CN117895100A - 一种含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液和水系锌离子电池 - Google Patents
一种含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液和水系锌离子电池 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于水系锌离子电池技术领域，涉及一种含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液和水系锌离子电池。本发明的含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液，由交联季铵化玉米秸秆木质素和水相电解液混合而成。本发明的交联季铵化玉米秸秆木质素含有较多的氨基和醚键，氨基和醚键均具有较好的水溶性，使交联季铵化玉米秸秆木质素也具有较好的水溶性，交联季铵化玉米秸秆木质素可以溶于高浓度的水相Zn2+盐溶液，且由于醚键不带电荷，增加了交联季铵化玉米秸秆木质素稳定性，使得交联季铵化玉米秸秆木质素在酸性条件下稳定不析出。
Description
技术领域
本发明属于水系锌离子电池技术领域，具体涉及一种含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液和水系锌离子电池。
背景技术
水系锌离子电池作为一种新兴的储能电池，具有安全性高、成本低廉、环境友好、能量密度高、易制造等优点，在大规模储能、可穿戴产品等领域具有广阔的应用前景。然而，水系锌离子电池所采用的传统水相电解液(锌盐水溶液)存在锌离子沉积/溶出动力学行为不均一且不可控问题，会造成锌负极一侧电场的不均匀分布，导致锌枝晶的形成和生长。同时，传统的水相电解液中存在大量自由流动的水，会引起锌负极表面电化学副反应和不可控制的固液界面反应，从而造成锌负极的钝化，并且会增加锌负极被腐蚀的风险。上述锌负极问题会导致水系锌离子电池在充放电过程中库伦效率降低、容量衰减过快，从而影响电池的倍率性能和循环性能，这严重制约了水系锌离子电池的发展和商业化应用。电解液添加剂不仅是一种操作简单、低成本、高安全性以及环境友好的锌负极保护策略，而且可以选择性的吸附在锌的核位点，调节锌负极附近离子浓度和电场均匀分布，避免锌枝晶过度生长和降低锌负极腐蚀。然而，传统的有机聚合物电解液添加剂成本较高,且存在易燃、有毒等安全隐患，限制了其在大规模储能领域的实际应用。木质素改性物中作为电解液添加剂，其中的酚羟基、羧基等官能团对电解液中的锌离子具有良好的络合作用，还可以吸附在金属锌上面缓解锌负极的腐蚀。木质素是一种丰富而廉价的可再生生物质资源，具有可调控的分子结构和众多活性基团，在储能领域具有巨大的应用潜力。
发明内容
本发明的目的是提供一种含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液以解决电解液对锌负极的腐蚀以及锌枝晶的形成的生长的技术问题。
本发明的第二个目的是提供一种水系锌离子电池。
为了实现以上目的，本发明采取的技术方案为：
一种含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液，由交联季铵化玉米秸秆木质素和水相电解液混合而成，所述交联季铵化玉米秸秆木质素的结构如式(1)所示：
进一步的，所述交联季铵化玉米秸秆木质素的制备方法为：使用(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵对玉米秸秆木质素进行季铵化改性得到含有季铵化玉米秸秆木质素的溶液，将所述含有季铵化玉米秸秆木质素的溶液与聚乙二醇二缩水甘油醚混合加热后，即得。
进一步的，所述(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵的质量分数为60％，所述玉米秸秆木质素与所述(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵的质量比为1.5～2.5：1；所述含有季铵化玉米秸秆木质素的溶液与所述聚乙二醇二缩水甘油醚的质量比为8～10：1。
