[发明专利]一种二次锌基电池用纳米Zn@C负极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种二次锌基电池用纳米Zn@C负极材料，其特征在于，C为纳米碳材料，所述纳米锌覆盖于所述纳米碳材料之上。

2.根据权利要求1所述的一种二次锌基电池用纳米Zn@C负极材料，其特征在于，所述纳米锌层厚度为50～100μm，晶粒尺寸为10～80nm，粗糙度小于230nm。

3.根据权利要求1所述的一种二次锌基电池用纳米Zn@C负极材料，其特征在于，所述纳米碳材料包括CNT、CNF、GR和NPC中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的一种二次锌基电池用纳米Zn@C负极材料，其特征在于，所述纳米锌通过电镀覆盖于所述纳米碳材料之上。

5.一种二次锌基电池用纳米Zn@C负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将纳米碳材料加入纳米锌镀液中进行电镀，所述电镀中温度为15～60℃，电镀时间为1～60min；所述纳米锌镀液的组成成分为：硫酸锌50～300g/L，硼酸10～40g/L，晶粒细化剂0.3～3g/L；所述纳米锌镀液的pH为1～3，溶剂为水。

6.根据权利要求5所述的一种二次锌基电池用纳米Zn@C负极材料的制备方法，其特征在于，所述晶粒细化剂为以下化合物中的一种：

a)分子量为500-1200万的两性离子型高分子酰胺基化合物；

b)分子量为200-1500万的非离子型高分子酰胺基化合物；

c)分子量为300-2200万的阴离子型高分子酰胺基化合物；

d)分子量为500-1200万的阳离子型高分子酰胺基化合物。

7.根据权利要求5或6所述的一种二次锌基电池用纳米Zn@C负极材料的制备方法，其特征在于，所述晶粒细化剂由丙烯酰胺与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵通过水溶液自由基共聚合反应合成。

8.根据权利要求5所述的一种二次锌基电池用纳米Zn@C负极材料的制备方法，其特征在于，在电镀过程中进行搅拌，搅拌速率范围为600～2600r/min。

9.根据权利要求5所述的一种二次锌基电池用纳米Zn@C负极材料的制备方法，其特征在于，所述电镀中采用直流电、高频正向脉冲电流或高频双向脉冲电流，其中所述直流电源平均电流密度为0.5～5A/dm²；所述高频正向脉冲电流具体工艺参数为：T_on＝0.1～1ms，T_off＝0.4～1ms，f＝500～2000Hz，r＝10～30％，J_m＝0.5～10A/dm²，t＝10～120min；所述高频双向脉冲电流具体工艺参数为：T_on＝0.1～1ms，T_off＝0.4～1ms，f＝500～2000Hz，r＝10％～30％，正向平均电流密度(J_m⁺)0.5～10A/dm²，反向平均电流密度(J_m^-)0.05～1A/dm²，t＝10～120min。