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一种高离子迁移率的水泥基材料及其制备方法和应用技术

技术编号:42773006 阅读:24 留言:0更新日期:2024-09-21 00:36
本发明专利技术涉及一种高离子迁移率的水泥基材料及其制备方法和应用,所述水泥基材料包括以下质量份数的组分:胶凝材料150‑250份;减水剂0.1‑3份;改性剂0.1‑1份;早强剂1‑20份;水100~300份。与现有技术相比,本发明专利技术使用冰模版法制备了一种高离子迁移率的水泥基锌电池电解质框架,通过冰晶的定向生长行为,在水泥基材料内部构建了定向排列的孔结构,在保证强度前提下极大地提升了水泥基材料孔隙的连通性,显著缩短了离子的传输距离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池,尤其是涉及一种高离子迁移率的水泥基材料及其制备方法和应用


技术介绍

1、大型可持续能源系统的开发有助于解决现有能源发展面临的供给与需求不平衡的问题。水泥基电化学储能体系作为一种新型的大型储能系统具有原料易得、成本低、安全环保以及循环寿命高等优点,被认为是未来大型能源存储的解决方案之一。然而,水泥基锌电池的研究仍处于起步阶段,面临诸多局限例如离子迁移路径过长、离子迁移率低、界面接触差、能量密度低、功率密度低等问题。水泥基锌电池作为水泥基电化学储能体系中重要的组成,其储能功能的实现依赖于离子在水泥基材中孔隙间的传输,离子迁移效率是影响水泥基锌电池综合性能的重要影响因素之一。

2、传统研究通常通过引入快速传输通道的方法提升离子迁移效率,例如掺入麻纤维等等。但由于麻纤维的分散问题以及低的本征力学性能,制备出来的样品存在着力学性能劣化,性能离散型大等问题。另一种常用方法是引入聚合物,通过在水泥基材中创建聚合物网络来促进离子的快速迁移,但大掺量的聚合物严重影响了水泥基材料的机械性能,也存在制备成本高的问题。因而,如何在保证力学性能的前本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高离子迁移率的水泥基材料,其特征在于,包括以下质量份数的组分:

2.根据权利要求1所述的一种高离子迁移率的水泥基材料,其特征在于,所述水泥基材料具有定向排列的孔结构,孔径为10~70μm,孔隙率为30%~70%。

3.根据权利要求1所述的一种高离子迁移率的水泥基材料,其特征在于,所述胶凝材料包括以下质量百分含量计的组分:硅酸盐水泥65%~75%、粉煤灰5%~15%、高炉矿渣5%~15%、硅灰5%~15%;

4.根据权利要求1所述的一种高离子迁移率的水泥基材料,其特征在于,所述改性剂包括以下质量百分含量计的组分:聚丙稀酰胺40%~60%、瓜尔胶1...

【技术特征摘要】

1.一种高离子迁移率的水泥基材料,其特征在于,包括以下质量份数的组分:

2.根据权利要求1所述的一种高离子迁移率的水泥基材料,其特征在于,所述水泥基材料具有定向排列的孔结构,孔径为10~70μm,孔隙率为30%~70%。

3.根据权利要求1所述的一种高离子迁移率的水泥基材料,其特征在于,所述胶凝材料包括以下质量百分含量计的组分:硅酸盐水泥65%~75%、粉煤灰5%~15%、高炉矿渣5%~15%、硅灰5%~15%;

4.根据权利要求1所述的一种高离子迁移率的水泥基材料,其特征在于,所述改性剂包括以下质量百分含量计的组分:聚丙稀酰胺40%~60%、瓜尔胶15%~25%、膨润土20%~40%。

5.根据权利要求1所述的一种高离子迁移率的水泥基材料,其特征在于,所述早强剂包括以下质量百分含量计的组分:碳酸钠30%~50%、石膏20%~...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐玲琳蔡强吴凯赵晓莉龙江峰郭君渊
申请(专利权)人:同济大学
类型:发明
国别省市:

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