进一步的，所述改性温度为84～85℃，改性时长为3～4h；所述含有季铵化玉米秸秆木质素的溶液与聚乙二醇二缩水甘油醚混合后加热的温度为44～45℃，反应时长为4～4.5h。
进一步的，所述玉米秸秆木质素的提取方法为：将玉米秸秆粉碎后溶解于碱溶液中，在89～90℃下反应2～3h后得到含有玉米秸秆木质素的溶液，将所述含有玉米秸秆木质素的溶液的pH调节至4～4.5后，冷冻离心干燥，即得。
进一步的，所述碱溶液为质量分数为12％的氢氧化钠溶液。
进一步的，所述交联季铵化玉米秸秆木质素占水系锌离子电解液总质量的0.3％～9％；所述交联季铵化玉米秸秆木质素占水系锌离子电解液总质量的1％～5％；所述水系锌离子电解液的pH为3～7。
进一步的，所述水相电解液由水溶性锌盐和水溶性锰盐溶解配置而成；所述水溶性锌盐为硫酸盐、氯化锌、硝酸盐中的一种或几种；所述水溶性锰盐为硫酸锰、氯化锰、硝酸锰中的一种或几种。
进一步的，所述水溶性锌盐的浓度为0.2～10.5mol/L，所述水溶性锰盐的浓度为0.01～4.5mol/L。
一种水系锌离子电池，包括上述的含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液的水系锌离子电池。
本发明的有益效果：
磺酸根、羧基、羟基等带负电官能团的电离或与水之间的氢键作用在高浓度水相锌离子盐溶液中会被屏蔽，因此传统的磺化、羧基化和羟基化等改性方法得到的水溶性木质素无法溶解于高浓度的水相Zn2+盐溶液中，使改性后的木质素的官能团无法发挥作用。而本发明的交联季铵化玉米秸秆木质素含有较多的氨基和醚键，氨基和醚键均具有较好的水溶性，使交联季铵化玉米秸秆木质素也具有较好的水溶性，交联季铵化玉米秸秆木质素可以溶于高浓度的水相Zn2+盐溶液，且由于醚键不带电荷，增加了交联季铵化玉米秸秆木质素稳定性，使得交联季铵化玉米秸秆木质素在酸性条件下稳定不析出。
聚乙二醇二缩水甘油醚不仅在酸性条件下稳定，在碱性条件下也可以稳定，使用聚乙二醇二缩水甘油醚作为交联剂使交联季铵化玉米秸秆木质素也具备较强的稳定性，可以使交联季铵化玉米秸秆木质素在酸性水系电解液中不易析出。且聚乙二醇二缩水甘油醚中的醚键具有亲水性，增加了交联季铵化玉米秸秆木质素的水溶性。
从式(1)可以看出，交联季铵化玉米秸秆木质素含有大量的羧基和氨基，羟基在水系锌离子电解液中会与锌负极产生氢键相互作用，使得交联季铵化玉米秸秆木质素会吸附在锌负极的表面，从而阻碍水系锌离子电解液中的溶剂水与锌负极直接接触，可有效防止锌负极被腐蚀。同时，由于交联季铵化木质素通过疏水作用的吸附，使溶剂水也带有正电性，由于静电斥力的作用，溶剂水在锌负极上的吸附减少。
本发明的水系电解液添加了交联季铵化玉米秸秆木质素，可以调控锌离子的电化学沉积和溶出行为，提高了正负极之间界面反应稳定性，有效抑制锌枝晶的形成和过度生长，而且交联季铵化玉米秸秆木质素具备良好的水溶性，可降低水系电解液中自由水的活度，抑制锌负极表面副反应的发生，从而有效缓解锌负极的腐蚀，使得水系锌离子电池具有优异的电化学性能。且交联季铵化玉米秸秆木质素的加入可以固定电解液，减少电解液中游离水的含量，从而有效抑制电化学反应过程中游离水诱导副反应的发生，有助于提升水系锌离子电池的电化学性能。
本发明使用碱溶酸析的办法提取玉米秸秆木质素，使玉米秸秆木质素暴露出更多的活性基团，玉米秸秆木质素中酚羟基可以与水分子形成氢键，减弱了锌离子与水分子之间的溶剂化作用，有利于进行锌离子的去溶剂化。并且在碱溶反应过程中更好分解玉米秸秆中的半纤维素和杂质，提高了纯度。
附图说明
图1为实施例1和对比例3的水系锌离子电池的循环性能图；
图2为实施例2和对比例3的水系锌离子电池的循环性能图；
图3为实施例3和对比例3的水系锌离子电池的循环性能图；
图4为实施例4和对比例3的水系锌离子电池的循环性能图；
图5为实施例5和对比例3的水系锌离子电池的循环性能图；
图6为对比例1和对比例3的水系锌离子电池的循环性能图；
图7为对比例2和对比例3的水系锌离子电池的循环性能图；
图8为实施例1的玉米秸秆木质素和交联季铵化玉米秸秆木质素的红外光谱图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例以及附图对本发明作进一步说明。
实施例1
