一种二次锌基电池用纳米Zn@C负极材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于电池材料领域，具体涉及一种二次锌基电池用纳米Zn@C负极材料及其制备方法。所述负极材料中C为纳米碳材料，其厚度为50～100μm，Zn晶粒尺寸为20～80nm；所述制备方法包括以下步骤：将纳米碳材料加入纳米锌镀液中进行电镀，然后水洗、吹干，即得到所述纳米Zn@C负极材料；电镀可以采用直流、高频正向脉冲电流或高频双向脉冲电流；所述纳米锌镀液包括硫酸锌、硼酸和晶粒细化剂，pH为1～3，溶剂为水。本发明专利技术制备的负极材料结合力良好，经90°弯曲试验20次无锌脱落，枝晶生长抑制能力强，且具有优异的比容量、循环寿命、库伦效率和倍率性能，经放大实验证明效果良好，适合大规模工业生产。

A Nano-Zn@C Anode Material for Secondary Zinc-based Batteries and Its Preparation Method

The invention belongs to the field of battery materials, in particular to a nano-Zn@C negative electrode material for secondary zinc-based batteries and a preparation method thereof. The preparation method comprises the following steps: adding nano-carbon material into nano-zinc plating bath for electroplating, then washing and drying, to obtain the nano-zinc@C negative electrode material; the nano-zinc@C negative electrode material can be electroplated by direct current, high frequency positive pulse current or high frequency bidirectional pulse current; Rice zinc plating solution includes zinc sulfate, boric acid and grain refiner, with pH of 1-3 and solvent of water. The anode material prepared by the invention has good bonding force, no zinc shedding after 20 bending tests at 90 degrees, strong inhibition ability of dendrite growth, excellent specific capacity, cycle life, coulomb efficiency and rate performance, and good effect proved by enlarged experiments, and is suitable for large-scale industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种二次锌基电池用纳米Zn@C负极材料及其制备方法
本专利技术属于电池材料领域，具体涉及一种二次锌基电池用纳米Zn@C负极材料及其制备方法。
技术介绍
随着能源问题的日益凸显，开发新型可再生能源(例如，光电、风电和水电等)成为各国科研工作者致力研究的课题。二次电池作为一种清洁高效的电化学能源存储装置在民用、国防以及航空航天等大型储能领域具有很高的应用价值和发展前景。现有的二次电池体系中(镍氢电池、铅酸电池、锂离子电池、钠离子电池、镍镉电池、超级电容器以及锌基电池)，锌基电池是唯一可同时实现大功率快速充放电、且具有高能量密度、高功率密度、安全环保、低成本的二次水系电池，被认为是电能转换和大规模存储的首选技术之一。这主要归功于锌作为二次电池负极电化学反应活性物质，不但是可以从水溶液中高效还原的元素中标准电势最低的元素，还是水溶液里能够稳定存在的元素中能量密度最高的元素，同时还具有环境友好、资源丰富、价格低廉、制备工艺简单等特点。尽管二次锌基电池用具有如此诱人的发展前景，但是目前商业化锌负极(锌板电极和锌粉末电极)在电池充放电反应过程中容易形成枝晶，不仅会刺穿电池隔膜造成电池短路，而且还会本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次锌基电池用纳米Zn@C负极材料，其特征在于，C为纳米碳材料，所述纳米锌覆盖于所述纳米碳材料之上。

【技术特征摘要】
1.一种二次锌基电池用纳米Zn@C负极材料，其特征在于，C为纳米碳材料，所述纳米锌覆盖于所述纳米碳材料之上。2.根据权利要求1所述的一种二次锌基电池用纳米Zn@C负极材料，其特征在于，所述纳米锌层厚度为50～100μm，晶粒尺寸为10～80nm，粗糙度小于230nm。3.根据权利要求1所述的一种二次锌基电池用纳米Zn@C负极材料，其特征在于，所述纳米碳材料包括CNT、CNF、GR和NPC中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种二次锌基电池用纳米Zn@C负极材料，其特征在于，所述纳米锌通过电镀覆盖于所述纳米碳材料之上。5.一种二次锌基电池用纳米Zn@C负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将纳米碳材料加入纳米锌镀液中进行电镀，所述电镀中温度为15～60℃，电镀时间为1～60min；所述纳米锌镀液的组成成分为：硫酸锌50～300g/L，硼酸10～40g/L，晶粒细化剂0.3～3g/L；所述纳米锌镀液的pH为1～3，溶剂为水。6.根据权利要求5所述的一种二次锌基电池用纳米Zn@C负极材料的制备方法，其特征在于，所述晶粒细化剂为以下化合物中的一种：a)分子量为500-1200万的两性离子型高分子酰胺基化合物；b)分子量为200-1500万的非离子型高分子酰胺基化合...

【专利技术属性】
技术研发人员：李庆阳，涂小慧，李卫，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东,44