一种锌基电池用三维锌/碳复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种锌基电池用三维锌/碳复合材料，所述三维锌/碳复合材料由三维多级结构的碳导电网络和其上面负载的锌和/或氧化锌组成，其中锌和/或氧化锌的质量占比为50～95％；上述三维碳导电网络是由聚合物经过碳化处理得到，具有大孔、介孔和微孔的孔结构；负载在三维碳导电网络上的锌和氧化锌的形貌互相独立地为球状，棒状，针状中的一种或多种，锌和氧化锌的尺寸互相独立地为10纳米～20微米。本发明专利技术还提出所述复合材料的制备方法。本发明专利技术提出的三维锌/碳复合材料具有有序多孔结构，高的导电性，作为镍锌电池负极时，表现出优异的电化学性能和循环稳定性，可广泛应用于各种便携式电子设备、电动汽车以及航空航天等领域。

【技术实现步骤摘要】
一种锌基电池用三维锌/碳复合材料及其制备方法
本专利技术属于能源材料领域，具体涉及一种锌基电池负极材料、及其制备方法。
技术介绍
随着电子科技的不断突破和国际上对能源、环保的高度重视，研究开发新型绿色二次动力电池一直是各国重大科技发展计划的热点之一，基于新材料和新技术的高能量密度,无污染,可循环使用的绿色电池新体系不断涌现,迅速发展成为新一代便携式电子产品的支持电源和电动车，混合动力车的动力电源。目前动力型电池市场包括了铅酸电池,镍镉电池，镍氢电池和锂离子电池,但是这些电池体系都存在一些问题,制约了这些电池的进一步发展。铅酸电池和镉镍电池是早已广泛应用的二次电池,占据了动力型电池的主要市场,但这两类电池能量密度比较低,商品电池一般只能达到30～50Wh·kg-1,不适合在需要大量贮存能量又要移动的场合使用.铅酸电池和镍镉电池含有对环境污染严重的重金属元素,它的生产和废旧品处理对环境有严重影响,如欧盟已强制要求电池生产企业负担这些电池的废旧品处理,铅酸电池和镍镉电池是不能实现可持续发展,前景有限。氢镍电池因镍价大幅度上涨和电池组一致性差等技术问题,以LiCoO2为正极材料的商业化锂离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锌基电池用三维锌/碳复合材料，其特征在于，所述三维锌/碳复合材料由三维多级结构的碳导电网络和其上面负载的锌和/或氧化锌组成，其中锌和/或氧化锌的质量占比为50～95％；上述三维碳导电网络是由聚合物经过碳化处理得到，具有大孔、介孔和微孔的孔结构；负载在三维碳导电网络上的锌和氧化锌的形貌互相独立地为球状，棒状，针状中的一种或多种，锌和氧化锌的尺寸互相独立地为10纳米～20微米。

【技术特征摘要】
1.一种锌基电池用三维锌/碳复合材料，其特征在于，所述三维锌/碳复合材料由三维多级结构的碳导电网络和其上面负载的锌和/或氧化锌组成，其中锌和/或氧化锌的质量占比为50～95％；上述三维碳导电网络是由聚合物经过碳化处理得到，具有大孔、介孔和微孔的孔结构；负载在三维碳导电网络上的锌和氧化锌的形貌互相独立地为球状，棒状，针状中的一种或多种，锌和氧化锌的尺寸互相独立地为10纳米～20微米。2.权利要求1所述锌基电池用三维锌/碳复合材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：(1)锌基化合物与高分子聚合物分散在水和/或有机溶剂中形成具有一定黏度的混合物，其中锌基化合物与高分子聚合物的投料质量比为0.5～10:1；然后进行干燥处理，处理温度为50℃～200℃，时间为2～10小时；对干燥后产物在惰性气氛下进行热处理，处理温度为500℃～1000℃，时间为0.5～10小时；(2)采用热还原或电化学还原对步骤(1)中的产物进行部分还原或完全还原，获得三维锌/碳复合材料。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述锌基化合物选自氧化锌、氯化锌、硝酸锌、硫酸锌、碳酸锌、醋酸锌中的一种或多种；所述的高分子聚合物为聚丙烯腈、聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨树斌，丁军伟，李彬，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11