一种水系锌离子电池负极材料、制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种水系锌离子电池负极材料的制备方法，属于电化学储能器件技术领域。该制备方法包括以下步骤：将含锌金属盐和2‑甲基咪唑分别溶于甲醇中，然后将含锌金属盐的甲醇溶液加入2‑甲基咪唑的甲醇溶液中，得到混合溶液；对混合溶液进行水热合成反应，冷却后洗涤干燥，得到ZIF前驱体；然后，将ZIF前驱体与硒粉混合后进行硒化反应，得到硒化产物；再将硒化产物的粉末与粘接剂研磨混合，再加入有机溶剂混合并搅拌混合，得到锌负极改性浆料；最后，将锌负极改性浆料涂覆于锌箔上，干燥后得到改性水系锌离子电池负极材料。本申请抑制了枝晶的生长，避免隔膜被刺穿而导致短路，提高了库伦效率和电池的循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电化学储能器件，特别涉及一种水系锌离子电池负极材料、制备方法及其应用。

技术介绍

1、水系锌离子电池（zibs）因其成本低、高安全、低毒性和具有更高的理论容量、更低的氧化还原电位引起了研究人员的广泛关注，成为大规模电化学储能系统的理想选择之一，并有望成为锂离子电池的替代品。

2、然而，由于独特的水电解质体系，锌金属作为负极仍然面临着严重的问题，例如，锌负极上容易发生严重的金属腐蚀、枝晶生长以及产生析氢等副反应。在锌成核过程中容易发生尖端效应，造成锌在突起处聚集，从而产生枝晶，且随着枝晶的生长，不仅会刺穿隔膜还会造成电池的短路，锌枝晶的持续生长会导致电池循环寿命减小，库伦效率降低，产生死锌降低电池的寿命。而析氢反应中产生的h2是水系锌离子电池体积膨胀和电解质泄漏的主要原因，负极和电解质之间的一系列副反应会也会造成锌表面的钝化，危及电化学活性。

3、因此，工业应用锌基电池亟待开发能够抑制负极表面副反应和枝晶生长的锌负极。

技术实现思路

1、针对上述问题，本申请采用的技术方案如本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种水系锌离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，硒化反应的温度为900~1200℃，升温速率为5~10℃/min，进行硒化反应的时间为8~10h；所述ZIF前驱体与硒粉的质量比为1：1~5。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中， 含锌金属盐和2-甲基咪唑的质量比为5~10：6~15；水热反应的温度为100~150℃，水热反应的时间为4~6h；含锌金属盐包括ZnO、ZnSO4·7H2O、(CH3COO)2Zn·3H2O和Zn(NO3)2·6H2O中的...

【技术特征摘要】

1.一种水系锌离子电池负极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，硒化反应的温度为900~1200℃，升温速率为5~10℃/min，进行硒化反应的时间为8~10h；所述zif前驱体与硒粉的质量比为1：1~5。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中， 含锌金属盐和2-甲基咪唑的质量比为5~10：6~15；水热反应的温度为100~150℃，水热反应的时间为4~6h；含锌金属盐包括zno、znso4·7h2o、(ch3coo)2zn·3h2o和zn(no3)2·6h2o中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，水热合成反应之前，对混合溶液进行磁力搅拌，磁力搅拌转速为500～700r/min，磁力搅拌时间为10～30m...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦清清，邢世龙，黎凯，李俊哲，宋美琪，陶文远，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：