[发明专利]一种二次锌电极添加剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种二次锌电极，具体涉及一种二次锌电极添加剂，属于新能源领域。

背景技术

随着能源问题的日趋严峻，环保呼声的日趋高涨，人们开始寻找一些对环境无污染的能源的替代产品，电池，尤其是绿色电池进一步得到人们的关注。其中，锌系(锌镍、锌锰、锌空气等等)电池以其众多优点，成为人们关注的热点。一方面锌资源丰富，约占地壳重量的0.015％，且价格低廉而无毒，是非常好的负极材料，二次锌基电池的推广应用可以充分地利用自然资源和避免对环境的危害，降低人们对于石油产品的依赖。

但目前锌系电池仍主要面临循环寿命短、自放电大及均一性差等问题。其本质是锌热力学性质不稳定，锌及其放电产物在电解液中具有较大的溶解度。目前添加剂的功能无外乎以下几种：

(1)抑制氢气的产生；

(2)提高锌负极活性物质的利用率；

(3)提高均一性；

(4)降低锌酸盐在电解液中的溶解度；

(5)消除枝晶的生长；

(6)减小电极变形。

本发明提出一种新型的引晶型添加剂，重点解决锌电极产物溶解以及枝晶和形变问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二次锌电极添加剂，重点解决锌电极产物溶解以及枝晶和形变问题，显著延长电池循环寿命。

为达到上述目的，本发明提供了一种二次锌电极添加剂，所述添加剂主要化学成分是以与ZnO晶型一致的纤锌矿结构物质。

本发明的进一步改进在于：所述的纤锌矿结构物质包括AgI、ZnO、CdS、CdSe、α-SiC、GaN、AlN中的一种或几种的半导体结构。

本发明的进一步改进在于：所述的纤锌矿型物质包括AgI、ZnO、CdS、CdSe、α-SiC、GaN、AlN中一种或几种的的掺杂改性的粉体材料。

本发明的进一步改进在于：所述的纤锌矿型物质包括AgI、ZnO、CdS、CdSe、α-SiC、GaN、AlN中的一种或几种的混合物。

本发明的进一步改进在于：所述的纤锌矿物质为耐碱性的GaN化合物半导体材料。

本发明的进一步改进在于：所述的纤锌矿物质为耐碱性的GaN经过掺杂改性的纳米或微米粉体材料。

本发明的进一步改进在于：所述的GaN粉体为纳米级粉体，尺寸在5～500nm之间。

本发明的进一步改进在于：所述的GaN含量在整个二次锌电极配料中所占的比例为Zn含量的0％～10％。

本发明的进一步改进在于：所述的GaN含量在整个二次锌电极配料中所占的比例为Zn含量的0.005％到1％之间。

本发明的进一步改进在于：其制备方法为粉末压成法、涂膏法、电沉积法、刮浆法制备的板式电极或是由挤膏制备的各种形式的管式电极。

本发明的有益效果是：GaN等纤锌矿型微粒在电极中均匀分布，由于GaN与ZnO同属纤锌矿结构，有着相同的晶型，这就使得Zn电极放电产物ZnO能够迅速在GaN等的周边生成，而不至于大量溶解至电解液中，一方面保证了Zn电极在充放过程中能够在原来位置进行可逆的充放循环，保证Zn电极结构不易变形，另一方面则使得电解液中的ZnO不易在隔膜或正极中沉积，降低隔膜中Zn枝晶的可能，同时防止负极对正极性能的影响。

附图说明

图1表示二次锌电极循环测试对比图。

附图标号：1-添加GaN的锌电极测试曲线、2-未添加GaN的锌电极测试曲线。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

一种二次锌电极添加剂，所述添加剂主要化学成分是以与ZnO晶型一致的纤锌矿结构物质，所述的纤锌矿结构物质包括AgI、ZnO、CdS、CdSe、α-SiC、GaN、AlN中的一种或几种的半导体结构，一种或几种的的掺杂改性的粉体材料，一种或几种的混合物。其制备方法为粉末压成法、涂膏法、电沉积法、刮浆法制备的板式电极或是由挤膏制备的各种形式的管式电极。

实施例1