一种三维锌复合负极及其制备方法和应用

文档序号:26093035发布日期:2021-07-30 18:02阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种三维锌复合负极,其特征在于,包括多孔金属顶层和金属锌底层,所述金属锌部分填充于多孔金属层中,所述三维锌复合负极具有双界面,包括顶层三维金属电化学界面和底层锌金属电化学界面。

2.根据权利要求1所述的三维锌复合负极,其特征在于,所述多孔金属顶层为压缩后的泡沫铜、泡沫镍或泡沫铁。

3.根据权利要求1或2所述的三维锌复合负极,其特征在于,所述多孔金属顶层的厚度为0.1-10mm。

4.根据权利要求1所述的三维锌复合负极,其特征在于,所述金属锌底层的厚度为0.02-0.1mm,所述金属锌的原子纯度比>99.99%。

5.根据权利要求1所述的三维锌复合负极,其特征在于,所述金属锌在多孔金属层中填充率为5-95%。

6.一种权利要求1所述的三维锌复合负极的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)将金属锌与多孔金属材料并列上下紧贴放置;

(2)通过机械形变法,控制压力和应变速率使得金属锌部分填充多孔金属层,获得具有双界面的三维锌复合负极。

7.根据权利要求6所述的三维锌复合负极的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述机械形变法包括压制、轧制或辊压。

8.根据权利要求6所述的三维锌复合负极的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述压力范围为500-5000mpa,所述应变速率为0.001-103s-1

9.一种锌离子电池,其特征在于,所述锌离子电池的负极为权力要求1所述的三维锌复合负极。

10.根据权利要求9所述的锌离子电池,其特征在于,所述锌离子电池包括水系锌离子电池、锌镍电池和锌空电池。


技术总结
本发明公开了一种三维锌复合负极,包括多孔金属顶层和金属锌底层,金属锌部分填充于多孔金属层中,三维锌复合负极具有双界面。本发明三维锌复合负极的制备方法首先将金属锌与多孔金属材料并列上下紧贴放置,然后通过机械形变法,控制压力和应变速率使得金属锌部分填充多孔金属层所制得产物。本发明三维锌复合负极可以广泛应用于各种锌基电池。多孔金属材料顶层具有高导电性、亲锌性、高比表面积以及稳定结构可抑制循环过程的枝晶生长、体积膨胀并加快反应速率。金属锌底层可以储存高容量锌,适应多种使用体系。由于双界面结构具有不同的亲锌性、电导率以及结构,锌将从金属锌底层往多孔金属材料顶层持续转移而使复合负极得到自优化。

技术研发人员:陈坚;张鸿远;王振
受保护的技术使用者:东南大学
技术研发日:2021.04.23
技术公布日:2021.07.30
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