一种功能性水系锌离子电池电解液及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及水系锌离子电池技术领域，尤其涉及一种功能性水系锌离子电池电解液及其制备方法与应用，包括可溶性锌盐、电解液添加剂和去离子水；所述电解液添加剂为甜菊糖、罗汉果甜苷、甘草甜素、乳糖醇、棉籽糖、水苏糖和甜蛋白(索马甜)中的一种或多种。本发明专利技术中的添加剂的亲锌基团(‑COOH、‑OH<supgt;‑</supgt;)优先吸附Zn阳极以建立动态界面以稳定Zn阳极，抑制锌负极的锌枝晶生长。然后多糖和Zn<supgt;2+</supgt;之间的螯合相互作用稳定Zn阳极，重建了电解液中的氢键网络和调节溶剂结构，有效地降低原始H<subgt;2</subgt;O分子的活性，这些作用协同抑制枝晶生长、副反应和腐蚀，促进锌阳极的可逆性，显著提升水系锌离子电池的循环性能，延长水系锌离子电池的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水系锌离子电池，尤其涉及一种功能性水系锌离子电池电解液及其制备方法与应用。

技术介绍

1、随着人们对环境安全的日益关注，开发安全稳定、低成本、能量密度高和循环稳定性长的储能装置势在必行。由于锌离子电池的多种优势，如高容量(820mah g-1和5851mahcm-3)、低氧化还原电位(-0.76v vs she)、高地球丰度以及高安全性等，水性锌离子电池(azibs)正崭露头角，成为下一代储能装置的有力竞争者。然而，尽管锌金属阳极在许多方面表现出色，但其循环稳定性不足却给azibs的实际应用带来了挑战。

2、这些挑战主要源于两个方面：首先是固有的zn枝晶生长，其根源在于快速但不平衡的沉积动力学，导致了zn2+沉积的不均匀。其次是水诱导的寄生副反应，其中包括析氢(her)、zn金属腐蚀以及形成电化学惰性副产物(zn4so4(oh)6·xh2o，即氢氧化锌)。zn2+的不均匀沉积引发“尖端效应”，最终造成严重的锌枝晶穿透隔膜引起短路。这些问题严重限制了azibs的循环寿命，因此，迫切需要设计无枝晶的锌负极和实现长寿命的azibs的设计本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种功能性水系锌离子电池电解液，其特征在于，包括可溶性锌盐、电解液添加剂和去离子水；所述电解液添加剂为甜菊糖、罗汉果甜苷、甘草甜素、乳糖醇、棉籽糖、水苏糖和甜蛋白中的一种或多种；

2.根据权利要求1所述的一种功能性水系锌离子电池电解液，其特征在于，所述硫酸锌的浓度为0.5mol L-1～2mol L-1，所述甜菊糖的浓度为0.1～0.5mmol L-1，所述罗汉果甜苷的浓度为0.1～0.5mmol L-1，所述甘草甜素的浓度为0.1～0.5mmol L-1，所述乳糖醇的浓度为0.1～0.5mmol L-1，所述棉籽糖的浓度为0.1～0.5mmol L-1，所述水苏糖的浓度...

【技术特征摘要】

1.一种功能性水系锌离子电池电解液，其特征在于，包括可溶性锌盐、电解液添加剂和去离子水；所述电解液添加剂为甜菊糖、罗汉果甜苷、甘草甜素、乳糖醇、棉籽糖、水苏糖和甜蛋白中的一种或多种；

2.根据权利要求1所述的一种功能性水系锌离子电池电解液，其特征在于，所述硫酸锌的浓度为0.5mol l-1～2mol l-1，所述甜菊糖的浓度为0.1～0.5mmol l-1，所述罗汉果甜苷的浓度为0.1～0.5mmol l-1，所述甘草甜素的浓度为0.1～0.5mmol l-1，所述乳糖醇的浓度为0.1～0.5mmol l-1，所述棉籽糖的浓度为0.1～0.5mmol l-1，所述水苏糖的浓度为0.1～0.5mmol l-1，所述甜蛋白的浓度为0.1～0.5mmol l-1，所述电解液添加剂与去离子水的质量比为0.002g：20g。

3.根据权利要求2所述的一种功能性水系锌离子电池电解液的制备方法，其特征在于，采用去离子水配置2mol l-1浓度的硫酸锌电解液，并加入甜菊糖混合至完全溶解。

4.根据权利要求2所述的一种功能性水系锌离子电池电解液的制备方法，其特征在于，采用去离子水配置2mol l-1浓度的硫酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦琳，沈晨，王毅，王志亮，尹海宏，邵海宝，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：