[发明专利]一种高稳定锌碘电池正极复合材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种高稳定锌碘电池正极复合材料，其特征在于：所述高稳定锌碘电池正极复合材料包括共价有机框架化合物衍生的掺杂型多孔碳和活性碘；

所述共价有机框架化合物为硼酸酐和硼酸酯类、三嗪类、席夫碱类、聚酰亚胺类共价有机框架化合物中的一种或多种；

所述掺杂型多孔碳的掺杂元素为氮、磷、硼中的任意一种。

2.如权利要求1所述的高稳定锌碘电池正极复合材料，其特征在于：所述掺杂型多孔碳中，掺杂元素的量为：0.05-2％。

3.如权利要求1所述的高稳定锌碘电池正极复合材料，其特征在于：所述活性碘为碘单质、碘化锌、聚碘阴离子、碘离子或其他经过电化学氧化/还原能够产生碘单质的物质。

4.如权利要求1所述的高稳定锌碘电池正极复合材料，其特征在于：所述活性碘在复合材料的质量占比为30-80％。

5.如权利要求1所述的高稳定锌碘电池正极复合材料，其特征在于：所述活性碘在复合材料的质量占比为40～60％。

6.权利要求1-5任一项所述的高稳定锌碘电池正极复合材料的制备方法，其特征在于：具体包括：

(1)制备或获取掺杂型共价有机框架化合物；

(2)将步骤(1)获得的掺杂型共价有机框架化合物进行热处理，然后冷却降温，得到掺杂型多孔碳；

(3)将活性碘与掺杂型多孔碳混合均匀，然后进行热处理，冷却降温后即得高稳定锌碘电池复合正极复合材料。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述共价有机框架化合物为硼酸酐和硼酸酯类、三嗪类、席夫碱类、聚酰亚胺类共价有机框架化合物中的一种或多种；

所述步骤(2)中，将掺杂型共价有机框架化合物置于惰性气体中进行热处理。

8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，热处理温度根据每种共价有机框架化合物的热重曲线确定；热处理时间为6～24小时；升温速率为1～10℃/min。

9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，进行热处理的时间为12小时。

10.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，热处理升温速率为2℃/min。

11.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，将活性碘用研钵研碎之后与掺杂型多孔碳在研钵中研磨均匀，随后置于惰性气体中进行热处理；

所述步骤(3)中，热处理温度为70～90℃，升温速率1～5℃/min；保温时间2～6小时。

12.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，热处理时，升温速率为1℃/min。

13.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，热处理时，保温时间问6小时。

14.一种锌碘电池正极，其特征在于：所述正极是将权利要求1-5任一项所述的高稳定锌碘电池正极复合材料与导电剂和粘结剂以固定比例混合均匀，并涂覆于集流体上，干燥而得；

或，将上述高稳定锌碘电池正极复合材料与MXene胶体溶液以1:1比例混合均匀，抽滤，烘干得MXene@锌碘电池正极复合材料的自支撑复合正极。

15.如权利要求14所述的一种锌碘电池正极，其特征在于：所述的粘结剂为聚四氟乙烯、丁苯橡胶、聚偏氟乙烯中的一种或几种。

16.如权利要求14所述的一种锌碘电池正极，其特征在于：所述导电剂为MXene、碳纳米管、石墨烯、炭黑中的一种或多种。