表面覆盖界面保护层的水系锌离子电池负极及其制备方法技术

本发明专利技术涉及表面覆盖界面保护层的水系锌离子电池负极及其制备方法。将锌负极置于丝素蛋白和溶菌酶混合溶液表面或溶液中孵育一段时间后，在锌负极表面原位形成丝蛋白/溶菌酶蛋白质纳米薄膜，该丝蛋白/溶菌酶蛋白质纳米薄膜即为覆盖在锌负极表面的界面保护层。本发明专利技术中的保护层为溶菌酶诱导丝素蛋白分子自组装，在负极界面原位形成致密且均匀的负极保护层。利用界面层中蛋白分子中大量极性基团来调控负极锌离子的均匀沉积，有效缓解了枝晶生长和负极界面层钝化。此外，本发明专利技术可以提升水系锌离子电池的循环稳定性，基于本发明专利技术表面覆盖界面保护层的水系锌离子电池负极的电池具有非常稳定的循环性能，在不同倍率下循环也展示出优异的倍率性能。出优异的倍率性能。出优异的倍率性能。

【技术实现步骤摘要】
表面覆盖界面保护层的水系锌离子电池负极及其制备方法


[0001]本专利技术涉及电池
，尤其是涉及一种表面覆盖界面保护层的水系锌离子电池负极及其制备方法。

技术介绍

[0002]金属锌因价格低廉、储量丰富、毒性小、安全性高、能量密度高、析氢过电位高等优点，在大规模储能、可穿戴产品等领域具有广阔的应用前景。
[0003]然而，水系锌离子电池所采用的锌金属负极存在锌离子在负极沉积/溶出不均一的动力学问题，会造成锌负极一侧局部电场的不均匀分布，导致锌枝晶的形成和生长，从而刺穿隔膜造成电池短路。此外，水系电解液中存在大量的自由水和溶解的氧气分子引起锌负极表面电化学副反应和不可控制的固液界面反应，从而造成锌负极的钝化和负极活性物质的损失，并且会提高锌负极被腐蚀的风险。上述锌负极存在的问题会导致水系锌离子电池在充放电过程中库伦效率降低、容量衰减过快，从而极大程度影响电池的倍率性能和循环稳定性，这严重制约了水系锌离子电池的发展和商业化应用。
[0004]为了解决负极枝晶生长、副反应腐蚀和钝化等问题，研究人员开展了大量的研究工作，主要包括锌本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面覆盖界面保护层的水系锌离子电池负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：丝素蛋白水溶液的制备；S2：溶菌酶水溶液的制备，并处理，得到处理过的溶菌酶水溶液；S3：将处理过的溶菌酶水溶液和所述S1中的丝素蛋白水溶液进行混合，得到丝素蛋白和溶菌酶混合溶液；S4：将锌负极置于丝素蛋白和溶菌酶混合溶液表面或溶液中孵育一段时间后，在锌负极表面原位形成丝蛋白/溶菌酶蛋白质纳米薄膜，该丝蛋白/溶菌酶蛋白质纳米薄膜即为覆盖在锌负极表面的界面保护层。2.根据权利要求1所述的一种表面覆盖界面保护层的水系锌离子电池负极的制备方法，其特征在于，在所述S1步骤中，所述丝素蛋白水溶液的质量分数为0.1～10％。3.根据权利要求1所述的一种表面覆盖界面保护层的水系锌离子电池负极的制备方法，其特征在于，在所述S2步骤中，处理是指：在溶菌酶水溶液中加入缓冲液稀释的三(2
‑
羧乙基)膦盐酸盐溶液，得到处理过的溶菌酶水溶液。4.根据权利要求1所述的一种表面覆盖界面保护层的水系锌离子电池负极的制备方法，其特征在于，在所述S3步骤中，获得丝素蛋白和溶菌酶混合溶液之前，丝素蛋白、溶菌酶和三(2
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羧乙基)膦盐酸盐均需要先分别用中性缓冲液进行稀释，中性缓冲液选自PBS、DPBS或HBSS缓冲液。5.根据权利要求1所述的一种表面覆盖界面保护层的水系锌离子电池负...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵正中，周斌，苗变梁，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
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