[發(fā)明專利]一種水系儲(chǔ)能器件中人工構(gòu)筑正極電解質(zhì)界面層的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310090506.5
• 申請(qǐng)日: 2023-01-18
• 公開（公告）號(hào): CN116093451A
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李園園;龔鵬;周清源
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M10/36
• 分類號(hào): H01M10/36;H01M10/38;H01M4/04
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒

1.一種在水系儲(chǔ)能器件中構(gòu)筑人工正極電解質(zhì)界面層的方法，其特征在于，該方法是先通過原子層沉積工藝在水系儲(chǔ)能器件的正極電極片表面沉積一層納米級(jí)厚度的正極電解質(zhì)界面層(CEI)，再將得到的沉積有界面層的正極電極片作為正極用于搭建水系儲(chǔ)能器件；

其中，水系儲(chǔ)能器件的電解質(zhì)是以水為溶劑，且含有鋰鹽、鈉鹽、鉀鹽、鋅鹽中的至少一種。

2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述正極電解質(zhì)界面層的材料具體為Al₂O₃、ZnO、LiF、NaF、Li₃N、TiO₂、Li₃PO₄中的至少一種，優(yōu)選為Al₂O₃。

3.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述正極電解質(zhì)界面層的厚度優(yōu)選為2～25nm，優(yōu)選為20nm。

4.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，沉積正極電解質(zhì)界面層之前的正極電極片，是通過將電極材料反復(fù)碾壓至均勻再壓制在集流體上后得到的，其中，位于集流體上的電極材料的厚度為10～80μm；

優(yōu)選的，所述碾壓和所述壓制均是利用對(duì)輥機(jī)進(jìn)行的。

5.如權(quán)利要求4所述方法，其特征在于，所述電極材料同時(shí)包括正極活性材料、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑；

優(yōu)選的，所述導(dǎo)電劑為導(dǎo)電碳Super?P，所述粘結(jié)劑為PTFE；所述電極材料中，正極活性材料、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑三者的質(zhì)量比滿足40～90：5～30：5～30。

6.如權(quán)利要求5所述方法，其特征在于，所述正極活性材料為過渡金屬氧化物、普魯士藍(lán)類似物、聚陰離子體中的一種，優(yōu)選為Na₃(VO)₂(PO₄)₂F@rGO。

7.如權(quán)利要求5所述方法，其特征在于，所述正極活性材料為Na₃(VO)₂(PO₄)₂F@rGO；

沉積有界面層的正極電極片還經(jīng)過了電化學(xué)活化處理，活化所采用的電壓區(qū)間為0～1.5V(vs.SCE)，活化電流為0.1～5C；工作電壓區(qū)間優(yōu)選為0～1.5V(vs.SCE)。

8.如權(quán)利要求4所述方法，其特征在于，所述集流體為鈦網(wǎng)、鉑網(wǎng)、不銹鋼網(wǎng)中的一種，優(yōu)選為100目鈦網(wǎng)；

優(yōu)選的，所述集流體還預(yù)先經(jīng)過了前處理工藝處理，即，先用1000目的金相砂紙打磨，然后于8wt％～30wt％的鹽酸中超聲15min，最后用乙醇洗滌干凈。

9.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述搭建水系儲(chǔ)能器件具體是組裝負(fù)極、電解質(zhì)和正極，按負(fù)極、電解質(zhì)、正極順序排列。

10.如權(quán)利要求9所述方法，其特征在于，所述電解質(zhì)具體為含鈉鹽的聚丙烯酰胺水凝膠電解質(zhì)、含鈉鹽的聚乙烯醇水凝膠電解質(zhì)或含鈉鹽的羧甲基纖維素鈉水凝膠電解質(zhì)中的一種；優(yōu)選為含鈉鹽的聚丙烯酰胺水凝膠電解質(zhì)。