[發(fā)明專利]一種具有彈性保護(hù)層的鋅負(fù)極材料及其制備和應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2020-04-23
• 公開（公告）號: CN111600025A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃云輝;伽龍;趙瑞瑞;楊瑩;陳筱
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/48;H01M10/38;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 劉燕武

1.一種具有彈性保護(hù)層的鋅負(fù)極材料，其特征在于，由鋅負(fù)極活性物質(zhì)和涂覆在鋅負(fù)極活性物質(zhì)上的彈性保護(hù)層組成，其中，所述彈性保護(hù)層包括高分子聚合物基底和錨定在高分子聚合物基底中的無機(jī)納米顆粒。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有彈性保護(hù)層的鋅負(fù)極材料，其特征在于，所述的鋅負(fù)極活性物質(zhì)選自純鋅箔、鋅合金片、純鋅粉、氧化鋅或氫氧化鋅的一種或幾種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有彈性保護(hù)層的鋅負(fù)極材料，其特征在于，彈性保護(hù)層中，高分子聚合物基底和無機(jī)納米顆粒的質(zhì)量比為1：(1～20)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有彈性保護(hù)層的鋅負(fù)極材料，其特征在于，所述的高分子聚合物基底選自PVDF、PVDF-HFP、PAA、PEI、CMC、PEI或PVC基底中的任一種，其數(shù)均分子量為10萬～500萬；

所述的無機(jī)納米顆粒選自Al₂O₃、ZnO、TiO₂、SiO₂、BeO、Y₂O₃、Nb₂O₅、Ti₄O₇或ZrO₂中的一種或幾種，其粒徑為10nm～200nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有彈性保護(hù)層的鋅負(fù)極材料，其特征在于，所述的彈性約束層的厚度不大于50μm，其彈性模量為1GPa～20GPa。

6.如權(quán)利要求1-5任一所述的具有彈性保護(hù)層的鋅負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)取高分子聚合物與溶劑混合，攪拌得到均一透明的高分子溶液；

(2)將無機(jī)納米顆粒加入到所得高分子溶液中，超聲處理，使得無機(jī)納米顆粒均勻懸浮在高分子溶液中，得到懸濁液漿料；

(3)再將懸濁液漿料均勻涂覆在鋅負(fù)極活性物質(zhì)的表面，干燥使得溶劑蒸發(fā)，即得到目的產(chǎn)物。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有彈性保護(hù)層的鋅負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述的溶劑選自NMP、DMF、丙酮、乙腈或乙醚中的一種或幾種；

高分子聚合物與溶劑的質(zhì)量比為1:2～1:100。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有彈性保護(hù)層的鋅負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所加入的無機(jī)納米顆粒滿足：高分子聚合物與無機(jī)納米顆粒的質(zhì)量比為1：(1～20)。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有彈性保護(hù)層的鋅負(fù)極材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，懸濁液漿料的涂覆量為10μL/cm²～100μL/cm²。

10.一種水系二次電池，包括正極片、采用如權(quán)利要求1-5任一所述的具有彈性保護(hù)層的鋅負(fù)極材料制成的鋅負(fù)極片、隔膜

以及電解液，其特征在于，鋅負(fù)極片與正極片分別位于隔膜的兩側(cè)，且鋅負(fù)極片一側(cè)表面的彈性保護(hù)層緊鄰所述隔膜。