将玉米秸秆原料粉碎，与质量分数为12％的氢氧化钠溶液在90℃下反应3h后得到含有玉米秸秆木质素的溶液，将含有玉米秸秆木质素的溶液用质量分数为20％的硫酸调节pH至4后，离心冷冻干燥即得玉米秸秆木质素。
将100g的玉米秸秆木质素与83.3g的质量分数为60％的(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵在85℃下水浴加热搅拌四个小时，得到含有季铵化玉米秸秆木质素的溶液。取50g的含有季铵化玉米秸秆木质素的溶液与5g的聚乙二醇二缩水甘油醚(PEGDGE)在45℃下搅拌4h后，得到含有交联季铵化玉米秸秆木质素的溶液，将含有交联季铵化玉米秸秆木质素的溶液使用截留分子量为1000Da的透析袋提纯、旋蒸、减压浓缩、冷冻干燥后即得交联季铵化玉米秸秆木质素，交联季铵化玉米秸秆木质素的结构如式(2)所示：
将2g交联季铵化玉米秸秆木质素加入到总质量为98g的2mol/L硫酸锌和0.2mol/L硫酸锰的水相电解液中，充分搅拌至交联季铵化玉米秸秆木质素完全溶解，然后将pH调至4.5，静置后即得含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液。
将可与锌离子发生反应的正极、隔膜、实施例1的含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液和锌负极组装至电池壳内，即得实施例1的水系锌离子电池。
图8为实施例1的玉米秸秆木质素(CSL)和交联季铵化玉米秸秆木质素(JLQCSL)的红外光谱图，从图中可以看出，在CSL的谱图中，3432cm-1处为羟基O—H伸缩振动峰，2932cm-1和2848cm-1处分别为甲基和亚甲基的C—H伸缩振动，1698cm-1处为非共扼C＝O伸缩振动，1357cm-1处为酚羟基和甲基的面内变形振动。JLQCSL的谱图在920cm-1处出现了季铵根的吸收峰，这说明了季铵化反应的成功进行。JLQCSL的谱图还出现了新的C—O—C拉伸振动峰(977cm-1)，表明JLQCS成功合成。
实施例2
将玉米秸秆原料粉碎，与质量分数为12％的氢氧化钠溶液在89℃下反应3h后得到含有玉米秸秆木质素的溶液，将含有玉米秸秆木质素的溶液用质量分数为20％的硫酸调节pH至4.5后，离心冷冻干燥即得玉米秸秆木质素。
将100g的玉米秸秆木质素与83.3g的质量分数为60％的(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵在85℃下水浴加热搅拌4个小时，得到含有季铵化玉米秸秆木质素的溶液。取50g的含有季铵化玉米秸秆木质素的溶液与5g的PEGDGE在44℃下搅拌4h后，得到含有交联季铵化玉米秸秆木质素的溶液，将含有交联季铵化玉米秸秆木质素的溶液使用截留分子量为1000Da的透析袋提纯、旋蒸、减压浓缩、冷冻干燥后即得交联季铵化玉米秸秆木质素。
将1g交联季铵化玉米秸秆木质素加入到总质量为99g的2mol/L硫酸锌和0.2mol/L硫酸锰的水相电解液中，充分搅拌至交联季铵化玉米秸秆木质素完全溶解，然后将pH调至4.5，静置后即得含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液。
将可与锌离子发生反应的正极、隔膜、实施例2的含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液和锌负极组装至电池壳内，即得实施例2的水系锌离子电池。
实施例3
将玉米秸秆原料粉碎，与质量分数为12％的氢氧化钠溶液在89℃下反应3h后得到含有玉米秸秆木质素的溶液，将含有玉米秸秆木质素的溶液用质量分数为20％的硫酸调节pH至4后，离心冷冻干燥即得玉米秸秆木质素。
将100g的玉米秸秆木质素与100g的质量分数为60％的(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵在85℃下水浴加热搅拌3.5个小时，得到含有季铵化玉米秸秆木质素的溶液。取50g的含有季铵化玉米秸秆木质素的溶液与5g的PEGDGE在45℃下搅拌3h后，得到含有交联季铵化玉米秸秆木质素的溶液，将含有交联季铵化玉米秸秆木质素的溶液使用截留分子量为1000Da的透析袋提纯、旋蒸、减压浓缩、冷冻干燥后即得交联季铵化玉米秸秆木质素。
