The present invention relates to a core-shell structure of polypyrrole coated nano spherical Zinc Oxide material and its preparation method. Polypyrrole coated nano spherical Zinc Oxide with nano spherical Zinc Oxide as core, polypyrrole as shell coating on Zinc Oxide particles surface. The process is added to the zinc source in precipitating agents such as six four methylene amine, by hydrothermal reaction to prepare nano spherical nano particles of Zinc Oxide; Zinc Oxide added to the solution containing surfactant, the formation of Zinc Oxide join sol, pyrrole monomer and oxidant for in situ oxidation polymerization, polypyrrole coated layer is formed on the particles of Zinc Oxide the surface. Polypyrrole core-shell structure of the prepared nano coated Zinc Oxide is larger than the surface area, improve its activity at the same time, can well prevent Zinc Oxide nano particle agglomeration, polypyrrole coated layer has effectively alleviate the formation of Zinc Oxide particles in the process of charge and discharge of the dendrite, significantly improve the cycle life of the electrode.
【技术实现步骤摘要】
一种聚吡咯包覆的纳米球状氧化锌材料及制备方法
本专利技术涉及一种聚吡咯包覆的纳米氧化锌材料及制备方法,应用于镍锌碱性二次电池负极中可有效提高电极的可逆性及库伦效率,提高电极的循环寿命,具体属于碱性二次镍锌电池负极材料
技术介绍
作为水溶液一次电池体系中使用最广泛的负极材料,锌电极具有很多的优点,比如高能量密度,高开路电压,对环境无污染,且储量丰富,成本低廉。所以将锌电极应用在碱性二次电池中的尝试一直受到人们关注。但是在作为二次电池负极材料时,由于其放电产物易溶于电解液,致使在充电过程中,溶解了的活性物质又会不均匀地沉积到锌电极上,促使枝晶的生长以及电极的形变,导致放电容量迅速衰减,循环寿命低。为了提高锌电极的循环寿命,在活性材料中加入添加剂是常用方法,如在电极材料中加入钙,铋,锡,铟,银和钛等金属氧化物或氢氧化物,能够一定程度够抑制锌电极枝晶以及形变的产生。有机添加剂主要用于电解液,用于改善锌沉积的均匀性。然而,无机添加剂与活性物质的接触不够充分,主要作用是提高了析氢电位,对放电产物的溶解没有明显作用,而有机添加剂增大了电极极化,是充放电效率降低,且容易在充放电过程中分解。聚吡咯(PPy)作为一种最常见的导电聚合物,具有π共轭电子的大环结构,掺杂后其具有高导电性,高稳定性,应用范围广泛,如超级电容器,防腐蚀涂层以及化学传感器等,其诸多优秀的性能引起了科研人员的注意。由于氧化锌是一种优秀的半导体材料,聚吡咯和氧化锌的复合带来了一系列有趣的光电性能,目前研究人员对氧化锌-聚吡咯复合物的制备进行了较广泛的研究,制备方法包括化学法和电化学法。张成祥等通过 ...
【技术保护点】
一种聚吡咯包覆的纳米球状氧化锌材料及制备方法,其特征在于:所述的材料及制备方法如下:(1) 聚吡咯包覆的纳米球状氧化锌材料聚吡咯包覆的纳米球状氧化锌材料以粒径40‑150nm的纳米球状氧化锌为核,表面均匀包覆厚度为5‑25nm的聚吡咯壳,其中聚吡咯的质量百分数为5%‑20%;(2)聚吡咯包覆的纳米球状氧化锌制备方法步骤1:控制沉淀剂与锌盐的摩尔比为1~2∶4,将沉淀剂的去离子水或乙二醇溶液与锌盐混合均匀,其后在150~200℃下水热反应5‑10h;产物冷却至室温后进行过滤,并分别用水、乙醇洗涤3次,然后再经干燥得到纳米球状氧化锌;步骤2:表面活性剂与纳米球状氧化锌按1∶4的摩尔比,将上述纳米球状氧化锌加入到表面活性剂的水溶液中,超声分散5~30min,形成稳定分散的氧化锌溶胶;步骤3:控制吡咯单体与纳米氧化锌的摩尔比为1~3∶20,将吡咯单体溶于去离子水中,而后加入到氧化锌溶胶中,超声分散10~30min;氧化剂与吡咯单体按1~2∶2的摩尔比,持续搅拌条件下再加入氧化剂进行吡咯聚合反应,在0‑8℃温度下搅拌反应5~10h后,分别用去离子水、甲醇反复洗涤5次,得到的灰黑色产物再经50~8 ...
【技术特征摘要】
1.一种聚吡咯包覆的纳米球状氧化锌材料及制备方法,其特征在于:所述的材料及制备方法如下:(1)聚吡咯包覆的纳米球状氧化锌材料聚吡咯包覆的纳米球状氧化锌材料以粒径40-150nm的纳米球状氧化锌为核,表面均匀包覆厚度为5-25nm的聚吡咯壳,其中聚吡咯的质量百分数为5%-20%;(2)聚吡咯包覆的纳米球状氧化锌制备方法步骤1:控制沉淀剂与锌盐的摩尔比为1~2∶4,将沉淀剂的去离子水或乙二醇溶液与锌盐混合均匀,其后在150~200℃下水热反应5-10h;产物冷却至室温后进行过滤,并分别用水、乙醇洗涤3次,然后再经干燥得到纳米球状氧化锌;步骤2:表面活性剂与纳米球状氧化锌按1∶4的摩尔比,将上述纳米球状氧化锌加入到表面活性剂的水溶液中,超声分散5~30min,形成稳定分散的氧化锌溶胶;步骤3:控制吡咯单体与纳米氧化锌的摩尔比为1~3∶20,将吡咯单体溶于去离子水中,而后加入到氧化锌溶胶中,...
【专利技术属性】
技术研发人员:黄健航,刘光明,洪嘉,王帅星,刘志雷,刘玲玲,
申请(专利权)人:南昌航空大学,
类型:发明
国别省市:江西,36
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