【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于能源材料，具体涉及一种水系锌离子电池金属锌负极界面涂层、制备方法及其应用。
技术介绍
1、因具有高容量、高安全和低成本等优势，水系锌离子电池(zincionbatteries，zib)在大规模储能领域表现出巨大潜力。然而，目前水系锌离子电池负极面临着金属腐蚀、枝晶生长、副反应以及易受温度影响等问题，严重限制其进一步地发展。因此，其锌负极的保护是实现高能量密度和稳定循环性能的关键技术之一。聚丙烯酰胺聚合物是一种具有优异物理化学性能的高分子材料，具有在锌离子电池锌负极保护方面的应用潜力。
2、在目前的文献报道中，针对锌离子电池锌负极的保护，通常采用碳材料、金属氧化物、聚合物等作为保护层，但是这些保护层的制备方法复杂、成本高，且保护效果不理想。
3、聚丙烯酰胺聚合物作为一种具有优异物理化学性能的高分子材料，具有在锌离子电池锌负极保护方面的应用潜力。具体来说，聚丙烯酰胺聚合物具有以下优点：
4、1)良好的成膜性：聚丙烯酰胺聚合物可以形成致密的薄膜，能够有效阻止锌离子从电解液中直接接触金属电极，避免了枝晶的生长和电极的腐蚀，提高了电池的稳定性和安全性。
5、2)良好的离子导电性：聚丙烯酰胺聚合物具有较高的离子导电性，能够促进锌离子在电极表面的沉积和脱附，提高了电池的电化学性能。
6、3)良好的机械性能：聚丙烯酰胺聚合物具有优异的机械性能，能够承受电池充放电过程中的体积变化和应力变化，提高了电池的循环性能。
7、然而，在文献报道中，聚丙烯酰胺聚合物的应用主
8、因此，针对以上技术问题，本专利技术提出了一种水系锌离子电池金属锌负极界面涂层、制备方法及其应用，旨在提供一种简单、高效、低成本的锌负极保护方法。
技术实现思路
1、本专利技术是针对金属锌负极存在的枝晶以及副反应导致的电池库伦效率低、循环寿命短的问题，提供一种水系锌离子电池金属锌负极界面涂层、制备方法及其应用。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种水系锌离子电池金属锌负极界面涂层的制备方法，包括如下步骤：
4、步骤一、配置混合溶液：将单体溶解至去离子水中，在搅拌下使其充分溶解，随后在超声机中超声处理；
5、步骤二、加入包括交联剂、引发剂中的一种或多种在混合下搅拌，随后超声处理；
6、步骤三、通过脱泡机对步骤二中的溶液进行气泡的消除，以保证后续涂层的致密性；
7、步骤四、将锌箔表面用不同目数的砂纸依次进行打磨，然后将打磨后的锌箔用乙醇和去离子水在超声机中依次进行清洗，清洗后的锌箔放于烘箱进行烘干处理直至金属表面溶剂全部挥发；
8、步骤五、将步骤三中的混合溶液滴于打磨后的锌负极表面，然后进行旋涂成膜，旋涂速度由大到小从而不断调节膜的厚度；
9、步骤六、将旋涂后的锌金属至于真空烘箱中烘干，从而去除挥发性溶剂，制得水系锌离子电池金属锌负极界面涂层。
10、优选地，步骤一中所述的单体包括丙烯酰胺、丙烯醇、丙烯腈、丙烯酸中的一种或多种，所述的单体的量为2-5g，去离子水为20-30ml。
11、优选地，步骤一中将单体溶解至去离子水中，在25-60℃条件下搅拌30-60min使其充分溶解，随后在该温度下置于超声机中超声20min。
12、优选地，步骤二中所述的交联剂和引发剂的量分别为2-4mg和10-15mg。
13、优选地，所述的交联剂为n-亚甲基双丙烯酰胺，所述的引发剂包括过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或多种。
14、优选地，步骤二中在50℃条件下混合搅拌1h，随后超声处理10min。
15、优选地，步骤四中将打磨后的锌箔用乙醇和去离子水在超声机中依次进行清洗30min，清洗后的锌箔放于60℃条件中烘箱进行烘干处理直至金属表面溶剂全部挥发。
16、优选地，步骤六中将旋涂后的锌金属至于真空烘箱，在60℃条件烘干5h，从而去除挥发性溶剂。
17、相比于现有技术，本专利技术具有如下优点：
18、(1)优异的保护效果：聚丙烯酰胺聚合物能够形成致密的保护膜，有效阻止锌离子从电解液中直接接触金属电极，避免了枝晶的生长和电极的腐蚀，提高了电池的稳定性和安全性。
