[發明專利]一種基于動態氣泡模板法的多孔鋅電極的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 201910820769.0
• 申請日: 2019-08-29
• 公開（公告）號: CN111129431A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 韓曉鵬;劉培遠;胡文彬;鄧意達;鐘澄
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H01M4/134
• 分類號: H01M4/134;H01M4/1395;H01M4/04;H01M4/88;H01M4/90
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

1.一種基于動態氣泡模板法的多孔鋅電極的制備方法，其特征在于，將導電基底、對電極和參比電極組成三電極體系并置于溶液中進行電沉積，鋅圍繞氫氣泡生長而成為三維蜂窩狀連通孔結構，沉積電壓為5—20v，沉積時間為0.5—10min，所述溶液由鋅源、氫源、溴化鈉及去離子水組成，鋅源為可溶性金屬鋅鹽，用量為0.1—10質量份；氫源為可溶性銨鹽，用量為1—50質量份；溴化鈉用量為10—100質量份，去離子水用量為10—500質量份。

2.根據權利要求1所述的一種基于動態氣泡模板法的多孔鋅電極的制備方法，其特征在于，在溶液中，鋅源用量為0.2—5質量份，氫源用量為4—16質量份，溴化鈉用量為30—50質量份，去離子水用量為100—150質量份。

3.根據權利要求1或者2所述的一種基于動態氣泡模板法的多孔鋅電極的制備方法，其特征在于，可溶性金屬鋅鹽為電沉積體系提供金屬鋅，如乙酸鋅、氯化鋅或者硫酸鋅。

4.根據權利要求1或者2所述的一種基于動態氣泡模板法的多孔鋅電極的制備方法，其特征在于，可溶性銨鹽為電沉積體系提供氫，如乙酸銨、硫酸銨或者氯化銨。

5.根據權利要求1或者2所述的一種基于動態氣泡模板法的多孔鋅電極的制備方法，其特征在于，導電基底為銅箔，對電極為鉑片對電極，飽和甘汞電極為參比電極。

6.根據權利要求1或者2所述的一種基于動態氣泡模板法的多孔鋅電極的制備方法，其特征在于，沉積電壓為5—10v，沉積時間為2—6min。

7.根據權利要求1或者2所述的一種基于動態氣泡模板法的多孔鋅電極的制備方法，其特征在于，將導電基底材料預先進行表面潔凈化處理，如拋光、去油，并保存在惰性保護氣氛中，如氮氣、氦氣或者氬氣；對導電基底進行磨光，采用200-800#的砂紙進行完成，磨拋機轉速設置為200-600r/min。

8.利用如權利要求1—7之一所述的方法制備的多孔鋅電極，其特征在于，具有三維蜂窩狀連通孔結構，且孔徑在微米等級可調。

9.利用如權利要求1—7之一所述的方法制備的多孔鋅電極在鋅空氣電池中的應用。

10.根據權利要求9所述的多孔鋅電極在鋅空氣電池中的應用，其特征在于，多孔鋅電極的放電比容量為800—820mAh/g，在倍率性能中，在相同的電流密度下，放電電壓高于商業鋅電極的放電電壓；充放電曲線中，多孔鋅電極具有比商業鋅電極更長的充放電周期及更小的過電位。