[發(fā)明專利]一種基于層層自組裝技術(shù)的人工固/液界面保護(hù)層、金屬電極、電池及其制法和用途

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310904025.3
• 申請(qǐng)日: 2023-07-24
• 公開（公告）號(hào): CN116666638A
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋衛(wèi)星;蔡鑫鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 首都師范大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/62
• 分類號(hào): H01M4/62;H01M4/02;H01M4/04;H01M10/36;H01M10/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種人工固/液界面保護(hù)層，其特征在于，所述人工固/液界面保護(hù)層通過層層自組裝技術(shù)由不同分子通過分子間相互作用在金屬表面形成的薄膜；其中，所述不同分子自組裝成單層薄膜或多層薄膜，所述單層薄膜的厚度是30nm~40nm，所述多層薄膜的厚度是200nm~400nm；其中，所述單層薄膜或多層薄膜的驅(qū)動(dòng)力為靜電作用力和短程的次級(jí)作用力，所述不同分子包括帶有相反電荷或不同極性官能團(tuán)的聚電解質(zhì)、樹狀分子、有機(jī)小分子、納米微粒、生物大分子中的一種或幾種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工固/液界面保護(hù)層，其特征在于，所述靜電作用力和短程的次級(jí)作用力為親水/疏水性、電荷轉(zhuǎn)移、π-π重疊、氫鍵或范德華力。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工固/液界面保護(hù)層，其特征在于，選擇水、無機(jī)溶劑或有機(jī)溶劑作為所述不同分子的分散劑；優(yōu)選的，所述分散劑為水；

所述分子在分散劑中的濃度為2～10g/L；優(yōu)選的，所述分子在分散劑中的濃度為2.5～7g/L；最優(yōu)選的，所述分子在分散劑中的濃度為3～5g/L。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工固/液界面保護(hù)層，其特征在于，所述聚電解質(zhì)為聚酰胺、聚苯胺、聚吡咯、聚乙烯基吡啶、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乳酸、葡萄糖、聚谷氨酸、殼聚糖、海藻酸鈉中的任意一種或多種；優(yōu)選的，所述聚電解質(zhì)為殼聚糖、海藻酸鈉、聚乙烯基吡啶、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚乳酸、葡萄糖中的任意一種或多種；最優(yōu)選的，所述聚電解質(zhì)為殼聚糖和海藻酸鈉；

所述樹狀分子為聚醚樹狀分子、聚酯樹狀分子、兩親性樹狀分子中的任意一種或多種；

所述有機(jī)小分子為硫基化合物、吡啶、呋喃、雙季銨鹽、酞菁、卟啉中的任意一種或多種；

所述納米微粒為金屬納米微粒、金屬氧化物納米微粒、無機(jī)納米微粒、非球形納米微粒中的任意一種或多種；

所述生物大分子為酶、蛋白質(zhì)、DNA、細(xì)菌中的任意一種或多種；

和/或，所述人工固/液界面保護(hù)層是基于層層自組裝技術(shù)由殼聚糖和海藻酸鈉在金屬電極表面構(gòu)建而成。

5.一種金屬電極，其特征在于，包括：金屬電極片和權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的人工固/液界面保護(hù)層；其中，所述人工固/液界面保護(hù)層是由不同分子通過分子間相互作用在金屬電極片表面形成的薄膜。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬電極，其特征在于，所述金屬電極片選自鋅電極、鋁電極、銅電極、鋅合金電極、鋁合金電極、銅合金電極中的任意一種；優(yōu)選的，所述金屬電極片為鋅電極或銅電極；最優(yōu)選的，所述金屬電極片為鋅電極；

和/或，金屬電極為經(jīng)層層自組裝的人工固/液界面保護(hù)層修飾后的鋅箔或銅箔。

7.一種權(quán)利要求5或6任意一項(xiàng)所述的金屬電極的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：通過旋涂法、滴加法、涂抹方法、浸泡吸附法中的一種或幾種在金屬電極表面形成人工固/液界面保護(hù)層。