水系锌离子电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种水系锌离子电池及其制备方法。包括正极、负极、电解液和设置于正极和负极之间的隔膜，正极为导电聚合物纳米线阵列，负极为锌纳米片阵列。制备方法包括：(a)正极导电聚合物纳米线阵列的制备；(b)负极锌纳米片阵列的制备；(c)水系锌离子电池的制备。本发明专利技术具有如下优点：正负极都是有序化结构，能够促进锌离子的传输，提高水系锌离子电池的倍率性能和功率密度；电极中活性物质和集流体直接相连，降低电池的内阻；电极活性材料原位生长在集流体上，不需要粘结剂，降低了重量和成本，增加了活性物质的占比。

【技术实现步骤摘要】
水系锌离子电池及其制备方法
本专利技术涉及锌离子电池
，具体是指一种正负电极有序化的水系锌离子电池及其制备方法。
技术介绍
随着可穿戴电子产品、移动通讯和电动汽车的发展，兼具高能量密度和高功率密度的能源器件需求迫切。锂离子电池是现代社会中常见的能源器件，锂较活泼，且锂资源有限，导致锂离子电池安全性不好，价格较高。相比于锂离子电池，锌离子电池可以使用水溶液作为电解液，安全性较好，且锌在地壳中储量丰富，不受资源限制，所以水系锌离子电池是目前的研究热点。锌离子的半径远大于锂离子，所以锌离子电池在充放电过程中，电极材料更易遭受破坏；其次锌离子移动较慢，导致锌离子电池的循环稳定性和大倍率充放电性能不佳。中国专利(CN108807910A)专利技术了一种水系锌离子电池，将石墨烯辅助锌负极应用于水系锌离子电池体系，通过性能优异、结构稳定的石墨烯，增强锌负极的稳定性和导电性，从而增加水系锌离子电池的环稳定性，但是并没有明显提升其大倍率充放电性能。鉴于此，本专利技术构筑了有序化的正负电极并组装水系锌离子电池，有序化的电极可强化锌离子的传输，从而增加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水系锌离子电池，其特征在于：包括正极、负极、电解液和设置于所述正极和所述负极之间的隔膜，所述正极为导电聚合物纳米线阵列，所述负极为锌纳米片阵列；所述导电聚合物纳米线阵列、锌纳米片阵列负载在导电基底上，所述导电基底为碳纤维布、碳纤维纸或者碳毡，所述导电基底可以充当集流体的作用。/n

【技术特征摘要】
1.一种水系锌离子电池，其特征在于：包括正极、负极、电解液和设置于所述正极和所述负极之间的隔膜，所述正极为导电聚合物纳米线阵列，所述负极为锌纳米片阵列；所述导电聚合物纳米线阵列、锌纳米片阵列负载在导电基底上，所述导电基底为碳纤维布、碳纤维纸或者碳毡，所述导电基底可以充当集流体的作用。


2.根据权利要求1所述的水系锌离子电池，其特征在于：所述导电聚合物为聚苯胺或聚苯胺衍生物、聚吡咯或聚吡咯衍生物、聚噻吩或聚噻吩衍生物中的一种或两种混合以上。


3.根据权利要求1或2所述的水系锌离子电池，其特征在于：所述电解液为锌盐的水溶液。


4.根据权利要求1或2所述的水系锌离子电池，其特征在于：所述隔膜为无纺布隔膜或者玻璃纤维隔膜。


5.根据权利要求3所述的水系锌离子电池，其特征在于：所述隔膜为无纺布隔膜或者玻璃纤维隔膜。


6.根据权利要求5所述的水系锌离子电池，其特征在于：所述锌盐的水溶液为硫酸锌、硝酸锌、氯化锌、醋酸锌、三氟甲烷磺酸锌中的一种或两种及以上混合的水溶液，所述水溶液中锌离子的浓度为0.1mol/L至10mol/L。


7.一种制备如权利要求1或2或5或6中所述水系锌离子电池的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(a)正极导电聚合物纳米线阵列的制备：
采用电化学法制备导电聚合物纳米线阵列，所述导电基底为工作电极，石墨片为对电极，饱和甘汞电极为参比电极；在苯胺或苯胺衍生物、...

【专利技术属性】
技术研发人员：付旭东，刘清亭，胡圣飞，张荣，倪虎，张帅，温杰欣，舒文黎，王行雨，邵鑫宇，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42