[發明專利]光電正極及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202310085161.4
• 申請日: 2023-02-08
• 公開（公告）號: CN116110723A
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發明（設計）人: 袁騰;陳冬輝;楊思源;楊卓鴻
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01M14/00
• 代理公司: 廣東南越商專知識產權代理有限公司 44809
• 代理人: 周坤榮;許春蘭

1.光電正極，其特征在于，其由空穴阻斷材料和光活性材料附著在導電基底上，其中，所述導電基底為碳布，所述空穴阻斷材料為二氧化鈦，所述光活性材料為二氧化釩，空穴阻斷材料和光活性材料的質量比為1：(1～5)。

2.權利要求1所述的光電正極的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、依次用丙酮、水、乙醇超聲清洗碳布，然后將清洗后的碳布進行干燥，再將干燥的碳布浸沒在由濃硫酸和濃硝酸組成的混合溶液中，在90～120℃下反應3～7h，反應結束后，用水對碳布進行清洗，直至pH為6.5～8.0，然后將碳布烘干，得到預處理碳布；

S2、將預處理碳布浸沒在含有乙醇、丙三醇和鈦酸四丁酯的混合溶液中，在160～200℃下反應12～24h，得到前驅體電極，然后將前驅體電極進行洗滌和干燥，再進行煅燒處理，得到附著二氧化鈦的碳布；

S3、將附著二氧化鈦的碳布浸沒在含有偏釩酸銨、草酸的水溶液中，在160～260℃下反應2～48小時，然后將反應產物進行洗滌和干燥，得到在碳布基底上附著二氧化鈦和二氧化釩的光電正極。

3.根據權利要求2所述的光電正極的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述混合溶液中濃硫酸和濃硝酸的體積比為(0.8～1.2):1，其中，所述濃硫酸的濃度為98wt％，濃硝酸的濃度為68wt％。

4.根據權利要求2或3所述的光電正極的制備方法，其特征在于，步驟S1中，將清洗后的碳布進行干燥的方法為：將清洗后的碳布在60～80℃下干燥12～24h；將碳布烘干的方法為：將碳布在60～80℃下烘12～24h。

5.根據權利要求2或3所述的光電正極的制備方法，其特征在于，步驟S2中，乙醇、丙三醇和鈦酸四丁酯的體積比為(25～100)：(5～20)：(0.5～2)。

6.根據權利要求2或3所述的光電正極的制備方法，其特征在于，步驟S2中，將前驅體電極用乙醇超聲清洗3～5次，然后在50～70℃干燥0.5～2h，再在300～450℃煅燒1～3h，得到附著二氧化鈦的碳布。

7.根據權利要求2或3所述的光電正極的制備方法，其特征在于，步驟S3中，所述水溶液為由偏釩酸銨、草酸和水按照質量比(0.1～2)：(0.5～2)：30混合得到的。

8.根據權利要求2或3所述的光電正極的制備方法，其特征在于，步驟S3中，將反應產物依次用水、乙醇超聲清洗3～5遍，然后在50～70℃下干燥8～12h，得到在碳布基底上附著二氧化鈦和二氧化釩的光電正極。

9.光可充電鋅離子電池，其特征在于，其組成包括權利要求1所述的光電正極、鋅箔、隔膜和電解液。

10.根據權利要求9所述的光可充電鋅離子電池，其特征在于，所述電解液為將1～4mol三氟甲烷磺酸鋅溶解在1kg水中得到的。