一种含弱碱性有机化合物添加剂的水系锌离子电池电解液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种含弱碱性有机化合物添加剂的水系锌离子电池电解液及其制备方法和应用。本发明专利技术以去离子水作溶剂、以锌盐作电解质、以N,N,N',N'‑四(2‑羟基丙基)乙二胺作添加剂，浓度为1g/L。通过于电解液中引入一种对锌金属表面具有强吸附力的弱碱性添加剂，用于调节锌负极表面局部pH的同时隔绝电解液中的活性水分子，从而抑制了与水有关的副反应，促进了锌的均匀沉积，显著提升了水系锌离子电池的循环寿命。本发明专利技术解决现有水系锌离子电池体系中由于锌负极在酸性电解液中的热力学不稳定引起的析氢和腐蚀问题以及锌离子沉积不均匀引起的枝晶问题，以及可充电水系锌离子电池循环寿命短、库伦效率低的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水系锌离子电池，特别涉及一种含弱碱性有机化合物添加剂的水系锌离子电池电解液及其制备方法和应用。

技术介绍

1、化石燃料的持续开采和利用加剧了能源危机和全球变暖，这使得探索更清洁、更可持续的能源和能源存储技术变得日益紧迫。电化学储能装置因其高效性、灵活性及广泛的应用前景而备受关注。其中，最先进的锂离子电池已被广泛应用于电动汽车和便携式电子设备。然而，由于锂资源稀缺且成本高昂，有必要探索锂电池的替代方案。此外，高活性锂金属和有机易燃电解液会带来重大安全风险，包括火灾和爆炸，不利于开发高安全标准的大规模储能系统。自1986年配备中性电解液的锌-二氧化锰电池问世以来，水系锌离子电池因其低成本、高安全性和环保性而在近几年再次兴起。然而，锌金属负极中难以控制的枝晶生长、腐蚀和析氢问题阻碍了水系锌离子电池的工业化应用。

2、为了解决上述问题，研究者们提出了多种策略，包括集流体设计、保护层涂层、隔膜改性以及电解液优化。其中，电解液优化因其便捷、高效及成本效益显著而被认为尤具前景。通常，应用于水系锌离子电池的电解液呈酸性。由于锌金属具有较强的金属活本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种含弱碱性有机化合物添加剂的水系锌离子电池电解液，其特征在于，所述弱碱性有机化合物添加剂为N,N,N',N'-四(2-羟基丙基)乙二胺；

2.根据权利要求1所述的一种含弱碱性有机化合物添加剂的水系锌离子电池电解液，其特征在于，所述N,N,N',N'-四(2-羟基丙基)乙二胺的浓度为0.1～20g/L。

3.根据权利要求1所述的一种含弱碱性有机化合物添加剂的水系锌离子电池电解液，其特征在于，所述可溶性锌盐包括硫酸锌、氯化锌、硝酸锌和三氟甲磺酸锌中的至少一种，浓度为0.5～4mol/L。

4.如权利要求1～3任一项所述的一种含弱碱性有机化合物添加剂的...

【技术特征摘要】

1.一种含弱碱性有机化合物添加剂的水系锌离子电池电解液，其特征在于，所述弱碱性有机化合物添加剂为n,n,n',n'-四(2-羟基丙基)乙二胺；

2.根据权利要求1所述的一种含弱碱性有机化合物添加剂的水系锌离子电池电解液，其特征在于，所述n,n,n',n'-四(2-羟基丙基)乙二胺的浓度为0.1～20g/l。

3.根据权利要求1所述的一种含弱碱性有机化合物添加剂的水系锌离子电池电解液，其特征在于，所述可溶性锌盐包括硫酸锌、氯化锌、硝酸锌和三氟甲磺酸锌中的至少一种，浓度为0.5～4mol/l。

4.如权利要求1～3任一项所述的一种含弱碱性有机化合物添加剂的水系锌离子电池电解液的制备方法，其特征在于，称取可溶性锌盐和n,n,n',n'-四(2-羟基丙基)乙二胺，加入去离子水，充分搅拌至完全溶解，制备得到所述水系锌离子电池电解液。

5.一种包含如权利要求1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旗，徐焱，杨泽芳，胡超，王海燕，唐有根，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：