一种界面优化型材料及其制备方法和用途、正极材料的制备方法、正极片和锌离子电池技术

本申请涉及电化学储能技术领域，尤其涉及一种界面优化型材料及其制备方法和用途、正极材料的制备方法、正极片和锌离子电池。所述界面优化型材料包括：聚苯胺和锰氧化物；其中，所述聚苯胺包覆在所述锰氧化物表面形成聚苯胺层，所述聚苯胺和所述锰氧化物之间形成的Mn‑N键。聚苯胺和锰氧化物之间形成的Mn‑N键可以有效抑制锰的溶解，阻止锰氧化物循环过程中的结构坍塌，进而显著提高锰氧化物正极的循环稳定性。双极性聚苯胺具有氧化和还原单元，可以充当“pH缓冲器”和“局域质子储存器”，极大促进质子而非锌离子的嵌入，从而抑制ZnMn<subgt;2</subgt;O<subgt;4</subgt;生成和“死锰”的不可逆沉积，进而能构筑基于可逆MnO<subgt;2</subgt;/Mn<supgt;3+</supgt;和MnO<subgt;2</subgt;/Mn<supgt;2+</supgt;双储能机制的高能长寿命水系锌‑锰电池。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电化学储能，尤其涉及一种界面优化型材料及其制备方法和用途、正极材料的制备方法、正极片和锌离子电池。

技术介绍

1、在当前传统化石燃料资源日益短缺的形势下，实现碳调峰和碳中和目标已成为迫在眉睫的任务，因而开发高安全性、环保型的新型储能技术显得尤为迫切。在此背景下，水系锌电池因其具备成本低廉、理论比容量高(820mah g-1)以及氧化还原电位低(与标准氢电极相比-0.76v)等优势，展现出了巨大的发展潜力。

2、电池的能量和寿命与正极材料的物理化学性质密切相关。与已有报道的钒基氧化物、普鲁士蓝类似物(pbas)和一些有机化合物相比，二氧化锰正极由于其超高的理论容量(基于两电子转移mn4+/mn2+为616mah g-1)和合适的工作电压而受到广泛关注。然而，二氧化锰正极也面临着诸多挑战，由于jahn-teller畸变、电导率较低以及离子扩散动力学缓慢等原因，其往往存在容量不佳、容量衰减以及速率能力较差等问题。更为严峻的是，mn3+歧化反应进一步加剧了正极/电解质界面(cei)的结构崩溃或不可逆mno2沉积现象。>

3、现有公开本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种界面优化型材料，其特征在于，所述界面优化型材料包括：聚苯胺和锰氧化物；

2.根据权利要求1所述的界面优化型材料，其特征在于，所述聚苯胺和锰氧化物的质量比为(0.05～0.30):1。

3.根据权利要求1所述的界面优化型材料，其特征在于，所述聚苯胺层的厚度为5～10nm。

4.根据权利要求1所述的界面优化型材料，其特征在于，所述锰氧化物为二氧化锰、三氧化二锰或四氧化三锰中的一种或几种。

5.一种界面优化型材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的界面优化型材料的制备方法，其特征在于，所述聚...

【技术特征摘要】

1.一种界面优化型材料，其特征在于，所述界面优化型材料包括：聚苯胺和锰氧化物；

2.根据权利要求1所述的界面优化型材料，其特征在于，所述聚苯胺和锰氧化物的质量比为(0.05～0.30):1。

3.根据权利要求1所述的界面优化型材料，其特征在于，所述聚苯胺层的厚度为5～10nm。

4.根据权利要求1所述的界面优化型材料，其特征在于，所述锰氧化物为二氧化锰、三氧化二锰或四氧化三锰中的一种或几种。

5.一种界面优化型材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的界面优化型材料的制备方法，其特征在于，所述聚苯胺和所述锰氧化物的质...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓明，赵逸，徐猛，李琦，刘梦瑶，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：