[發明專利]超長循環壽命柔性雜化鋅電池及其制備方法

在審

• 申請號: 202010143915.3
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN113363429A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 李洪飛;支春義;崔芒偉;唐子杰;呂雙坤
• 申請（專利權）人: 松山湖材料實驗室
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M4/88;H01M4/90;H01M10/36;H01M12/06
• 代理公司: 深圳市千納專利代理有限公司 44218
• 代理人: 劉曉敏

1.一種超長循環壽命柔性雜化鋅電池，其包括正極、負極以及介于兩者之間的含有陰陽離子并具有離子導電性的水凝膠電解質組成，其特征在于，所述負極采用鋅箔或者以鋅元素為主的活性材料制成，所述正極為能與氫氧根離子發生氧化還原反應以及具有催化活性的硒化物材料制成，所述水凝膠電解質為耐堿的聚丙烯酸鈉水凝膠電解質。

2.根據權利要求1所述的超長循環壽命柔性雜化鋅電池，其特征在于，所述負極包括柔性導電基底及涂覆在該柔性導電基底上，并以鋅元素為主的活性材料，該活性材料是用鋅粉或氧化鋅粉和導電劑以及粘結劑混合制成的膜狀材料。

3.根據權利要求2所述的超長循環壽命柔性雜化鋅電池，其特征在于，所述柔性導電基底選自銅、不銹鋼、鈦、石墨紙、鋅、銀、碳布、碳納米纖維紙中的任意一種。

4.根據權利要求1所述的超長循環壽命柔性雜化鋅電池，其特征在于，所述負極為鋅箔。

5.根據權利要求1所述的超長循環壽命柔性雜化鋅電池，其特征在于，所述正極為碳負載鎳鈷硒化物材料。

6.根據權利要求5所述的超長循環壽命柔性雜化鋅電池，其特征在于，所述碳負載鎳鈷硒化物材料包括碳材料基底及在該碳材料基底表面涂覆、水熱合成或者電沉積的鎳鈷硒化物。

7.根據權利要求5所述的超長循環壽命柔性雜化鋅電池，其特征在于，所述聚丙烯酸鈉水凝膠電解質在堿性電解液中浸潤過。

8.根據權利要求7所述的超長循環壽命柔性雜化鋅電池，其特征在于，所述堿性電解液為添加乙酸鋅或氧化鋅的氫氧化鉀、氫氧化鈉或氫氧化鋰溶液。

9.根據權利要求1-8中任意一項所述的超長循環壽命柔性雜化鋅電池，其特征在于，其通過OH^-嵌入/脫出和OER/ORR兩種機理來存儲能量。

10.一種超長循環壽命柔性雜化鋅電池制備方法，其特征在于，其包括以下步驟：以碳負載鎳鈷硒化物材料為正極，匹配鋅箔作為負極和耐堿的聚丙烯酸鈉作為水凝膠電解質，利用OH^-可逆嵌入和脫出，在碳載鎳鈷硒正極材料表面實現Co(II)/Co(III)/Co(IV)和Ni(II)/Ni(III)的贗電容反應，當電池與空氣接觸時，碳負載鎳鈷硒化物材料作為鋅空電池的催化劑，利用OER/ORR反應實現電荷存儲和釋放。