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水系鋅碘二次電池正極材料及其正極和水系鋅碘二次電池的制作方法

975   編輯:中冶有色網(wǎng)   來源:佛山市安芯纖維科技有限公司  
2023-11-01 10:23:34
一種水系鋅碘二次電池正極材料及其正極和水系鋅碘二次電池 一、技術(shù)領(lǐng)域: 1.本發(fā)明屬于新型電化學(xué)電池和新能源電池領(lǐng)域,具體涉及一種高可靠性的水系鋅碘二次電池正極材料,即一種水系鋅碘二次電池正極材料及其正極和水系鋅碘二次電池。 二、 背景技術(shù): 2.水系鋅離子二次電池因其具有內(nèi)在的高安全性,豐富且廉價(jià)的資源,環(huán)境友好及較高的能量密度等特點(diǎn),近年得到越來越廣泛的關(guān)注,被認(rèn)為是下一代新能源電池的有力競(jìng)爭(zhēng)者之一。目前該類電池的正極材料主要包括錳系材料如二氧化錳,釩系材料如五氧化二釩,普魯士藍(lán)類似物,有機(jī)化合物等。如cn112670495a的發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種鐵摻雜二氧化錳復(fù)合碳納米管材料的鋅離子電池。如cn111900398a的發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種鎂摻雜五氧化二釩納米帶正極材料的鋅離子電池。如cn111769278a的發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種基于芳香族有機(jī)物正極材料的鋅離子電池。 3.然而,由于錳基材料的本征電導(dǎo)率低以及在水系電解液中不可避免的溶解,其電化學(xué)性能仍然受到限制,在倍率性能且循環(huán)壽命方面均表現(xiàn)不佳。對(duì)于釩基材料,在充放電過程其結(jié)構(gòu)是缺乏穩(wěn)定的,這直接導(dǎo)致電池的快速失效。對(duì)于有機(jī)材料,盡管其具有高的可持續(xù)性、輕的重量及可調(diào)的電化學(xué)窗口等優(yōu)勢(shì),但在容量、穩(wěn)定性和能量密度方面仍具有一定劣勢(shì)。 4.利用鹵素單質(zhì)如碘、溴的氧化還原過程來實(shí)現(xiàn)對(duì)能量的存儲(chǔ)和釋放是另一種可行的方式。特別是碘,由于其具有來源廣泛,成本低廉,環(huán)境友好等特點(diǎn),且為多電子轉(zhuǎn)移反應(yīng),在水中氧化還原過程高度可逆,比容量和能量密度也相對(duì)較高,近年作為水系鋅離子電池正極材料受到廣泛研究。如cn107666015a的發(fā)明專利申請(qǐng)公開了一種水相電解質(zhì)體系鋅碘二次電池及其制備方法。然而由于其中間產(chǎn)物多碘化物在水中具有高的溶解度,活性物質(zhì)碘會(huì)迅速從正極丟失,進(jìn)而導(dǎo)致循環(huán)穩(wěn)定性差,倍率性能拙劣等一系列問題。因此,開發(fā)一種具有高穩(wěn)定性、低成本、環(huán)境友好且具有工業(yè)基礎(chǔ)的正極材料仍是相當(dāng)具有挑戰(zhàn)性。 三、 技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素: 5.本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:根據(jù)目前對(duì)具有高穩(wěn)定性、低成本、環(huán)境友好且具有工業(yè)基礎(chǔ)的正極材料的研究趨勢(shì),本發(fā)明提供一種水系鋅碘二次電池正極材料及其正極和水系鋅碘二次電池。本發(fā)明電池采用陰離子交換材料復(fù)合碘為正極材料,鋅片或者鋅箔作為負(fù)極材料,鋅的可溶性鹽水溶液為電解質(zhì)。本發(fā)明正極材
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