一种改性的金属锌负极材料及其制备方法、应用技术

本发明专利技术公开了一种改性的金属锌负极材料及其制备方法、应用，制备方法包括以下几个步骤：将含膦酸基材料或含氮杂环材料溶解于无水乙醇中形成分子修饰液；将金属锌电极浸泡于该分子修饰液中并静置一段时间，含膦酸基材料或含氮杂环材料在金属锌电极表面形成分子自组装修饰层，将电极取出干燥后得到改性的金属锌负极材料。通过分子自组装修饰层改性的锌负极能有效缓解枝晶生长和抑制副反应，诱导锌电极均匀沉积，提高锌负极的循环寿命，该改性的金属锌负极材料能够应用于锌基储能器件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属锌负极材料制备的，尤其涉及一种改性的金属锌负极材料及其制备方法、应用。

技术介绍

1、近年来，水系电池以其本征安全、环境友好、成本低廉等优势，引起人们越来越多的关注。金属锌被认为是最有希望将水系电池商业化的金属阳极，其主要优势如下：(1)锌的氧化还原涉及两个电子，其体积比容量(5849mah cm-3)比锂金属(2046mah cm-3)更高。(2)zn2+/zn具有合适电化学氧化还原电位(-0.76v vs.标准氢电极she)以及较高的析氢过电势，因而与水的相容性较好，可以直接作为金属负极。(3)锌金属还具有资源丰富、环境友好、安全等优点。因此，水系锌基储能器件具有广阔的应用前景。

2、然而，金属锌负极的应用依然面临以下问题：首先，在锌负极沉积剥离过程中由于界面电场或浓度场分布不均匀，从而导致枝晶生长，形成不均匀、不致密的沉积物。严重的枝晶可能刺穿隔膜造成电池短路，也可能脱离集流体形成“死锌”造成活性物质损失；其次，大量水分子在锌表面聚集，引起析氢腐蚀，产生碱式硫酸锌副产物。上述问题严重影响锌负极的可逆性和循环寿命。

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【技术保护点】

1.一种改性的金属锌负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

2.如权利要求1所述的改性的金属锌负极材料的制备方法，其特征在于：所述含膦酸基材料的化学分子式为CnH(2n+1)-PO3H2或ph-CnH2n-PO3H2，CnH(2n+1)-PO3H2中n为4～18，ph-CnH2n-PO3H2中ph为苯环，n为0～4，所述分子修饰液的浓度为0.001～0.010mol/L。

3.如权利要求1所述的改性的金属锌负极材料的制备方法，其特征在于：所述含氮杂环材料为苯骈三氮唑、苯并咪唑、1-甲基苯并咪唑、2,4-二甲基咪唑、2-咪唑-1-乙胺、4-乙酰基咪唑、4...

【技术特征摘要】

1.一种改性的金属锌负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

2.如权利要求1所述的改性的金属锌负极材料的制备方法，其特征在于：所述含膦酸基材料的化学分子式为cnh(2n+1)-po3h2或ph-cnh2n-po3h2，cnh(2n+1)-po3h2中n为4～18，ph-cnh2n-po3h2中ph为苯环，n为0～4，所述分子修饰液的浓度为0.001～0.010mol/l。

3.如权利要求1所述的改性的金属锌负极材料的制备方法，其特征在于：所述含氮杂环材料为苯骈三氮唑、苯并咪唑、1-甲基苯并咪唑、2,4-二甲基咪唑、2-咪唑-1-乙胺、4-乙酰基咪唑、4-苯基咪唑中的至少一种，所述分子修饰液的浓度为0.001～0.010mol/l。

4.如权利要求1所述的改性金属锌负极材料的制备方法，其特征在于：所述金属锌电极由金属锌片或金属锌粉制成，所述有机溶剂为甲醇、dmf、无水乙醇中的至少一种。...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜银珠，吴星星，陈爽，
申请(专利权)人：浙江大学杭州国际科创中心，
类型：发明
国别省市：