新型水系锌离子电池电解液添加剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种新型水系锌离子电池电解液添加剂——含有硅的有机化合物，如正硅酸四甲酯、正硅酸四乙酯、正硅酸四丙酯、正硅酸四丁酯。由于这类添加剂表面具有丰富的含氧基团，所提供的电解液添加剂有利于在锌负极原位形成含有硅氧化合物的亲锌层，促进了锌离子在锌负极表面的均匀沉积，从而有效抑制锌枝晶的形成和过度生长；而且可以改变Zn2+的溶剂化化学，抑制水引起的副反应，降低电解液中自由水的活度。据此，发明专利技术人还研制了相应改性水系锌离子电池电解液和水系锌离子电池。测试表明，使用本发明专利技术提供的水系锌离子电池电解液添加剂可以显著提升水系锌离子电池的循环性能和容量保持率，为制备高性能水性锌金属电池提供了一种有前景的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水系锌离子电池，尤其涉及一种新型水系锌离子电池电解液添加剂及其应用。

技术介绍

1、与水电池系统相比，目前使用有机电解质的锂离子电池面临着巨大的挑战，包括有限的锂资源、安全问题和环境问题。近年来，由于锌金属阳极和水电解液的诱人优势，可充电水性锌离子电池(zib)作为一种有前景的锂离子电池替代品受到了广泛关注。

2、电解液优化是调节锌电极/电解液界面化学的简单便利的有效途径。通过引入高供体数或高接受数的有机溶剂，调整了水溶液电解液中的zn2+配位环境，降低了水活度，从而减轻了h2o诱导的副反应，从而提高了zn阳极的可充电性。然而，大体积分数有机溶剂的高粘度和高成本阻碍了zibs的进一步发展。更重要的是，对于实际的锌阳极来说，还有一个关键的挑战尚未解决，那就是如何在严格的条件下保持锌表面的完整性，以保证在保护层损坏后的长期循环性能。保护层的破裂会使新鲜的zn阳极重新暴露在水溶液中，有潜在的腐蚀风险，这可能进一步诱发枝晶的形成，降低电池性能。因此，一种对锌表面裂纹和调制电解质环境具有动态修复能力的超薄原位人工界面层的可行设计策略是对持久本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.含有硅的有机化合物用作水系锌离子电池电解液添加剂，其特征在于该添加剂能有效抑制锌枝晶，抑制水引起的副反应，降低电解液中自由水的活度。

2.一种新型水系锌离子电池电解液添加剂，其特征在于为含有硅的有机化合物；所述含有硅的有机化合物是正硅酸四甲酯、正硅酸四乙酯、正硅酸四丙酯、正硅酸四丁酯中的一种或其组合。

3.一种改性水系锌离子电池电解液，其特征在于包括可溶性锌盐和权利要求2所述的添加剂。

4.根据权利要求3所述的改性水系锌离子电池电解液，其特征在于：所述可溶性锌盐浓度为1～3mol/L，所述添加剂的浓度为0.01～0.05mol/L。

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【技术特征摘要】

1.含有硅的有机化合物用作水系锌离子电池电解液添加剂，其特征在于该添加剂能有效抑制锌枝晶，抑制水引起的副反应，降低电解液中自由水的活度。

2.一种新型水系锌离子电池电解液添加剂，其特征在于为含有硅的有机化合物；所述含有硅的有机化合物是正硅酸四甲酯、正硅酸四乙酯、正硅酸四丙酯、正硅酸四丁酯中的一种或其组合。

3.一种改性水系锌离子电池电解液，其特征在于包括可溶性锌盐和权利要求2所述的添加剂。

4.根据权利要求3所述的改性水系锌离子电池电解液，其特征在于：所述可溶性锌盐浓度为1～3mol/l，所述添加剂的浓度为0.01～0.05mol/l。

5.根据权利要求4所述的改性水系锌离子电池电解液，其特征在于：所述可溶性锌盐为硫酸锌、氯化锌、溴化锌、硝酸锌、乙酸锌、三氟甲烷磺酸锌中的一种或其组合。

6.根据权利要求4所述的改性水系锌离子电池电...

【专利技术属性】
技术研发人员：何会兵，陈祥友，胡楠，吕汶松，徐晶，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：