将3g交联季铵化玉米秸秆木质素加入到总质量为97g的2mol/L硫酸锌和0.2mol/L硫酸锰的水相电解液中，充分搅拌至交联季铵化玉米秸秆木质素完全溶解，然后将pH调至4.5，静置后即得含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液。
将可与锌离子发生反应的正极、隔膜、实施例3的含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液和锌负极组装至电池壳内，即得水系锌离子电池。
实施例4
将玉米秸秆原料粉碎，与质量分数为12％的氢氧化钠溶液在90℃下反应3h后得到含有玉米秸秆木质素的溶液，将含有玉米秸秆木质素的溶液用质量分数为20％的硫酸调节pH至4后，离心冷冻干燥即得玉米秸秆木质素。
将100g的玉米秸秆木质素与83.3g的质量分数为60％的(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵在85℃下水浴加热搅拌四个小时，得到含有季铵化玉米秸秆木质素的溶液。取50g的含有季铵化玉米秸秆木质素的溶液与5g的PEGDGE在45℃下搅拌4h后，得到含有交联季铵化玉米秸秆木质素的溶液，将含有交联季铵化玉米秸秆木质素的溶液使用截留分子量为1000Da的透析袋提纯、旋蒸、减压浓缩、冷冻干燥后即得交联季铵化玉米秸秆木质素。
将4g交联季铵化玉米秸秆木质素加入到总质量为96g的2mol/L硫酸锌和0.2mol/L硫酸锰的水相电解液中，充分搅拌至交联季铵化玉米秸秆木质素完全溶解，然后将pH调至4.5，静置后即得含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液。
将可与锌离子发生反应的正极、隔膜、实施例4的含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液和锌负极组装至电池壳内，即得实施例4的水系锌离子电池。
实施例5
将玉米秸秆原料粉碎，与质量分数为12％的氢氧化钠溶液在90℃下反应3h后得到含有玉米秸秆木质素的溶液，将含有玉米秸秆木质素的溶液用质量分数为20％的硫酸调节pH至4.5后，离心冷冻干燥即得玉米秸秆木质素。
将100g的玉米秸秆木质素与83.3g的质量分数为60％的(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵在85℃下水浴加热搅拌3个小时，得到含有季铵化玉米秸秆木质素的溶液。取50g的含有季铵化玉米秸秆木质素的溶液与5g的PEGDGE在44℃下搅拌3.5h后，得到含有交联季铵化玉米秸秆木质素的溶液，将含有交联季铵化玉米秸秆木质素的溶液使用截留分子量为1000Da的透析袋提纯、旋蒸、减压浓缩、冷冻干燥后即得交联季铵化玉米秸秆木质素。
将4g交联季铵化玉米秸秆木质素加入到总质量为96g的2mol/L硫酸锌和0.2mol/L硫酸锰的水相电解液中，充分搅拌至交联季铵化玉米秸秆木质素完全溶解，然后将pH调至4.5，静置后即得含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液。
将可与锌离子发生反应的正极、隔膜、实施例5的含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液和锌负极组装至电池壳内，即得实施例5的水系锌离子电池。
对比例1
将玉米秸秆原料粉碎，与质量分数为12％的氢氧化钠溶液在98℃下反应2.5h后得到含有玉米秸秆木质素的溶液，将含有玉米秸秆木质素的溶液用质量分数为20％的硫酸调节pH至4.5后，离心冷冻干燥即得玉米秸秆木质素。
将100g的玉米秸秆木质素与67.8g的质量分数为60％的(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵在85℃下水浴加热搅拌四个小时，得到含有季铵化玉米秸秆木质素的溶液。取50g的含有季铵化玉米秸秆木质素的溶液与5g的PEGDGE在45℃下搅拌4h后，得到含有交联季铵化玉米秸秆木质素的溶液，将含有交联季铵化玉米秸秆木质素的溶液使用截留分子量为1000Da的透析袋提纯、旋蒸、减压浓缩、冷冻干燥后即得交联季铵化玉米秸秆木质素。
