CN114696037A - 聚合物凝胶电解质隔膜及其制备方法和锌离子电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚合物凝胶电解质隔膜及其制备方法和锌离子电池，其中所述聚合物凝胶电解质隔膜包括：基体、丙烯酰胺、混合水系电解液、N,N‑亚甲基双丙烯酰胺和K2S2O8。将该组成的聚合物凝胶电解质隔膜应用于锌离子电池，可以有效避免锌离子电池中正极活性物质中锰离子/钒离子等过渡金属离子在水中的溶解，稳定材料结构；同时该聚合物凝胶电解质隔膜中的网络结构可以对锌负极的表面进行调控，使锌离子均匀沉积，有效减缓枝晶的产生；另外该聚合物凝胶电解质隔膜将电解液中的水束缚在凝胶态隔膜中，可有效避免电解液的泄露，从而将该聚合物凝胶电解质隔膜用于锌离子电池可以明显改善锌离子电池的循环寿命。
Description
技术领域
本发明属于锌离子电池领域，具体涉及一种聚合物凝胶电解质隔膜及其制备方法和锌离子电池。
背景技术
现有的锌离子电池，大多数为水系电解液，电解质包括硫酸盐、醋酸盐、硝酸盐、氯盐、三氟甲基磺酸盐、甲基磺酸盐中的一种或多种组合。
而锌离子电池的电解液为液态时存在如下问题：1、当电池以锰基、钒基材料(锰酸锂、锰酸钠、二氧化锰、五氧化二钒、钒酸钠等)作为正极活性物质时，正极材料接触到电解液中的水之后，锰离子/钒离子会出现溶出现象，导致正极结构坍塌，从而使得电池容量损失，循环性能变差；2、在循环过程中，锌离子的沉积/溶解不均匀，会产生枝晶；3、传统的水系电解液流动性强，可能会泄露或挥发。
因此，现有的锌离子电池有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种聚合物凝胶电解质隔膜及其制备方法和锌离子电池，将该聚合物凝胶电解质隔膜用于锌离子电池可以明显改善锌离子电池的循环寿命。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种聚合物凝胶电解质隔膜。根据本发明的实施例，所述聚合物凝胶电解质隔膜包括：基体、丙烯酰胺、混合水系电解液、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和K2S2O8。
根据本发明实施例的聚合物凝胶电解质隔膜，其中的丙烯酰胺含有双键，具有双键的化学通性，可以与硫酸盐等盐类进行加成反应，通过键合作用，更好的固定锰/锌/锂/钠等阳离子，同时可以提高凝胶电解质隔膜的机械强度，保证隔膜在充放电过程中结构不受破坏；N,N-亚甲基双丙烯酰胺作为高温自交联剂，加热到一定的温度下会固化，使隔膜的力学性能和工艺性能明显增强；K2S2O8作为聚合促进剂，在加热条件下，可以产生氧自由基，促进带有双键的丙烯酰胺与金属盐离子之间的聚合反应。由此，将该组成的聚合物凝胶电解质隔膜应用于锌离子电池，可以有效避免锌离子电池中正极活性物质中锰离子/钒离子等过渡金属离子在水中的溶解，稳定材料结构；同时该聚合物凝胶电解质隔膜中的网络结构可以对锌负极的表面进行调控，使锌离子均匀沉积，有效减缓枝晶的产生；另外该聚合物凝胶电解质隔膜将电解液中的水束缚在凝胶态隔膜中，可有效避免电解液的泄露，从而将该聚合物凝胶电解质隔膜用于锌离子电池可以明显改善锌离子电池的循环寿命。
另外，根据本发明上述实施例的聚合物凝胶电解质隔膜还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述基体、所述丙烯酰胺、所述混合水系电解液、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和K2S2O8的质量比为1：(0.25～4)：(20～150)：(0.2～0.5)：(0.2～0.5)。
