利用微短路法快速制备非牛顿流体态钾钠合金电极的方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种微短路法制备非牛顿流体态钾钠合金电极及其作为钾钠合金二次碱金属电池负极材料的应用，该方法包括：在惰性气体保护下，将粉体材料与电解液混合搅拌，形成前驱体浆料；在惰性气体保护下，在非牛顿流体钾钠合金复合材料前驱体中添加液态钾钠合金，混合均匀后，形成微短路，再将该材料涂在载体上，获得非牛顿流体钾钠合金电极。该电极包括载体、载体上涂覆的非牛顿流体钾钠合金复合材料。本发明专利技术粉体材料选择性高，电极具有高库伦效率、无枝晶生长和结构稳定等特点，可同时作为钾金属负极、钠金属电池负极，与硫、普鲁士蓝等正极材料匹配时，显著提高全电池的能量密度和循环稳定性。和循环稳定性。和循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】
利用微短路法快速制备非牛顿流体态钾钠合金电极的方法和应用


[0001]本专利技术涉及钾钠合金二次碱金属电池负极材料
，具体涉及一种利用微短路法快速制备非牛顿流体态钾钠合金电极的方法及其作为钾钠合金二次电池负极材料的应用。

技术介绍

[0002]随着科技的发展以及电子化产品的普及，传统的锂离子电池已经无法满足需求。碱金属电池相对于传统碳材料、金属氧化物等相比具有更高的比容量和更高的能量密度，成为新的研究热点，但由于碱金属电极存在枝晶生长，易短路，造成了安全隐患，阻碍了其在实际电网以及电子产品应用上的发展。液态钾钠合金具有低毒性、宽稳定温度(在常温下甚至-12.6℃都以液态形式存在)等特性。除此之外，液态合金金属沉积过程中不存在枝晶，可以完全抑制枝晶的生长，成为新兴的无枝晶负极材料研究方向。然而液态钾钠合金表面张力大，难以在集流体表面湿润，严重阻碍其商业化应用。钾钠合金电池作为一种新型储能器件，具有储量大、制备成本低、电化学窗口宽和无枝晶等特点，在移动电子产品、电动汽车以及大规模储能、电网等领域具有广阔的应用前景。因此，研究常温下结构稳定的液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用微短路法快速制备非牛顿流体态钾钠合金电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将粉体前驱体材料与适量电解液混合后搅拌，获得混合浆料；2)将步骤1)制备的混合浆料与适量钾钠合金混合，均匀搅拌，构建微短路反应，获得非牛顿流体钾钠合金复合材料。3)将步骤2)制备的材料涂在导电载体上，形成非牛顿流体态钾钠合金涂层，获得非牛顿流体钾钠合金电极。2.根据权利要求1所述的利用微短路法快速制备非牛顿流体态钾钠合金电极的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的粉体材料可以为碳粉、金属粉、无机非金属粉末、金属衍生物粉末或者混合粉末，粉末应是可以与钠离子或者钾离子发生电化学反应的活性材料。3.根据权利要求1所述的利用微短路法快速制备非牛顿流体态钾钠合金电极的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的电解液为金属盐和有机溶剂的组合物，电解液溶质可以为锂、钠、钾盐中的一种或几种，可以为高氯酸盐、三氟甲磺酸盐、六氟磷酸盐或双三氟甲烷磺酰亚胺盐等的一种或几种，电解液液体溶剂为为碳酸丙烯酯、乙腈、碳酸丙烯酯、乙二醇二甲醚等、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、丙烯酸丁酯等的一种或几种的组合，粉体颗粒的质量与加入电解液的体积比为1g∶50～100μL，加入电解液的量应足够湿润粉体材料。4.根据权利要求1所述的利用微短路法快速制备非牛顿流体态钾钠合金电极的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的混合浆料由电解液湿润后的粉体材料构成，混合浆料应具有类似泥浆状结构，具有一定的柔性，不存在分层现象。5.根据权利要求1所述的利用微短路快速制备非牛顿流体态钾钠合金电极的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述的所述钾钠合金为钾金属和钠金属构成，且室温下以液态形式存在的液态合金，钾钠合金钠和钾...

【专利技术属性】
技术研发人员：章理远，李玉倩，李维俊，水淼，舒杰，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：