一种基于介孔纳米颗粒的水系电池复合电解液及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种基于介孔纳米颗粒的水系电池复合电解液及其应用。所述复合电解液包括介孔纳米颗粒、水、无机盐及添加剂；所述电解液的制备原料按重量百分比计，其中，介孔纳米颗粒0.1～5％、无机盐20～65％、添加剂0～30％，剩余为水补充至100％；其中，介孔纳米颗粒粒径尺寸集中分布在10～100nm，孔径尺寸集中分布在2～50nm。与现有技术相比，本发明专利技术复合电解液能有效地解决了水系电池中枝晶、腐蚀和副反应等问题，从而显著提升了电池的倍率性能和循环稳定性。此外，本发明专利技术所提供的制备方法简单、原料易得、适合大规模生产。本发明专利技术所提供的电解液设计为高安全、长寿命水系电池提供了解决方案。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电化学储能，尤其是涉及一种基于介孔纳米颗粒的水系电池复合电解液及其应用。

技术介绍

1、水系电池因其使用本质安全的水系电解液的多重优势而成为大规模储能技术的重点研究方向。以锌基水系电池为例，其锌负极具有显著的理论容量特性(体积容量5851mah/cm3，质量容量820mah/g)，低氧化还原电位(-0.762v vs.she)和可在空气氛围组装等特性。此外，水系电池的负极材料(锌、锡、石墨、氧化锌)的地壳丰度高且环境兼容性强，进一步提升了其产业化潜力。与传统有机体系(如锂/钠离子电池)中溶剂化阳离子通过脱溶剂化形成稳定界面层的机制不同，水系电池中溶剂化水分子易在电极界面富集，引发不可控的析氢反应，并生成疏松副产物。此类副产物不仅无法有效保护锌负极，反而会加剧界面腐蚀与枝晶生长，导致电池性能快速衰减。尽管人们开始利用纳米颗粒的表面性质修饰水系电解液，但这些已报道的颗粒加入电解液往往会使得电解液形成凝胶或半固态状态，不利于离子去溶剂化及快速离子传输，不利于水系电池的快充放性能。同时，由于缺乏稳定界面的形成，这些改性的电解液制得的水系电池循环寿命仍本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于介孔纳米颗粒的水系电池复合电解液，其特征在于，包括介孔纳米颗粒、无机盐及水；

2.根据权利要求1所述的基于介孔纳米颗粒的水系电池复合电解液，其特征在于，包括介孔纳米颗粒、无机盐、水及有机添加剂；

3.根据权利要求2所述的基于介孔纳米颗粒的水系电池复合电解液，其特征在于，所述有机添加剂包括能溶于水的有机溶剂、表面活性剂中的一种或其中多种混合物。

4.根据权利要求3所述的基于介孔纳米颗粒的水系电池复合电解液，其特征在于，所述能溶于水的有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、甲醛、葡萄糖中的一种或其中多种混合物...

【技术特征摘要】

1.一种基于介孔纳米颗粒的水系电池复合电解液，其特征在于，包括介孔纳米颗粒、无机盐及水；

2.根据权利要求1所述的基于介孔纳米颗粒的水系电池复合电解液，其特征在于，包括介孔纳米颗粒、无机盐、水及有机添加剂；

3.根据权利要求2所述的基于介孔纳米颗粒的水系电池复合电解液，其特征在于，所述有机添加剂包括能溶于水的有机溶剂、表面活性剂中的一种或其中多种混合物。

4.根据权利要求3所述的基于介孔纳米颗粒的水系电池复合电解液，其特征在于，所述能溶于水的有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、甲醛、葡萄糖中的一种或其中多种混合物；

5.根据权利要求1所述的基于介孔纳米颗粒的水系电池复合电解液，其特征在于，所述介孔纳米颗粒包括介孔二氧化硅、介孔二氧化钛、介孔氧化锌、介孔氧化铝、介孔多巴胺、介孔金属有机框架中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的基于介孔纳米颗粒的水系电池复合电解液，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：晁栋梁，周万海，王立鹏，赵东元，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：