在本发明的一些实施例中，所述基体包括黄原胶、明胶、聚乙二醇、聚丙烯酸和聚丙烯酰胺中的至少之一。
在本发明的一些实施例中，所述混合水系电解液为含锌、锰、锂、钠、铝和钾中至少之一的盐溶液，其中，所述盐溶液包括硫酸盐、醋酸盐、硝酸盐、高氯酸盐、甲基磺酸盐和三氟甲基磺酸盐中的至少之一，并且所述盐溶液中锌离子浓度为0.5～2mol/L，其他单金属离子浓度为0.1～0.5mol/L。
在本发明的再一个方面，本发明提出了一种制备上述聚合物凝胶电解质隔膜的方法。根据本发明的实施例，所述方法包括：
(1)将基体、丙烯酰胺和混合水系电解液混合，以便得到混合液；
(2)将所述混合液与N,N-亚甲基双丙烯酰胺和K2S2O8混合，以便得到胶状电解液；
(3)去除所述胶状电解液中的气泡；
(4)将步骤(3)得到的胶状电解液施加在基膜上后固化，以便得到聚合物凝胶电解质隔膜。
根据本发明实施例的制备上述聚合物凝胶电解质隔膜的方法，通过将基体、烯酰胺、混合水系电解液和K2S2O8混合，然后将混合液与N,N-亚甲基双丙烯酰胺混合，最后去除所述胶状电解液中的气泡将其施加在基膜上后固化，其中的丙烯酰胺含有双键，具有双键的化学通性，可以与硫酸盐等盐类进行加成反应，通过键合作用，更好的固定锰/锌/锂/钠等阳离子，同时可以提高凝胶电解质隔膜的机械强度，保证隔膜在充放电过程中结构不受破坏；N,N-亚甲基双丙烯酰胺作为高温自交联剂，加热到一定的温度下会固化，使隔膜的力学性能和工艺性能明显增强；K2S2O8作为聚合促进剂，在加热条件下，可以产生氧自由基，促进带有双键的丙烯酰胺与金属盐离子之间的聚合反应。由此，将该组成的聚合物凝胶电解质隔膜应用于锌离子电池，可以有效避免锌离子电池中正极活性物质中锰离子/钒离子等过渡金属离子在水中的溶解，稳定材料结构；同时该聚合物凝胶电解质隔膜中的网络结构可以对锌负极的表面进行调控，使锌离子均匀沉积，有效减缓枝晶的产生；另外该聚合物凝胶电解质隔膜将电解液中的水束缚在凝胶态隔膜中，可有效避免电解液的泄露，从而将该聚合物凝胶电解质隔膜用于锌离子电池可以明显改善锌离子电池的循环寿命。
另外，根据本发明上述实施例的制备上述聚合物凝胶电解质隔膜的方法还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述基膜上单侧所述胶装电解液的施加厚度为0.3～6mm。由此，可以明显改善锌离子电池的循环寿命。
在本发明的一些实施例中，在步骤(4)中，所述基膜为AGM、磺化隔膜或亲水pp膜。
在本发明的第三个方面，本发明提出了一种锌离子电池。根据本发明的实施例，所述锌离子电池包括正极极片、隔膜和负极极片，其中，所述隔膜为上述的聚合物凝胶电解质隔膜或采用上述的方法得到的所述聚合物凝胶电解质隔膜。由此，该锌离子电池通过使用上述的具有稳定材料结构、使锌离子均匀沉积以及避免电解液的泄露的聚合物凝胶电解质隔膜，可以明显改善锌离子电池的循环寿命。
在本发明的一些实施例中，所述正极极片包括MnO2、Mn3O4、LiMnO4、V2O5、Na3V2(PO4)3和Na0.44MnO2中的至少之一。
在本发明的一些实施例中，所述负极极片包括Zn、Pb、Sn、C、含锌氧化物、含铅氧化物和含锡氧化物中的至少之一。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的制备聚合物凝胶电解质隔膜的方法流程示意图；
