锌离子电池用二维有机多孔框架改性聚丙烯酰胺凝胶电解质的制备方法技术

技术编号：43468441 阅读：16 留言：0更新日期：2024-11-27 13:05

本发明专利技术提供一种锌离子电池用二维有机多孔框架改性聚丙烯酰胺凝胶电解质的制备方法，引入具有孔洞的联吡啶基三嗪共价框架进行交联改良，双网络PAM‑CTF产生了大量均匀的结构孔，这些孔洞不仅可以提高电解液的存储量，还有利于Zn<supgt;2+</supgt;在电解质中迁移。PAM‑CTF水凝胶电解质可以牢固地黏附在锌金属表面，增强了其对锌表面的钝化作用。PAM‑CTF干膜能够吸收自身质量11.2倍的电解液，且PAM‑CTF水凝胶电解质在室内开放放置14天后其质量仍能保持79.16%，当其拉伸应变为169.1%时，其应力强度为63 Kpa。将PAM‑CTF水凝胶电解质组装成Zn‑MnO<subgt;2</subgt;软包电池，其可在2 mA cm<supgt;‑2</supgt;下连续循环279.3 h。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及聚合物水凝胶膜及凝胶电解质的制备，应用于以可充电金属基电池为代表的绿色储能器件领域。

技术介绍

1、锌离子（zn2+）电池作为一种新型电池，具有独特的优势，不仅价格低廉、使用安全，而且对环境友好，制备过程也相对简单。这些特性使得锌离子电池在新能源储存等领域具有广阔的应用前景。然而，水溶液电解质中活性材料的溶解、枝晶生长等问题导致其在某些领域应用受阻。近年来，柔性锌离子电池备受人们关注。

2、凝胶聚合物电解质（gpe）作为电极之间的离子导体，在放电-充电过程中起着基础性作用，并对电池的可充电性、工作电压、寿命、功率密度和安全性产生着重大影响。gpe由聚合物基质和液体成分组成，综合了液体和固体电解质的优点。液体组分在增加离子电导率和界面稳定性方面起着重要作用，聚合物基体提供了足够的机械强度和形状灵活性。因此，在这个阶段，gpe是最有希望的电解质，可以很容易地适应当前的电池技术，使聚合物基质膨胀的液体成分消除了泄漏问题，并确保了gpe在金属基电池中的使用。此外，因为聚合物结构具有极好的灵活性和弹性，电池运行期间电极的...

【技术保护点】

1.锌离子电池用二维有机多孔框架改性聚丙烯酰胺凝胶电解质的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的锌离子电池用二维有机多孔框架改性聚丙烯酰胺凝胶电解质的制备方法，其特征在于，S1中所述球磨碎化中，球磨为干粉球磨，时间为4~8 h；CTF与PTFE的质量比为1：0.05~0.1；Zn/CTF的结构中，CTF的负载量为0.01~0.40 mg/cm2。

3.根据权利要求1所述的锌离子电池用二维有机多孔框架改性聚丙烯酰胺凝胶电解质的制备方法，其特征在于，S2中所述聚合过程的温度为60~80 ℃，时间为20~30 min。