【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属电池，具体涉及一种具有多功能保护层的锌金属电池及其负极制备方法。
技术介绍
1、锌金属电池在充放电过程中，负极锌金属表面易产生锌枝晶生长、锌金属被腐蚀以及析氢现象，从而导致电池短路，电池膨胀失效，可逆性差及循环寿命低等问题。
2、针对以上问题，构建人工锌负极保护层被认为是最直接、最简单且最易于实用化的方法。在各种保护层材料中，无机天然矿物材料保护层因为它的储量丰富、成本低廉及环境友好而受到广泛关注。如kang等人通过在锌负极表面涂覆上多孔纳米caco3，利用了包覆层的多孔特性，在电化学反应中引导锌离子的沉积，从而减少了枝晶的产生。同时由于caco3层的隔离作用，减少了锌与电解液的接触，从而减小了锌金属的腐蚀与析氢反应，从而提升了电池的性能。相似的，前人还以高岭土及蒙脱石等天然无机矿物材料作为保护层，用于了锌负极保护。
3、然而，现有的无机天然矿物材料保护层只是通过材料自身结构进行物理调控，在电池循环过程中可能会失去稳定性，导致保护效果减弱。又或者因为制备工艺往往复杂且成本较高，限制了其在实际应用中的推广。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种具有多功能保护层的锌金属电池及其负极制备方法，旨在设计一种通过本身结构抑制枝晶生长、并通过调节界面环境实现抑制电池内部副反应、耐腐蚀的具有多功能保护层的锌金属电池。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种具有多功能保护层的锌金属电池及其负极制备方法，包括下列步骤：
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4、步骤2：将处理后的硅藻土加入到n-甲基-吡咯烷酮溶液中并和聚偏二氟乙烯充分搅拌，得到混合物浆料；
5、步骤3：将所述混合物浆料通过流延法涂敷到锌箔上并进行干燥，得到锌金属电池负极。
6、可选的，所述碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾及氨水中的一种或多种，浓度为1mol/l-5mol/l。
7、可选的，步骤1中高温煅烧的温度为350-550℃，时间1-3h；所述碱溶液的浸泡的温度为50-85℃，时间2-8h。
8、可选的，步骤2中所述碱溶液、所述n-甲基-吡咯烷酮、所述聚偏二氟乙烯和所述硅藻土的质量比为20～25g:4～5g:0.06～0.2g:0.6～2g。
9、可选的，在步骤2中搅拌速率为800r/min，时间为6-8h。
10、可选的，步骤3的执行过程，具体为将混合物浆料通过流延法涂敷到锌箔的单面，自然静置1h，在所述锌箔上构建保护层的骨架后，将涂有保护层的所述锌箔放入烘箱中，在60℃干燥8h，得到锌金属电池负极。
11、本专利技术还提出了一种具有多功能保护层的锌金属电池，负极使用所述的具有多功能保护层的锌金属电池负极制备方法制备，还包括正极，正极材料包括锰基、钒基、硫化物、硒化物、普鲁士蓝类似物中的至少一种。
12、本专利技术提供了一种具有多功能保护层的锌金属电池及其负极制备方法，通过将硅藻土进行高温煅烧，随后用碱溶液进行浸泡处理，再进行二次高温煅烧，得到处理后的硅藻土，将其加入n-甲基-吡咯烷酮溶液并和聚偏二氟乙烯充分搅拌，得到混合物浆料，将上述浆料通过流延法涂敷到锌箔上并进行恒温干燥，得到锌金属电池负极。所述的锌金属电池负极因保护层多孔结构和选择性离子通道，可实现对锌离子沉积过程的引导，达到锌离子均匀沉积及避免枝晶，而且由于人工保护层隔绝了锌金属负极直接与电解液接触，抑制了锌负极的腐蚀及析氢的产生。更为重要的是硅藻土有着大量的si-oh键会在电解质中发生质子化效应产生大量的si-oh2+，从而使得保护层带有强烈正电荷而改变了阳极界面环境，这导致电解液中大量阴离子被固定在外电层，也促进脱溶剂化过程并进一步减少了副反应。该多功能人工保护层上还富含大量的si-o键和-oh键，可以与电解液中水分子形成氢键，从而抑制水的活性，减少了副反应和腐蚀，并加快zn2+迁移。因此可进一步提高电池的电化学性能。
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1.一种具有多功能保护层的锌金属电池负极制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
2.如权利要求1所述的具有多功能保护层的锌金属电池负极制备方法，其特征在于，
3.如权利要求2所述的具有多功能保护层的锌金属电池负极制备方法，其特征在于，
4.如权利要求3所述的具有多功能保护层的锌金属电池负极制备方法，其特征在于，
5.如权利要求4所述的具有多功能保护层的锌金属电池负极制备方法，其特征在于，
6.如权利要求5所述的具有多功能保护层的锌金属电池负极制备方法，其特征在于，
7.一种具有多功能保护层的锌金属电池，负极使用如权利要求6所述的具有多功能保护层的锌金属电池负极制备方法制备，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种具有多功能保护层的锌金属电池负极制备方法，其特征在于，包括下列步骤：
2.如权利要求1所述的具有多功能保护层的锌金属电池负极制备方法，其特征在于，
3.如权利要求2所述的具有多功能保护层的锌金属电池负极制备方法，其特征在于，
4.如权利要求3所述的具有多功能保护层的锌金属电池负极制备方法...
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