图2是实施例1和对比例1得到的锌离子电池的循环曲线。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种聚合物凝胶电解质隔膜。根据本发明的实施例，该聚合物凝胶电解质隔膜包括：基体、丙烯酰胺、混合水系电解液、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和K2S2O8。发明人发现，丙烯酰胺含有双键，具有双键的化学通性，可以与硫酸盐等盐类进行加成反应，通过键合作用，更好的固定锰/锌/锂/钠等阳离子，同时可以提高凝胶电解质隔膜的机械强度，保证隔膜在充放电过程中结构不受破坏；N,N-亚甲基双丙烯酰胺作为高温自交联剂，加热到一定的温度下会固化，使隔膜的力学性能和工艺性能明显增强；K2S2O8作为聚合促进剂，在加热条件下，可以产生氧自由基，促进带有双键的丙烯酰胺与金属盐离子之间的聚合反应。由此，将该组成的聚合物凝胶电解质隔膜应用于锌离子电池，可以有效避免锌离子电池中正极活性物质中锰离子/钒离子等过渡金属离子在水中的溶解，稳定材料结构；同时该聚合物凝胶电解质隔膜中的网络结构可以对锌负极的表面进行调控，使锌离子均匀沉积，有效减缓枝晶的产生；另外该聚合物凝胶电解质隔膜将电解液中的水束缚在凝胶态隔膜中，可有效避免电解液的泄露，从而将该聚合物凝胶电解质隔膜用于锌离子电池可以明显改善锌离子电池的循环寿命。
进一步地，上述聚合物凝胶电解质隔膜中基体、丙烯酰胺、混合水系电解液、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和K2S2O8的质量比为1：(0.25～4)：(20～150)：(0.2～0.5)：(0.2～0.5)。发明人发现，若丙烯酰胺添加量过高，会导致金属离子活性降低，而若丙烯酰胺添加量过低，会导致所制备的隔膜机械强度过低，且对金属离子的束缚能力降低；并且若N,N-亚甲基双丙烯酰胺和K2S2O8添加量过高，会使得在高温固化过程中，固化反应速度过快、固化强度过高，易导致隔膜表面不均匀，而若N,N-亚甲基双丙烯酰胺和K2S2O8添加量过低，会使得在高温固化时，隔膜的机械强度过低。因此，采用本申请上述组成的各添加量可以保证所得隔膜表面均匀且具有较高机械强度。并且，基体包括黄原胶、明胶、聚乙二醇、聚丙烯酸和聚丙烯酰胺中的至少之一，优选黄原胶。具体的，黄原胶作为聚合物凝胶电解质的基体，其具有对热及酸碱的稳定性，与多种盐类有很好的相容性，相比于其他，黄原胶可以提升硫酸盐的溶解度，达到电解质浓度要求。
进一步地，上述聚合物凝胶电解质隔膜中采用的混合水系电解液为含锌、锰、锂、钠、铝和钾中至少之一的盐溶液，其中，所述盐溶液包括硫酸盐、醋酸盐、硝酸盐、高氯酸盐、甲基磺酸盐和三氟甲基磺酸盐中的至少之一，并且所述盐溶液中锌离子浓度为0.5～2mol/L，其他单金属离子浓度为0.1～0.5mol/L，即除锌以外的锰、锂、钠、铝和钾单金属离子浓度为0.1～0.5mol/L。发明人发现，若金属离子的浓度过高，在离子的嵌入/脱出过程中，会导致正极材料结构发生崩塌，不利于电池的循环性能；而若金属离子的浓度过低，会导致嵌入正极的离子数量变少，影响电池的容量。由此，采用上述金属离子浓度的混合水系电解液可以在保证电池具有较高容量的同时提高其循环性能。
在本发明的再一个方面，本发明提出了一种制备上述聚合物凝胶电解质隔膜的方法。根据本发明的实施例，参考图1，该方法包括：
S100：将基体、丙烯酰胺和混合水系电解液混合
该步骤中，将基体、丙烯酰胺和混合水系电解液混合，得到混合液。具体的，取基体置于烧杯中，用少量的H2O将其完全溶解，加入丙烯酰胺，混合搅拌，然后将混合水系电解液加入到上述的混合溶液中，搅拌。
S200：将混合液与N,N-亚甲基双丙烯酰胺和K2S2O8混合
该步骤中，将上述的混合液与N,N-亚甲基双丙烯酰胺混合，然后加入引发剂K2S2O8，通过高温加热，K2S2O8引发N,N-亚甲基双丙烯酰胺与丙烯酰胺、基体、金属离子的自交联反应，得到胶状电解液。
S300：去除胶状电解液中的气泡
该步骤中，可以采用现有技术中的任何方式去除上述胶状电解液中的气泡，例如可以采用室温下抽真空的方式去除胶状电解液中的气泡。
S400：将步骤S300得到的胶状电解液施加在基膜上后固化