将11g交联季铵化玉米秸秆木质素加入到总质量为89g的2mol/L硫酸锌和0.2mol/L硫酸锰的水相电解液中，充分搅拌至交联季铵化玉米秸秆木质素完全溶解，然后将pH调至4.5，静置后即得含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液。
将可与锌离子发生反应的正极、隔膜、对比例1的含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液和锌负极组装至电池壳内，即得对比例1的水系锌离子电池。
对比例2
将玉米秸秆原料粉碎，与质量分数为12％的氢氧化钠溶液在80℃下反应3h后得到含有玉米秸秆木质素的溶液，将含有玉米秸秆木质素的溶液用质量分数为20％的硫酸调节pH至4.5后，离心冷冻干燥即得玉米秸秆木质素。
将100g的玉米秸秆木质素与100g的质量分数为60％的(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵在85℃下水浴加热搅拌四个小时，得到含有季铵化玉米秸秆木质素的溶液。取50g的含有季铵化玉米秸秆木质素的溶液与4g的PEGDGE在45℃下搅拌4h后，得到含有交联季铵化玉米秸秆木质素的溶液，将含有交联季铵化玉米秸秆木质素的溶液使用截留分子量为1000Da的透析袋提纯、旋蒸、减压浓缩、冷冻干燥后即得交联季铵化玉米秸秆木质素。
将0.1g交联季铵化玉米秸秆木质素加入到总质量为99.9g的2mol/L硫酸锌和0.2mol/L硫酸锰的水相电解液中，充分搅拌至交联季铵化玉米秸秆木质素完全溶解，然后将pH调至4.5，静置后即得含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液。
将可与锌离子发生反应的正极、隔膜、对比例2的含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液和锌负极组装至电池壳内，即得水系锌离子电池。
对比例3
从下往上依次是正极壳、石墨纸、正极片、水凝胶电解质、负极片、不锈钢垫片、不锈钢弹片和负极壳组装，然后用小型液压扣式电池封口机进行封装，即得对比例3的水系锌离子电池。参比电解液pH为4.5的2mol/L硫酸锌和0.2mol/L硫酸锰的混合水溶液。
分别将实施例1-5、对比例1-2与对比例3的水系锌离子电池进行恒流充放电测试，设置的恒流电流密度为1.5A/g。
由图1-5可以看出，在1.5A/g的电流密度下恒流充放电3000次之后，实施例1的水系锌离子电池的比容量为134.02mAh/g，实施例2的水系锌离子电池的比容量为133.20mAh/g，实施例3的水系锌离子电池的比容量为131.68mAh/g，实施例4的水系锌离子电池的比容量为128.11mAh/g，实施例5的水系锌离子电池的比容量为122.51mAh/g，而对比例3的水系锌离子电池的比容量为94.58mAh/g，说明实施例1-5的水系锌离子电池的循环性能更加优异。
这主要是因为和参比电解液相比，含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液中自由水的活度降低，可以降低电解液对锌的腐蚀、锌枝晶的形成和生长以及副产物的形成，从而缓解了锌负极的腐蚀，因而含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液可显著提升水系锌离子电池的循环性能。和参比电解液相比，含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液能缓解水系锌离子电池在长期循环过程中会受到锌枝晶和析氢腐蚀的影响，含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液具有调控锌离子均匀沉积的能力。
由图6可以看出，在1.5A/g的电流密度下恒流充放电3000次之后，对比例1的水系锌离子电池的比容量为79.02mAh/g，明显低于对比例3的水系锌离子电池的放电比容量94.58mAh/g。这主要是因为交联季铵化玉米秸秆木质素占含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液总质量的质量分数高于9％，对比例1的含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液使锌负极表面的电化学副反应增多，促进了锌枝晶形成和生长的能力，从而增加了锌负极的腐蚀，因而削弱了对比例1的水系锌离子电池的循环性能。
