[发明专利]一种锌基电池负极及其制备和应用

权利要求书

1.一种锌基电池负极，其特征在于：通过磁控溅射的方法将金属、金属合金、金属氧化物中的一种或二种以上靶材沉积到电极基底上，获得锌基液流电池负极；

所述的金属为镁、铝、钛、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、锆、锡、铅、铋、银中的一种或二种以上；

金属合金为镁、铝、钛、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、锆、锡、铅、铋、银中的二种或三种以上金属合金；

采用如下步骤制备获得：

（1）将待镀电极基底依次分别用乙醇、丙酮、水清洗后，至于真空烘箱30~100℃，烘干2~12小时；

（2）将步骤（1）制备的电极基体至于预先配备靶材的磁控溅射设备的样品台上，利用机械泵、分子泵将溅射主腔体抽至1×10^-4~5×10^-2 Pa；关闭样品挡板，溅射气体流量控制在5~150 sccm、功率为5~30 W/cm²、压气维持在0.1~15Pa，预溅射2~30分钟，待辉光及电源示数稳定后，打开样品挡板，开始向电极基底溅射，功率控制在10~100 W/cm²，溅射气体流量控制在20~150 sccm、压气维持在0.1~15Pa；溅射完毕后，将样品取出即可使用。

2.按照权利要求1所述锌基电池负极，其特征在于：所述的电极基底包括铜箔、铝箔、镍箔、钛箔、铁箔、锌箔、银箔、金银合金箔、泡沫铜、泡沫镍、泡沫钛、多孔金箔、碳纸、碳布、碳纤维、碳毡、石墨电极、玻碳电极中的一种或二种以上。

3.按照权利要求1所述锌基电池负极，其特征在于：所述沉积气氛为氩气、氮气、氧气、氢气中的一种或两种以上。

4.一种权利要求1-3任一所述锌基电池负极的制备方法，其特征在于：采用如下步骤制备获得：

（1）将待镀电极基底依次分别用乙醇、丙酮、水清洗后，至于真空烘箱30~100℃，烘干2~12小时；

（2）将步骤（1）制备的电极基体至于预先配备靶材的磁控溅射设备的样品台上，利用机械泵、分子泵将溅射主腔体抽至1×10^-4~5×10^-2 Pa；关闭样品挡板，溅射气体流量控制在5~150 sccm、功率为5~30 W/cm²、压气维持在0.1~15Pa，预溅射2~30分钟，待辉光及电源示数稳定后，打开样品挡板，开始向电极基底溅射，功率控制在10~100 W/cm²，溅射气体流量控制在20~150 sccm、压气维持在0.1~15Pa；溅射完毕后，将样品取出即可使用。

5.按照权利要求4所述的制备方法，其特征在于：沉积层厚度为10 nm~5 μm。

6.一种权利要求1-5任一所述锌基电池负极在锌基电池中的应用。

7.按照权利要求6所述的应用，其特征在于：所述锌基电池包括水系和/或有机系锌离子电池、锌-铈电池、锌-氯电池、锌-碘电池、锌-溴电池、锌-钒电池、锌-铁电池、锌-镍电池、或锌-空气电池。

8.按照权利要求6或7所述的应用，其特征在于：

所述锌基电池负极为具有锌电化学结晶调控功能电极，其可有效地防止锌电极形状的严重变化，抑制枝晶的生长，使金属锌更加致密且均匀的沉积。