质量高于水相电解液质量的5％时，使用此测试电解液的水系锌离子电池抑制锌枝晶形成和生长的能力可能会下降，且有可能会增强电解液对锌负极的腐蚀，从而导致使用此电解液的水系锌离子电池的比容量损失增大。这说明木质素和明胶的总含量较多也会导致水系锌离子电池的倍率性能和循环性能变差。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种含木质素和明胶复配型添加剂的电解液，其特征在于：所述的电解液由木质素改性物、明胶、水相电解液均匀混合而成。

2.根据权利要求1所述的含木质素和明胶复配型添加剂的电解液，其特征在于：所述的木质素改性物包括碱木质素、酶解木质素、有机溶剂木质素或蒸汽爆破木质素的胺基化、羟基化或季铵化改性产物中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的含木质素和明胶复配型添加剂的电解液，其特征在于：所述的水相电解液由水溶性锌盐和水溶性锰盐溶解配制而成，水溶性锌盐浓度为0.1～7mol/L，水溶性锰盐浓度为0.01～6mol/L。

4.根据权利要求1所述的含木质素和明胶复配型添加剂的电解液，其特征在于：水溶性锌盐包括硫酸锌、氯化锌、硝酸锌、醋酸锌中的一种或多种；水溶性锰盐包括硫酸锰、氯化锰、硝酸锰、醋酸锰中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的含木质素和明胶复配型添加剂的电解液，其特征在于：木质素改性物和明胶的总质量占水相电解液质量的0.1％～10％。

6.根据权利要求1所述的含木质素和明胶复配型添加剂的电解液，其特征在于：木质素改性物和明胶的质量比为0.1:1～20:1。

7.根据权利要求1所述的含木质素和明胶复配型添加剂的电解液，其特征在于：将明胶加入水相电解液中，一定温度下浸泡一段时间，再加入木质素改生物，加热搅拌至二者完全溶解。

8.根据权利要求6所述的含木质素和明胶复配型添加剂的电解液，其特征在于：浸泡温度为-5～10℃，浸泡时间为1～15小时，加热温度为40～80℃，加热搅拌时间为1～24小时。

9.一种含有权利要求1～8任一项所述的含木质素和明胶复配型添加剂的电解液的水系锌离子电池。

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