19、(2)良好的电化学性能：聚丙烯酰胺聚合物具有较高的离子导电性，能够促进锌离子在电极表面的沉积和脱附，提高了电池的电化学性能。
20、(3)良好的机械性能：聚丙烯酰胺聚合物具有优异的机械性能，能够承受电池充放电过程中的体积变化和应力变化，提高了电池的循环性能。
21、(4)简单的制备方法：本专利技术的制备方法简单、高效、低成本，能够满足大规模生产的需求。
22、综上所述，本专利技术提出的聚丙烯酰胺聚合物涂层用于水系锌离子电池锌负极保护专利具有优异的保护效果、良好的电化学性能和机械性能，以及简单的制备方法等优点，具有重要的应用前景和商业价值。
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1.一种水系锌离子电池金属锌负极界面涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种锌离子电池锌负极界面保护层的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的单体包括丙烯酰胺、丙烯醇、丙烯腈、丙烯酸中的一种或多种，所述的单体的量为2-5g，去离子水为20-30ml。
3.根据权利要求1所述的一种锌离子电池锌负极界面保护层的制备方法，其特征在于，步骤一中将单体溶解至去离子水中，在25-60℃条件下搅拌30-60min使其充分溶解，随后在该温度下置于超声机中超声20min。
4.根据权利要求1所述的一种锌离子电池锌负极界面保护层的制备方法，其特征在于，步骤二中所述的交联剂和引发剂的量分别为2-4mg和10-15mg。
5.根据权利要求4所述的一种锌离子电池锌负极界面保护层的制备方法，其特征在于，所述的交联剂为N-亚甲基双丙烯酰胺，所述的引发剂包括过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种锌离子电池锌负极界面保护层的制备方法，其特征在于，步骤二中在50℃条件下混合搅拌1h，随后超声处理10m
7.根据权利要求1所述的一种锌离子电池锌负极界面保护层的制备方法，其特征在于，步骤四中将打磨后的锌箔用乙醇和去离子水在超声机中依次进行清洗30min，清洗后的锌箔放于60℃条件中烘箱进行烘干处理直至金属表面溶剂全部挥发。
8.根据权利要求1所述的一种锌离子电池锌负极界面保护层的制备方法，其特征在于，步骤六中将旋涂后的锌金属至于真空烘箱，在60℃条件烘干5h，从而去除挥发性溶剂。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述制备方法制备的锌离子电池锌负极界面保护层。
10.一种根据权利要求9所述的保护层的应用，其特征在于，应用于锌离子电池锌负极保护。
...【技术特征摘要】
1.一种水系锌离子电池金属锌负极界面涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种锌离子电池锌负极界面保护层的制备方法，其特征在于，步骤一中所述的单体包括丙烯酰胺、丙烯醇、丙烯腈、丙烯酸中的一种或多种，所述的单体的量为2-5g，去离子水为20-30ml。
3.根据权利要求1所述的一种锌离子电池锌负极界面保护层的制备方法，其特征在于，步骤一中将单体溶解至去离子水中，在25-60℃条件下搅拌30-60min使其充分溶解，随后在该温度下置于超声机中超声20min。
4.根据权利要求1所述的一种锌离子电池锌负极界面保护层的制备方法，其特征在于，步骤二中所述的交联剂和引发剂的量分别为2-4mg和10-15mg。
5.根据权利要求4所述的一种锌离子电池锌负极界面保护层的制备方法，其特征在于，所述的交联剂为n-亚甲基双丙烯酰胺，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张熙贵，张乃庆，吴孟强，李际洋，葛震，赖浩然，徐自强，周海平，冯婷婷，向天军，
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：
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