一种具有纳米级超薄保护层的锌负极制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种具有纳米级超薄保护层的锌负极制备方法和应用，属于能源材料技术领域，其主旨在于防止了锌表面析氢反应的发生和副产物的产生，避免腐蚀和枝晶问题，影响锌基电池的电化学性能。主要方案是在水系锌离子电池的金属锌负极表面通过原子层气相沉积技术沉积一层纳米级的TiN保护层为锌负极保护层，该超薄保护层不仅避免了锌负极与电解液的直接接触，能够有效抑制锌负极表面的腐蚀和电化学析氢反应，而且确保电场在锌负极表面均匀分布，使得锌的沉积更加均匀，同时亲锌键还能有效诱导锌定向沉积，成功抑制锌枝晶，显著提升其结构与性能稳定性。其结构与性能稳定性。其结构与性能稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种具有纳米级超薄保护层的锌负极制备方法和应用


[0001]本专利技术属于能源材料
，具体涉及一种具有纳米级超薄保护层的锌负极制备方法和应用。

技术介绍

[0002]目前的储能领域继续由锂离子电池所主导，然而，人们对低成本(锂和钴)、安全性、环境影响和有限的资源供应的担忧日益增长，促使研究人员寻找替代能源存储设备。其中，水系电池因使用水系电解质而受到特殊的关注，它具有不可燃性和高离子导电性的优点。其固有的安全特性和与大气环境的良好兼容性可以使水电池免于复杂的电池管理。高安全、高性能的储能体系对发展清洁能源、智能电网等战略性新兴产业具有重大意义。水系锌基电池采用资源丰富、高比容量的金属锌作为负极，具有高安全、高比能、低成本等优势，因在规模化储能的应用前景而成为当今研究热点之一。但是，目前锌负极存在严重的腐蚀和枝晶问题，影响锌基电池的电化学性能。锌离子通常在浓度高的局部界面区域成核，锌晶核区域表面能低，诱发锌离子不均匀沉积，形成枝晶生长，导致电池容量衰减甚至短路。因此，增强界面稳定性是提高锌基电池性能的关键点和难点。/>
技术实现思路
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有纳米级超薄保护层的锌负极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1）将金属锌负极置于箱式马弗炉，获得表面形成一层氧化锌薄膜的锌负极；步骤2）将表面形成一层氧化锌薄膜的锌负极转移至原子层沉积设备中在高温条件下沉积保护层，获得具有TiN纳米级超薄保护层的锌负极，原子层沉积设备中的所选钛源为四异丙醇钛，氮源为氨气。2.如权利要求1所述的一种具有纳米级超薄保护层的锌负极的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述的在箱式马弗炉加热温度为100℃，升温速率为10℃/min，加热时间为5mins至60mins。3.如权利要求2所述的一种具有纳米级超薄保护层的锌负极的制备方法，其特征在于，加热时间为为30mins。4.如权利要求1所述的一种具有纳米级超薄保护层的锌负极的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，刘磊，
申请(专利权)人：电子科技大学长三角研究院湖州，
类型：发明
国别省市：