一种含一价碱金属阳离子添加剂的电解液及其在储能设备中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种含一价碱金属阳离子添加剂的电解液及其在储能设备中的应用，属于新能源技术领域。锌阳极侧的不均匀锌沉积和界面副反应制约了水系锌离子电池的大规模储能发展，本发明专利技术通过在1M ZnSO<subgt;4</subgt;溶液中引入高还原电位的一价碱金属阳离子助力锌均匀沉积。共异性研究筛选出最好的K<supgt;+</supgt;添加剂，发现Zeta电位和差分电荷图显示阳离子参与到锌电极界面EDL结构，阻抗测试拟合K<supgt;+</supgt;添加剂的活化能最低，Zn最易脱溶剂沉积成核。利用分子动力学计算可知K<supgt;+</supgt;优先吸附于锌表面，静电力作用均匀锌沉积。本发明专利技术阐述了K<supgt;+</supgt;竞争吸附锌阳极界面，挤兑双电层内亥姆霍兹层的锌沉积，均匀分布机制，实现锌钒电池高可逆循环，为未来的新型储能装置的设计提供了一个新思路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新能源，具体涉及一种含一价碱金属阳离子添加剂的电解液及其在储能设备中的应用。

技术介绍

1、近年来，锂离子电池在成本、储量和安全性等方面的局限性，对其实现大规模储能等多样化应用构成了重大障碍。寻求一种极低成本、高安全性、高可靠性和环保的可充电电池势在必行。水系锌离子电池(azibs)具有理论容量高(820mah g-1，5855mah cm-3)，氧化还原电位低(-0.76v vs.she)，环保安全等特点，激发了对zn离子电池的探索。然而在锌钒电池中，锌电极一侧面临着枝晶的不可控性、界面复杂副反应和副产物的形成等问题，严重影响了锌基电池的稳定性和寿命。此外，枝晶的生长会穿透隔膜，促使阳极和阴极直接接触，造成短路和电池失效，进一步制约了锌离子电池的工业发展。

2、近年来，许多研究人员专注于通过电解质的优化来改善锌阳极处的一系列问题。利用电解质改善锌阳极的研究相应的策略，包括改变溶剂化鞘的结构、调节锌的沉积行为、原位固体电解质界面保护机制和界面ph缓冲液。其策略示意图如附图1所示。

3、锌钒电池也面临负极的影响，锌的沉积本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种含一价碱金属阳离子添加剂的电解液，其特征在于：所述电解液包括纯水、硫酸锌和一价碱金属阳离子添加剂。

2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述一价碱金属阳离子添加剂为硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铷、硫酸铯中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于：硫酸钾。

4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述电解液中硫酸锌和一价碱金属阳离子添加剂的摩尔比为1：0.1。

5.权利要求1-4任一项所述的含一价碱金属阳离子添加剂的电解液在储能设备中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述储能设...

【技术特征摘要】

1.一种含一价碱金属阳离子添加剂的电解液，其特征在于：所述电解液包括纯水、硫酸锌和一价碱金属阳离子添加剂。

2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述一价碱金属阳离子添加剂为硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铷、硫酸铯中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的电解液，其特征在于：硫酸钾。

4.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于：所述电解液中硫酸锌和一价碱金属阳离子添加剂的摩尔比为1：0.1。

5.权利要求1-4任一项所述的含一价碱金属阳离子添加剂的电解液在储能设备中的应用。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：所述储能设备为锌离子电池和/或锌离子超级电容器。

7.一种含一价碱金属阳离子添加剂的储能设备，所述储能设备包括电解液，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶子阳，吴子昂，王浩，张军，汪汉斌，万厚钊，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：