一种用于水系锌离子电池的锌金属负极及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种用于水系锌离子电池的锌金属负极及其应用，该锌金属负极通过预处理的高纯锌基底和设置于锌基底表面的Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;保护层组成，该锌基底经打磨后具有光亮的表面，Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;保护层由原子层沉积(ALD)工艺沉积于锌基底光亮的表面，Al<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;保护层的厚度为20～60nm，其沉积温度为145～155℃；该保护层的设置有效抑制了不均匀锌枝晶的形成和锌负极腐蚀，以此改性锌金属极片组装锌离子电池，能有效提高锌离子电池的循环寿命和库伦效率，锌离子电池表现出优异的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水系锌离子电池领域，尤其涉及一种用于水系锌离子电池的锌金属负极及其应用。

技术介绍

1、为满足可持续发展的需要，人们对电能储存的需求越来越高，从而推动了对新型电池系统的研究和发展，其中水系锌离子电池(azibs)由于其高安全性和低成本，在大规模能源储存方面具有经济竞争力。作为azibs的重要组成部分，锌金属负极表现出高比容量(820mah g-1)，高容积容量(5855mah cm-3)以及在水溶液电解质中的合适工作电位(-0.762v vs she)。然而，锌金属负极上不可控的锌枝晶、电极表面易发生自腐蚀和各种副反应等问题，导致了水系锌离子电池的循环寿命短，可逆性、比容量和库仑效率(ce)的严重恶化，极大地阻碍了azibs的发展。因此，探索和开发高效的锌负极保护策略势在必行。

2、众多研究工作者在设计和开发高性能azibs方面进行了大量的工作，现有手段包括锌负极基底结构设计、锌负极表面功能层构建、锌合金化、隔膜改性和电解液优化等。其中，在锌负极表面构建具有一定性质的保护层是解决锌金属负极面临的挑战(锌枝晶和副反应)的一种直接而有本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于水系锌离子电池的锌金属负极，该负极由高纯锌基底和设置于锌基底表面的Al2O3保护层组成，所述Al2O3保护层由原子层沉积工艺沉积于所述锌基底的表面，其特征在于，所述锌基底具有光亮的表面，所述Al2O3保护层的厚度为20～60nm。

2.根据权利要求1所述的锌金属负极，其特征在于，所述Al2O3保护层的厚度为40nm。

3.根据权利要求1或2所述的锌金属负极，其特征在于，所述原子层沉积工艺的沉积温度为145～155℃。

4.根据权利要求3所述的锌金属负极，其特征在于，所述原子层沉积工艺的沉积温度为150℃；

5.一种锌锌对称电池，...

【技术特征摘要】

1.一种用于水系锌离子电池的锌金属负极，该负极由高纯锌基底和设置于锌基底表面的al2o3保护层组成，所述al2o3保护层由原子层沉积工艺沉积于所述锌基底的表面，其特征在于，所述锌基底具有光亮的表面，所述al2o3保护层的厚度为20～60nm。

2.根据权利要求1所述的锌金属负极，其特征在于，所述al2o3保护层的厚度为40nm。

3.根据权利要求1或2所述的锌金属负极，其特征在于，所述原子层沉积工艺的沉积温度为145～155℃。

4.根据权利要求3所述的锌金属负极，其特征在于，所述原子层沉积工艺的沉积温度为150℃；

5.一种锌锌对称电池，包含负极、正极、电解液和隔膜，其特征在于，所述负极采用权利要求1至4任一项所述的锌金属负极，所述正极采用权利要求1至4任一项所述的锌金属负极作为正极。

6.根据权利要求5所述的锌锌对称电池，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯爽，王晶晶，赵灵智，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：