用于水系离子电池的复合锌金属负极及其制备和应用制造技术

技术编号:41188206 阅读:18 留言:0更新日期:2024-05-07 22:19
本发明专利技术公开了一种复合锌金属负极,所述复合锌金属负极为在锌箔表面以聚偏氟乙烯粘结导电金属氧化物,所述导电金属氧化物与所述粘结剂聚偏氟乙烯的质量比为70:30~95:5。本发明专利技术还公开其制备方法和应用。本发明专利技术采用导电金属氧化物作为涂层,能够增大电化学活性区域,降低电荷转移过程阻力,促进锌均匀沉积并抑制枝晶形成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于水系离子电池的复合锌金属负极及其制备和应用


技术介绍

1、电化学储能技术能量密度和综合效率高、成本下降潜力大、建设周期短等优势,能够在新型电力系统中改善电能质量、削峰填谷,使新能源持续发电、与风光发电结合,平滑功率输出,提高电网消纳比例、提高配电设备和线路的利用率、参与电网调频等作用。目前,电化学储能系统以锂离子电池为绝对主导。但,锂离子电池储能系统安全性差。锂离子电池安全性问题主要来源于采用的有机电解液,发生热失控后会导致储能系统燃烧或爆炸。采用水系电解液的水系离子电池是实现电化学储能系统本质安全的重要途径。

2、目前水系离子电池研究较多的包括水系锂、钠、钾、锌、镁、钙、铝离子电池等。其中水系锌离子电池可以采用锌金属直接作为负极,具有储量丰富、理论容量高、电化学势低、安全性高等优势,是极为理想的水系离子电池体系。但,锌金属负极存在枝晶生长和界面副反应。在锌沉积过程中,不均匀的锌离子在尖端聚集,导致沉积不均匀,形成枝晶,进而导致内部短路。界面副反应,包括析氢反应和表面钝化,会导致库仑效率低,锌利用率低。在锌金属负极表面构本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种复合锌金属负极,其特征在于,所述复合锌金属负极为在锌箔表面以聚偏氟乙烯粘结导电金属氧化物,所述导电金属氧化物与所述粘结剂聚偏氟乙烯的质量比为70:30~95:5。

2.权利要求1所述复合锌金属负极,其特征在于,所述导电剂金属氧化物优选为铝掺杂氧化锌、氧化铟锡、氧化锡锑或氟掺杂氧化锡的纳米颗粒,粒径为5-80nm。

3.权利要求2所述复合锌金属负极,其特征在于,所述导电剂金属氧化物为平均粒径30nm的氧化铟锡纳米颗粒,氧化铟锡颗粒与聚偏氟乙烯质量比为80:20。

4.制备权利要求1-3任一项复合锌金属负极的方法,其特征在于,包括以下步骤:

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【技术特征摘要】

1.一种复合锌金属负极,其特征在于,所述复合锌金属负极为在锌箔表面以聚偏氟乙烯粘结导电金属氧化物,所述导电金属氧化物与所述粘结剂聚偏氟乙烯的质量比为70:30~95:5。

2.权利要求1所述复合锌金属负极,其特征在于,所述导电剂金属氧化物优选为铝掺杂氧化锌、氧化铟锡、氧化锡锑或氟掺杂氧化锡的纳米颗粒,粒径为5-80nm。

3.权利要求2所述复合锌金属负极,其特征在于,所述导电剂金属氧化物为平均粒径30nm的氧化铟锡纳米颗粒,氧化铟锡颗粒与聚偏氟乙烯质量比为80:20。

4.制备权利要求1-3任一项复合锌金属负极的方法,其特征在于,包括以下步骤:

5.权利要求4所述方法,其特征在于,所述锌箔厚度为5~100μm。

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【专利技术属性】
技术研发人员:白盛池王晓琦杨瑞熊俐慧温文陈琳
申请(专利权)人:中国石油天然气股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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