由图7可以看出，在1.5A/g的电流密度下恒流充放电3000次之后，对比例2的水系锌离子电池的比容量为81.68mAh/g，明显低于对比例3的水系锌离子电池的放电比容量94.58mAh/g。这主要是因为交联季铵化玉米秸秆木质素占含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液总质量的质量分数低于0.3％，对比例2的含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液不具备抑制锌枝晶形成和生长的能力，并且增加了锌负极的腐蚀，因而减弱了对比例2的水系锌离子电池的循环性能。
Claims (10)
1.一种含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液，其特征在于，由交联季铵化玉米秸秆木质素和水相电解液混合而成，所述交联季铵化玉米秸秆木质素的结构如式(1)所示：
2.根据权利要求1所述的含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液，其特征在于，所述交联季铵化玉米秸秆木质素的制备方法为：使用(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵对玉米秸秆木质素进行季铵化改性得到含有季铵化玉米秸秆木质素的溶液，将所述含有季铵化玉米秸秆木质素的溶液与聚乙二醇二缩水甘油醚混合加热后，即得。
3.根据权利要求2所述的含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液，其特征在于，所述玉米秸秆木质素与所述(3-氯-2-羟丙基)三甲基氯化铵的质量比为1.5～2.5：1；所述含有季铵化玉米秸秆木质素的溶液与所述聚乙二醇二缩水甘油醚的质量比为8～10：1。
4.根据权利要求2所述的含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液，其特征在于，所述改性温度为84～85℃，改性时长为3～4h；所述含有季铵化玉米秸秆木质素的溶液与聚乙二醇二缩水甘油醚混合后加热的温度为44～45℃，反应时长为4～4.5h。
5.根据权利要求2所述的含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液，其特征在于，所述玉米秸秆木质素的提取方法为：将玉米秸秆粉碎后溶解于碱溶液中，在89～90℃下反应2～3h后得到含有玉米秸秆木质素的溶液，将所述含有玉米秸秆木质素的溶液的pH调节至4～4.5后，冷冻离心干燥，即得。
6.根据权利要求5所述的含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液，其特征在于，所述碱溶液为质量分数为12％的氢氧化钠溶液。
7.根据权利要求1所述的含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液，其特征在于，所述交联季铵化玉米秸秆木质素占水系锌离子电解液总质量的0.3％～9％；所述交联季铵化玉米秸秆木质素占水系锌离子电解液总质量的1％～5％；所述水系锌离子电解液的pH为3～7。
8.根据权利要求1所述的含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液，其特征在于，所述水相电解液由水溶性锌盐和水溶性锰盐溶解配置而成；所述水溶性锌盐为硫酸盐、氯化锌、硝酸盐中的一种或几种；所述水溶性锰盐为硫酸锰、氯化锰、硝酸锰中的一种或几种。
9.根据权利要求8所述的含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液，其特征在于，所述水溶性锌盐的浓度为0.2～10.5mol/L，所述水溶性锰盐的浓度为0.01～4.5mol/L。
10.一种水系锌离子电池，其特征在于，包括权利要求1～9任一项权利要求所述的含有交联季铵化玉米秸秆木质素的水系锌离子电解液的水系锌离子电池。
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