该步骤中，将上述步骤S300得到的胶状电解液施加在基膜上后固化，得到聚合物凝胶电解质隔膜。需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要选择在基膜的单侧或双侧涂覆上述胶状电解液，并且可以对固化温度和时间进行选择，此处不再赘述。优选地，基膜上单侧胶状电解液的施加厚度为0.3～6mm，并且基膜为AGM、磺化隔膜或亲水pp膜。
根据本发明实施例的制备上述聚合物凝胶电解质隔膜的方法，通过将基体、烯酰胺、混合水系电解液和K2S2O8混合，然后将混合液与N,N-亚甲基双丙烯酰胺混合，最后去除所述胶状电解液中的气泡将其施加在基膜上后固化，其中的丙烯酰胺含有双键，具有双键的化学通性，可以与硫酸盐等盐类进行加成反应，通过键合作用，更好的固定锰/锌/锂/钠等阳离子，同时可以提高凝胶电解质隔膜的机械强度，保证隔膜在充放电过程中结构不受破坏；N,N-亚甲基双丙烯酰胺作为高温自交联剂，加热到一定的温度下会固化，使隔膜的力学性能和工艺性能明显增强；K2S2O8作为聚合促进剂，在加热条件下，可以产生氧自由基，促进带有双键的丙烯酰胺与金属盐离子之间的聚合反应。由此，将该组成的聚合物凝胶电解质隔膜应用于锌离子电池，可以有效避免锌离子电池中正极活性物质中锰离子/钒离子等过渡金属离子在水中的溶解，稳定材料结构；同时该聚合物凝胶电解质隔膜中的网络结构可以对锌负极的表面进行调控，使锌离子均匀沉积，有效减缓枝晶的产生；另外该聚合物凝胶电解质隔膜将电解液中的水束缚在凝胶态隔膜中，可有效避免电解液的泄露，从而将该聚合物凝胶电解质隔膜用于锌离子电池可以明显改善锌离子电池的循环寿命。需要说明的是，上述针对聚合物凝胶电解质隔膜所描述的特征和优点同样适用于该制备聚合物凝胶电解质隔膜的方法，此处不再赘述。
在本发明的第三个方面，本发明提出了一种锌离子电池。根据本发明的实施例，所述锌离子电池包括正极极片、隔膜和负极极片，其中，所述隔膜为上述的聚合物凝胶电解质隔膜或采用上述的方法得到的所述聚合物凝胶电解质隔膜。由此，该锌离子电池通过使用上述的具有稳定材料结构、使锌离子均匀沉积以及避免电解液的泄露的聚合物凝胶电解质隔膜，可以明显改善锌离子电池的循环寿命。需要说明的是，上述针对聚合物凝胶电解质隔膜所采用的特征和优点同样适用于该制备聚合物凝胶电解质隔膜的方法，此处不再赘述。
根据本发明的实施例，上述锂离子电池中正极极片包括MnO2、Mn3O4、LiMnO4、V2O5、Na3V2(PO4)3和Na0.44MnO2中的至少之一；负极极片包括Zn、Pb、Sn、C、含锌氧化物、含铅氧化物和含锡氧化物中的至少之一。
下面详细描述本发明的实施例，需要说明的是下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。另外，如果没有明确说明，在下面的实施例中所采用的所有试剂均为市场上可以购得的，或者可以按照本文或已知的方法合成的，对于没有列出的反应条件，也均为本领域技术人员容易获得的。
实施例1
制备聚合物凝胶电解质隔膜的方法：
(1)以ZnSO4和MnSO4为原料，配制包括ZnSO4和MnSO4的混合水系电解液，其中，ZnSO4的浓度为2mol/L，MnSO4的浓度为0.1mol/L；
(2)在烧杯中加入0.4g黄原胶，用少量水(10mL)溶解，然后加入0.8g丙烯酰胺，磁力搅拌均匀后加入40mL步骤(1)的混合水系电解液，机械搅拌至均匀，随后加入0.15g N,N-亚甲基双丙烯酰胺，混合均匀后加入0.15g K2S2O8搅拌均匀，得到胶状电解液；
(3)将胶状电解液在室温下抽真空至无气泡，随后涂抹在AGM基膜的两面(单侧涂覆厚度为4mm)，放入恒温干燥箱，在60℃下干燥，得到聚合物凝胶电解质隔膜。
锌离子电池：
