具有超疏水、亲锌单分子层的锌负极及其制备方法和应用技术

技术编号:43934136 阅读:17 留言:0更新日期:2025-01-07 21:27
本发明专利技术提供一种具有超疏水、亲锌单分子层的锌负极及其制备方法和应用,该方法包括:配置金属离子镀液,并将锌金属浸泡于所述金属离子镀液中,而后取出锌金属,反复洗涤烘干,得到金属纳米簇修饰的锌金属;配置氟硅烷分散液,并将金属纳米簇修饰的锌金属浸泡到所述氟硅烷分散液中,而后取出锌金属,反复洗涤烘干,得到具有超疏水、亲锌单分子层的锌负极。本发明专利技术制备得到的锌负极表面,有效抑制活性水分子诱导的副反应,显著提升了锌负极的稳定性;并且超薄亲锌的单分子层能促进锌离子传输动力学和降低界面电阻,有利枝晶的锌沉积及倍率性能的提升,且制备工艺简单易行,适用于大面积工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水系锌离子电池,特别涉及一种具有超疏水、亲锌单分子层的锌负极及其制备方法和应用


技术介绍

1、水系锌离子电池(azibs)因其出色的安全性、低成本和环境友好性等优点,被认为是非常有前景的大规模储能系统。然而,不稳定的锌负极/电解质界面,锌负极存在的析氢反应、腐蚀、枝晶生长等问题,严重降低了锌的利用率和稳定性,限制了azibs的应用。

2、到目前为止,通过在电解液中引入自吸附型添加剂或在锌负极表面构建疏水的保护层等策略,能有效缓解锌表面的活性水分子引起的副反应,从而提高锌负极界面稳定性。但水系电解液中锌离子的传输主要以水合锌离子形式进行,疏水界面阻碍活性水分子的同时可能也会降低水合锌离子的运输,导致锌离子传输动力学迟滞,降低水系锌离子的倍率性能;并且由于在反复的电镀/剥离过程中锌电极体积变化较大,可能会使疏水界面发生破裂,与电极剥离,导致锌金属与电解液重新接触,引起副反应的发生和枝晶的生长,最终导致电池失效。此外,目前大部分疏水界面的构筑流程复杂、繁琐,不利于大面积工业生产。因此,采用简单、快速的方法在锌负极表面制备能稳定存在的疏本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有超疏水、亲锌单分子层的锌负极的制备方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的具有超疏水、亲锌单分子层的锌负极的制备方法,其特征是所述金属离子镀液的溶质至少包括硫酸铜、氯化铟、四氯化锡中的一种,所述金属离子镀液的浓度为0.1~0.5mol/L。

3.根据权利要求2所述的具有超疏水、亲锌单分子层的锌负极的制备方法,其特征在于,在所述将锌金属浸泡于所述金属离子镀液中,而后取出锌金属,反复洗涤烘干,得到金属纳米簇修饰的锌金属的步骤中:

4.根据权利要求1所述的具有超疏水、亲锌单分子层的锌负极的制备方法,其特征在于,所述氟硅烷分散液的...

【技术特征摘要】

1.一种具有超疏水、亲锌单分子层的锌负极的制备方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的具有超疏水、亲锌单分子层的锌负极的制备方法,其特征是所述金属离子镀液的溶质至少包括硫酸铜、氯化铟、四氯化锡中的一种,所述金属离子镀液的浓度为0.1~0.5mol/l。

3.根据权利要求2所述的具有超疏水、亲锌单分子层的锌负极的制备方法,其特征在于,在所述将锌金属浸泡于所述金属离子镀液中,而后取出锌金属,反复洗涤烘干,得到金属纳米簇修饰的锌金属的步骤中:

4.根据权利要求1所述的具有超疏水、亲锌单分子层的锌负极的制备方法,其特征在于,所述氟硅烷分散液的溶质至少包括十三氟辛基三甲(乙)氧基硅烷、十七氟癸基三甲(乙)氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷、1h,1h,2h,2h全氟辛基三甲氧基硅烷中的一种,所述氟硅烷分散的浓度为0.01~0.2mol/l。

5.根据权利要求4所述的具有超疏水...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢美兰付凯梁宵周盛宇黄红波马对刘彩玲
申请(专利权)人:南昌航空大学
类型:发明
国别省市:

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