[發明專利]一種鋅離子電池及其制備方法

在審

• 申請號: 202110490220.7
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113054263A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 劉桂香;周本胡;唐鴿;白文超
• 申請（專利權）人: 邵陽學院
• 主分類號: H01M10/36
• 分類號: H01M10/36;H01M4/62;H01M10/38
• 代理公司: 深圳紫晴專利代理事務所(普通合伙) 44646
• 代理人: 雒盛林

1.一種鋅離子電池，其特征在于：包括正極、隔膜、負極和水性電解質，所述正極包括鋅箔和正極活性材料，所述正極活性材料包括石墨烯層或者PEDOT：PSS /石墨烯層，正極活性材料的厚度為1-50μm；所述石墨烯層包括石墨烯和PVDF；所述石墨烯和PVDF的重量比為8:1-2:1。

2.根據權利要求1的鋅離子電池，其特征在于：所述PEDOT：PSS /石墨烯層包括PEDOT：PSS /石墨烯和PVDF，所述PEDOT：PSS /石墨烯和PVDF的重量比為2:1以上。

3.根據權利要求1或2所述的鋅離子電池，其特征在于：所述負極包括集流體和負極活性材料，所述負極活性材料包括二氧化錳和鈦酸鹽ATiO₃按質量比100∶1～10制得的混合物，所述ATiO₃中的A為Mg、Ca或Pb。

4.根據權利要求1或2所述的鋅離子電池，其特征在于：所述水性電解液是以鋅的可溶性鹽為溶質、水為溶劑并具有離子導電性的液態或凝膠態材料，pH介于3～7之間。

5.一種如權利要求1-4任一項所述的鋅離子電池的制備方法，其特征在于：包括以下步驟，

1）石墨烯片的制備；

在兩電極系統中，將石墨烯薄片作為工作電極；兩電極在電解質中保持1-2cm；向石墨烯片作為的工作電極上施加10V的直流電壓；

收集石墨烯薄片上剝落到電解液中的產物，并用去離子水洗滌；

用超聲振動的形式將步驟得到的石墨烯粉末分散在去離子水中形成懸浮液；

離心懸浮液，離心后收集上清液，并在冷凍干燥機中干燥，去除厚的石墨烯片；得到石墨烯片；

2）將步驟1得到的石墨烯片和PVDF以重量比為8:1-2:1在N-甲基吡咯烷酮（NMP）溶劑中混合來制備均勻的漿料；

3）將步驟2）得到的漿料涂在鋅箔上，然后在60℃以下的溫度中干燥，步驟2）得到的漿料涂在鋅箔上的厚度為1-50μm；得到正極；

4）將步驟3）得到的正極和負極以及電解液一起組裝成電池。

6.根據權利要求5所述的鋅離子電池的制備方法，其特征在于：所述步驟1）的中的電解質為（NH₄）₂SO₄水溶液，濃度為0.01-0.05g/mL。

7.根據權利要求6所述的鋅離子電池的制備方法，其特征在于：所述電解質中加入有PEDOT：PSS；PEDOT：PSS的濃度為 0.5-1g/mL。

8.根據權利要求5所述的鋅離子電池的制備方法，其特征在于：所述負極包括集流體和負極活性材料，所述負極活性材料包括二氧化錳和鈦酸鹽ATiO₃按質量比100∶1～10制得的混合物，所述ATiO₃中的A為Mg、Ca或Pb。

9.根據權利要求5所述的鋅離子電池的制備方法，其特征在于：所述電解液為電解液是以鋅的可溶性鹽為溶質、水為溶劑并具有離子導電性的液態或凝膠態材料，pH介于3～7之間；所述鋅的可溶性鹽為硝酸鋅、硫酸鋅或氯化鋅。