电池组装：以MnO2作正极，上述聚合物凝胶电解质隔膜作隔膜，锌箔作负极组成扣式电池。
电池测试：25℃环境中，该锌离子电池在500mA/g电流密度下的初始比容量为176mAh/g，最高比容量为192mAh/g，65圈后爬升至最高容量，循环100圈，容量保持率为99％，电池循环性能如图2所示。
实施例2
与实施例1的不同之处在于黄原胶与丙烯酰胺添加量均为0.8g，其他同于实施例1。
25℃环境中，锌离子电池在500mA/g电流密度下的初始比容量为196mAh/g，最高比容量为221mAh/g，41圈后爬升至最高容量，循环100圈，容量保持率为94％。
实施例3
与实施例1的不同之处在于黄原胶添加量为0.8g，丙烯酰胺添加量为0.2g，其他同于实施例1。
25℃环境中，锌离子电池在500mA/g电流密度下的初始比容量为131mAh/g，最高比容量为131mAh/g，1圈后爬升至最高容量，循环100圈，容量保持率为92％。
实施例4
与实施例1的不同之处在于黄原胶添加量为1.2g，丙烯酰胺添加量为0.3g，其他同于实施例1。
25℃环境中，锌离子电池在500mA/g电流密度下的初始比容量为192mAh/g，最高比容量为196mAh/g，8圈后爬升至最高容量，循环100圈，容量保持率为89％。
实施例5
制备聚合物凝胶电解质隔膜的方法同于实施例1，其组装锌离子电池中正极采用V2O5。
25℃环境中，锌离子电池在500mA/g电流密度下的初始比容量为173mAh/g，循环100圈后，容量保持率为93％。
实施例6
与实施例1的不同之处在于基体采用明胶，采用的混合水系电解液中硫酸锌的浓度为1mol/L，硫酸锰的浓度为0.5mol/L，胶状电解液涂抹在亲水性pp基膜的两面(单侧涂覆厚度为0.3mm)，电池正极采用Mn3O4，Pb作负极，其他同于实施例1。
25℃环境中，锌离子电池在500mA/g电流密度下的初始比容量为162mAh/g，最高比容量为165mAh/g，5圈后爬升至最高容量，循环100圈，容量保持率为85％。
实施例7
与实施例1的不同之处在于基体采用聚乙二醇，采用的混合水系电解液包括硫酸锌和硫酸锂，其中硫酸锌的浓度为1.3mol/L，硫酸锂的浓度为0.5mol/L，胶状电解液涂抹在亲水性pp基膜的两面(单侧涂覆厚度为2mm)，电池正极采用LiMnO4，Sn作负极，其他同于实施例1。
25℃环境中，锌离子电池在500mA/g电流密度下的初始比容量为108mAh/g，最高比容量为108mAh/g，首圈即最高容量，循环100圈，容量保持率为96％。
实施例8
与实施例1的不同之处在于基体采用聚丙烯酸，采用的混合水系电解液中硫酸锌的浓度为1.5mol/L，硫酸锰的浓度为0.3mol/L，胶状电解液涂抹在亲水性pp基膜的两面(单侧涂覆厚度为3mm)，电池正极采用V2O5，氧化锌作负极，其他同于实施例1。
25℃环境中，锌离子电池在500mA/g电流密度下的初始比容量为168mAh/g，最高比容量为176mAh/g，12圈后爬升至最高容量，循环100圈，容量保持率为88％。
实施例9
与实施例1的不同之处在于基体采用聚丙烯酰胺，采用的混合水系电解液包括硫酸锌和硫酸钠，其中硫酸锌的浓度为1.7mol/L，硫酸钠的浓度为0.4mol/L，胶状电解液涂抹在亲水性pp基膜的两面(单侧涂覆厚度为1mm)，电池正极采用Na3V2(PO4)3，氧化铅作负极，其他同于实施例1。
25℃环境中，锌离子电池在500mA/g电流密度下的初始比容量为112mAh/g，最高比容量为118mAh/g，3圈后爬升至最高容量，循环100圈，容量保持率为85％。
实施例10
与实施例1的不同之处在于基体采用聚丙烯酰胺，采用的混合水系电解液包括硫酸锌和硫酸钠，其中硫酸锌的浓度为1.8mol/L，硫酸钠的浓度为0.2mol/L，胶状电解液涂抹在亲水性pp基膜的两面(单侧涂覆厚度为5mm)，电池正极采用Na0.44MnO2，氧化锡作负极，其他同于实施例1。
