一种碳负载金属单原子复合材料的制备方法及其在锌碘电池中的应用技术

本发明专利技术提供了一种碳负载金属单原子复合材料的制备方法，包括以下步骤：1)将导电剂进行预处理；2)导电剂与金属盐溶液复合；3)掺杂g‑C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;；4)导电剂加热，实现g‑C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;热解；5)稀酸浸泡，过滤干燥；6)进行硫化/卤化/硼化得到碳负载金属单原子复合材料；本发明专利技术还提供了该碳负载金属单原子复合材料在锌‑碘电池中的应用，包含该碳负载金属单原子复合材料的正极片和锌‑碘电池。相比于现有技术，本发明专利技术制备得到的导电剂显著提高了电池可逆性、容量、动力学和循环寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种碳负载金属单原子复合材料制备领域及其锌碘电池应用，尤其涉及一种碳负载金属单原子复合材料制备方法及其锌碘电池应用。

技术介绍

1、随着化石燃料的减少和全球气候问题的加剧，开发清洁、可再生能源及高效储能设备至关重要。水系锌碘(zn-i2)电池因成本低、环境友好、理论容量较高等优势，有望成为锂离子电池在固定式储能领域的替代品，但该电池的实际应用受限于“穿梭效应”(she)。水系锌碘电池成本低、环境友好、不易燃且易回收，理论容量为211mah g-1，工作电位为1.38v(vs.zn2+/zn)，能量密度令人满意。然而，i2/i-可逆氧化还原反应中间产物水溶性三碘离子(i3-)会在充放电过程中从阴极迁移到阳极，导致活性物质不可逆损失、锌阳极腐蚀，进而使电池库仑效率低、容量衰减快、循环稳定性差。为解决she，人们尝试了重新配制电解液和优化隔膜等方法。但许多电解液配方因使用固体/准固体和浓缩电解液比典型的稀水溶液电解液更昂贵，在经济上不具优势；金属有机框架或沸石膜隔膜替代常规隔膜虽能阻止i3-从阴极迁移到阳极，但无法阻止其从阴极溶解；将三碘化物限制在本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碳负载金属单原子复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述碳负载金属单原子复合材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述导电剂选自Ketjenblack、Super C、Super P、Ks-6、单壁碳纳米管或多壁碳纳米管中的至少一种。

3.根据权利要求1所述碳负载金属单原子复合材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中，金属盐选自氯化钪、二氯二茂钛、三氯化钒、三氯化铬、氯化锰、氯化铁、氯化钴、氯化铜、乙酸锌、乙酰丙酮钇、氯化锆、三氯化铌、钼酸铵、硝酸银、氯化铈、六氯化钨、乙酰丙酮铂、三氯化铝、硝酸镓、硝酸铟、原硅酸四乙酯、氯化锡...

【技术特征摘要】

1.一种碳负载金属单原子复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述碳负载金属单原子复合材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述导电剂选自ketjenblack、super c、super p、ks-6、单壁碳纳米管或多壁碳纳米管中的至少一种。

3.根据权利要求1所述碳负载金属单原子复合材料的制备方法，其特征在于：步骤2)中，金属盐选自氯化钪、二氯二茂钛、三氯化钒、三氯化铬、氯化锰、氯化铁、氯化钴、氯化铜、乙酸锌、乙酰丙酮钇、氯化锆、三氯化铌、钼酸铵、硝酸银、氯化铈、六氯化钨、乙酰丙酮铂、三氯化铝、硝酸镓、硝酸铟、原硅酸四乙酯、氯化锡、五氯化锑、硝酸钾、硝酸钠、硝酸铵、硫酸钠、硝酸肼、硝酸汞、硝酸银、硝酸钠、硝酸钙、硝酸镁、硝酸钡、硝酸锌、硝酸铜、硝酸铁、硝酸亚铁、硝酸镍、硝酸锰、硝酸钴、硝酸铅、硝酸铬、硝酸锂、硝酸锡、硝酸钼、硝酸钒、硝酸钛、硝酸铂、硝酸汞、硫酸镁、硫酸铵、硫酸铜、硫酸钙、硫酸钾、硫酸钡、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸氢钾、硫酸银、硫酸铅、硫酸铬、硫酸锰、硫酸钴、硫酸镍、硫酸铝钾、硫酸铬、硫酸钼、硫酸矾、硫酸亚铁铵、硫酸锌铵、硫酸铝铵、硫酸钾铝、硫酸钙镁、硫酸铁铵、硫酸烃胺、硫酸金、硫酸铂、醋酸钠、醋酸钾、醋酸钙、醋酸铅、醋酸铵、醋酸锌、醋酸铜、醋酸铁、醋酸亚铁、醋酸锰、醋酸铵、十二铵醋酸盐、十八胺醋酸盐、乙醇胺醋酸盐、醋酸铬、硝酸铋和亚硒酸钠中的任意一种或两种组合。

4.根据权利要求1所述碳负载金属单原子复合材料的制备方法，其特征在于：步骤3)中，g-c3n4投料质量占导电剂总质量的5-99％。

5.根据权利要求1所述碳负载金...

【专利技术属性】
技术研发人员：付宁，邓旭，申纹范，张昊龙，赵子涵，杜梦涵，
申请(专利权)人：安阳工学院，
类型：发明
国别省市：