一种三维掺磷自支撑材料在水系锌电池中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种基于三维掺磷自支撑材料在水系锌电池中的应用，属于电化学储能材料的制备技术领域。通过一步电化学沉积技术，使用含磷电解液，在活化的碳布上进行恒电流两电极沉积，得到磷掺杂的自支撑三维材料CC‑A@ZnP。本发明专利技术利用碳布增大材料比表面积，降低局部电流，再引入磷元素共同引导锌离子均匀沉积，阻止副反应的发生，有效抑制了循环过程中锌金属与电解液发生的析氢和腐蚀，降低了界面阻抗，减少锌枝晶的产生，提高了电池的稳定性与安全性。该制备方法简单快捷、绿色环保，适合大规模生产，可应用于锌离子电池/锌空气电池等长循环寿命、高安全性的储能体系中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电化学储能材料的制备，具体涉及一种基于三维掺磷自支撑材料在水系锌电池中的应用。

技术介绍

1、随着能源需求的不断增加和环境污染的进一步加剧，近年来，可再生清洁能源的研究迅速发展。然而，合理、高效地储存和利用可再生能源仍然是一个挑战。在现有的储能技术中，电池能够将化学能可逆地转化为电能，具有功率和能量密度高、成本低、制造工艺简单、循环寿命长等优点，被认为是最有前途和最高效的储能技术。与其他电池技术相比，锂离子电池具有更长的寿命和更高的能量密度，近年来已成为电能存储系统的领导者。然而，锂金属的价格及相关的安全问题严重限制其未来发展。锌离子电池因其高元素丰度、低毒性、更高的理论容量(820mah g-1)、更低的氧化还原电位(-0.763v vs标准氢电位)和更高的安全系数引起了人们的广泛关注。

2、众所周知，作为锌离子电池的一个组成部分，负极对电池的性能和寿命尤为重要。在电镀和剥离过程中，电荷分布不均匀和副反应(腐蚀和析氢)会引起枝晶的形成，枝晶生长会导致锌负极的容量和库仑效率降低，较大的枝晶甚至会刺穿隔膜，造成短路。此外，析氢和腐蚀本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种三维掺磷自支撑材料在水系锌电池中的应用，其特征在于，所述三维掺磷自支撑材料的制备方法如下：

2.根据权利要求1所述的三维掺磷自支撑材料在水系锌电池中的应用，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的三维掺磷自支撑材料在水系锌电池中的应用，其特征在于：通过扫描电镜可以观测到经过空烧酸化处理后的碳布表面在去除表面杂质的同时形成了多孔结构，增加了碳布的亲水性，沉积后碳布表面形成了均匀的球形颗粒状ZnP镀层。

4.根据权利要求1所述的三维掺磷自支撑材料在水系锌电池中的应用，其特征在于：以CC-A@ZnP作为工作电极，铂片作为对电极，氯化银作为...

【技术特征摘要】

1.一种三维掺磷自支撑材料在水系锌电池中的应用，其特征在于，所述三维掺磷自支撑材料的制备方法如下：

2.根据权利要求1所述的三维掺磷自支撑材料在水系锌电池中的应用，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的三维掺磷自支撑材料在水系锌电池中的应用，其特征在于：通过扫描电镜可以观测到经过空烧酸化处理后的碳布表面在去除表面杂质的同时形成了多孔结构，增加了碳布的亲水性，沉积后碳布表面形成了均匀的球形颗粒状znp镀层。

4.根据权利要求1所述的三维掺磷自支撑材料在水系锌电池中的应用，其特征在于：以cc-a@znp作为工作电极，铂片作为对电极，氯化银作为参比电极，电解液为2m硫酸锌水溶液，用chi660e型电化学工作站记录数据，lsv曲线显示，在5macm-2下，cc-a@znp的析氢电位为-1.45v，tafel曲线显示，cc-a@znp的腐蚀电位为-0....

【专利技术属性】
技术研发人员：芮琨，陈可，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：