25℃环境中，锌离子电池在500mA/g电流密度下的初始比容量为105mAh/g，最高比容量为108mAh/g，3圈后爬升至最高容量，循环100圈，容量保持率为83％。
对比例1
以AGM隔膜代替上述聚合物凝胶电解质隔膜，将AGM隔膜在包括ZnSO4和MnSO4的混合水系电解液充分浸泡，其中，ZnSO4的浓度为2mol/L，MnSO4的浓度为0.1mol/L，然后按实施例1方式组装锌离子电池。
25℃环境中，锌离子电池在500mA/g电流密度下的初始比容量为205mAh/g，为最高比容量，循环100圈，容量保持率为55％，电池循环性能如图2所示。
对比例2
以亲水PP膜作为隔膜，其他同对比例1；
25℃环境中，锌离子电池在500mA/g电流密度下的初始比容量为190mAh/g，循环100圈后，容量保持率为34％。
对比例3
以AGM隔膜作为隔膜，其他同实施例5；
25℃环境中，锌离子电池在500mA/g电流密度下的初始比容量为170mAh/g，循环100圈后，容量保持率为82％。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种聚合物凝胶电解质隔膜，其特征在于，包括：基体、丙烯酰胺、混合水系电解液、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和K2S2O8。
2.根据权利要求1所述的电解质隔膜，其特征在于，所述基体、所述丙烯酰胺、所述混合水系电解液、所述N,N-亚甲基双丙烯酰胺和所述K2S2O8的质量比为1：(0.25～4)：(20～150)：(0.2～0.5)：(0.2～0.5)。
3.根据权利要求1或2所述的电解质隔膜，其特征在于，所述基体包括黄原胶、明胶、聚乙二醇、聚丙烯酸和聚丙烯酰胺中的至少之一。
4.根据权利要求1所述的电解质隔膜，其特征在于，所述混合水系电解液为含锌、锰、锂、钠、铝和钾中至少之一的盐溶液，
其中，所述盐溶液包括硫酸盐、醋酸盐、硝酸盐、高氯酸盐、甲基磺酸盐和三氟甲基磺酸盐中的至少之一，并且所述盐溶液中锌离子浓度为0.5～2mol/L，其他单金属离子浓度为0.1～0.5mol/L。
5.一种制备权利要求1-4中任一项所述的聚合物凝胶电解质隔膜的方法，其特征在于，包括：
(1)将基体、丙烯酰胺和混合水系电解液混合，以便得到混合液；
(2)将所述混合液与N,N-亚甲基双丙烯酰胺和K2S2O8混合，以便得到胶状电解液；
(3)去除所述胶状电解液中的气泡；
(4)将步骤(3)得到的胶状电解液施加在基膜上后固化，以便得到聚合物凝胶电解质隔膜。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述基膜上单侧所述胶装电解液的施加厚度为0.3～6mm。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤(4)中，所述基膜为AGM、磺化隔膜或亲水pp膜。
8.一种锌离子电池，其特征在于，所述锌离子电池包括正极极片、隔膜和负极极片，其中，所述隔膜为权利要求1-4中任一项所述的聚合物凝胶电解质隔膜或采用权利要求5-7中任一项所述的方法得到的所述聚合物凝胶电解质隔膜。
9.根据权利要求8所述的锌离子电池，其特征在于，所述正极极片包括MnO2、Mn3O4、LiMnO4、V2O5、Na3V2(PO4)3和Na0.44MnO2中的至少之一。
10.根据权利要求8所述的锌离子电池，其特征在于，所述负极极片包括Zn、Pb、Sn、C、含锌氧化物、含铅氧化物和含锡氧化物中的至少之一。
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