[發明專利]一種水系鋅離子電池正極材料的制備方法及其應用

有效

• 申請號: 202110695682.2
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113422048B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 王保峰;莊強強;吳茜凱;汪浩立
• 申請（專利權）人: 上海電力大學
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/505;H01M10/36
• 代理公司: 南京禹為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 劉小莉

1.一種水系鋅離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：包括，

將鋅鹽、錳鹽和蔗糖加入溶劑中均勻混合，在水浴條件下進行磁力攪拌，形成溶膠；

將所得溶膠轉移到鼓風干燥箱中膨化，得到燒結前驅體；

將蓬松狀前驅體在氣氛下燒結；

經過冷卻、研磨得到用于鋅離子電池正極材料ZnMnO₃。

2.如權利要求1所述的水系鋅離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述鋅鹽包括硝酸鋅、硫酸鋅、氯化鋅的任一種；所述錳鹽包括硝酸錳、硫酸錳的任一種；所述溶劑包括去離子水。

3.如權利要求1或2所述的水系鋅離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述將鋅鹽、錳鹽和蔗糖加入溶劑中均勻混合，其中，鋅鹽和錳鹽的摩爾比為1:1，所述鋅鹽和錳鹽的混合的鹽與蔗糖的摩爾比為1:3。

4.如權利要求1或2所述的水系鋅離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述膨化，其中，膨化時間為3h，膨化溫度為120～180℃；所述蓬松狀前驅體在氣氛下燒結，其中，燒結的升溫速率為1～20℃/min，燒結溫度為500～700℃，燒結時間為1～5h。

5.如權利要求4所述的水系鋅離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述膨化溫度為140℃，所述燒結溫度為600℃。

6.如權利要求4所述的水系鋅離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述氣氛為空氣或者氧氣。

7.權利要求1～6中任一所述水系鋅離子電池正極材料制備方法制得的產品在制備水系鋅離子電池正極中的應用，其特征在于：所述應用，包括，

將ZnMnO₃材料與導電劑、粘結劑均勻混合，涂覆在鈦箔片上，然后在80℃干燥箱中干燥12h，即得所述水系鋅離子電池正極極片；其中，

所述導電劑包括乙炔黑；

所述粘結劑包括聚偏氟乙烯；

ZnMnO₃材料、導電劑與粘結劑的質量比為8:1:1。

8.如權利要求7所述的應用，其特征在于：所述均勻混合，其中混合方式包括手動研磨、機械球磨、機械攪拌的一種或多種，混合時間為0.5～24h。

9.如權利要求7所述的應用，其特征在于：所述水系鋅離子電池還包括負極和電解液，其中，所述負極為金屬鋅，所述電解液為2mol/L ZnSO₄+0.1mol/L MnSO₄的混合溶液。

10.如權利要求7所述的應用，其特征在于：所述水系鋅離子電池，在0.8～1.8V電壓窗口、300mA g^-1電流密度下，有1.6～1.8V的電壓平臺，在前100圈循環內具有大于175mA h g^-1的可逆比容量。