一种双网络凝胶电解质及其制备方法、水系锌离子电池技术

本发明专利技术公开了一种双网络凝胶电解质及其制备方法、水系锌离子电池，该电解质具有相互穿插的双网络凝胶结构，其中：第一网络是由N‑羟甲基丙烯酰胺，在交联剂和光引发剂的作用下，通过聚合和交联反应形成的三维网络骨架；第二网络是由海藻酸钠和锌盐溶液形成的离子交联网络。双网络凝胶体系赋予了电解质优异的机械强度和高的离子电导率，其中：机械强度可达838KPa，断裂伸长率达200％；离子电导率达33.1mS/cm。将本发明专利技术的双网络凝胶电解质应用于水系锌离子电池中，一方面可与负极锌片紧密接触，引导锌的沉积，使得锌沉积更加均匀，减少枝晶的生成；另一方面还可有效抑制钒基化合物的溶解，从而提高电池的容量和容量保持率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池，具体涉及一种双网络凝胶电解质及其制备方法、水系锌离子电池。

技术介绍

1、近年来，柔性、可穿戴电子设备及产品发展迅速，如植入式医疗器械、电子手环、人工电子皮肤、智能服装等。锂离子电池作为目前重要的储能器件，在智能手机、电动汽车等领域大规模应用。但有机电解质的锂离子电池易燃、有毒，安全性能较低，用于可穿戴电子设备存在安全隐患，且锂电离子电池材料价格的不断上涨，使得锂离子电池成本升高。而基于水系凝胶电解质的水系锌离子电池是有极高的安全性、经济性和环保特性，是一种新型储能系统，锌离子储量丰富，锌离子电池具有比容量高、功率密度大、便宜易得等特点，但目前水系锌离子电池仍面临着巨大的挑战。

2、水系锌离子电池具有多种正极活性材料，包括锰氧化物，普鲁士蓝类似物，钒基化合物(指含有钒元素的化合物，包括钒氧化物或钒酸盐等)和各种有机化合物。在这些选择中，钒基化合物由于其广泛的氧化还原范围和分层结构而特别值得注意，其可以通过zn2+插入以获得高比容量。然而，钒基化合物的溶解会使得活性物质减少，影响电池循环稳定性。此外，锌金属负极也容易发生枝晶生本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电解质，其特征在于，所述电解质具有双网络凝胶结构，所述双网络凝胶结构包括第一网络和第二网络；其中：第一网络是由N-羟甲基丙烯酰胺，在交联剂和光引发剂的作用下，通过聚合和交联反应形成的三维网络骨架；第二网络是由海藻酸钠和锌盐形成的离子交联网络；所述第一网络和所述第二网络相互穿插，形成所述双网络凝胶结构。

2.根据权利要求1所述的电解质，其特征在于，所述锌盐选自三氟甲磺酸锌、高氯酸锌、硫酸锌中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的电解质，其特征在于，所述交联剂选自N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和/或聚乙二醇二丙烯酸酯。

4.根据权利要求1至3任意一项所...

【技术特征摘要】

1.一种电解质，其特征在于，所述电解质具有双网络凝胶结构，所述双网络凝胶结构包括第一网络和第二网络；其中：第一网络是由n-羟甲基丙烯酰胺，在交联剂和光引发剂的作用下，通过聚合和交联反应形成的三维网络骨架；第二网络是由海藻酸钠和锌盐形成的离子交联网络；所述第一网络和所述第二网络相互穿插，形成所述双网络凝胶结构。

2.根据权利要求1所述的电解质，其特征在于，所述锌盐选自三氟甲磺酸锌、高氯酸锌、硫酸锌中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的电解质，其特征在于，所述交联剂选自n,n’-亚甲基双丙烯酰胺和/或聚乙二醇二丙烯酸酯。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的电解质，其特征在于，所述光引发剂选自2-羟基-4’-(2-羟乙氧基)-2-甲基苯丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝渊，曾伟康，朱国庆，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：