[发明专利]一种晶体定向重构锌负极及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种晶体定向重构锌负极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将活性物质或者活性物质的前驱体、溶剂、高分子聚合物混合均匀得到静电纺丝溶液，通过静电纺丝法制备自支撑电极；

(2)烘干步骤(1)得到的自支撑电极，之后采用柔性基底将自支撑电极上下贴合，在施加压力条件下进行烧结；

(3)将步骤(2)烧结后的自支撑电极使用电沉积法沉积锌，得到晶体定向重构锌负极。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述活性物质晶胞类型为六方晶系，其中晶胞中副轴方向大小为

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述活性物质包含六方氮化硼、六方相氧化钨、氮化碳、氧化锌、碳化硅、石墨烯中的任意一种或多种的混合物；所述活性物质在静电纺丝溶液中的浓度为1-10wt％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述活性物质的前驱体为硼酸和二氰二胺；所述硼酸和二氰二胺的摩尔比为1:1-8:1；所述硼酸和二氰二胺在静电纺丝溶液中的总浓度为1-10wt％。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述溶剂为二甲基甲酰胺、酒精、去离子水、N-甲基吡咯烷酮中的任意一种或多种的混合物；所述高分子聚合物为聚乙烯比咯烷酮、聚丙烯腈、聚丙烯酸甲酯、聚乙烯醇中的任意一种或多种的混合物；所述高分子聚合物在静电纺丝溶液中的浓度为8-30wt％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述柔性基底为柔性亲水碳布、柔性碳纤维毡、柔性碳网中的任意一种；所述施加压力的范围为0.5-10N；所述烧结为氧化条件下200-500℃处理0.5-8h，碳化条件下700-1200℃处理0.5-10h；所述氧化条件为空气气氛；所述碳化条件使用气氛为氮气或氩气，气体流速为40-150sccm。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述电沉积法具体为：以自支撑电极为工作电极，锌片为对电极的两电极电沉积法；或以自支撑电极为工作电极，铂片或铂网为对电极，Ag/AgCl为参比电极的三电极电沉积法；

步骤(3)所述电沉积法所用电解液为锌盐溶液；所述锌盐为硫酸锌、氯酸锌、乙酸锌、三氟甲磺酸锌中的任意一种，所述锌盐溶液的浓度为0.3-3mol/L。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述电沉积法采用恒电流法和恒电压法中的任意一种；所述恒电流法的电流密度范围为-0.5～-100mAcm^-2，容量为5-100mAh cm^-2；所述恒电压法的电压范围为-0.01～-2V，容量为5-100mAh cm^-2。

9.权利要求1-8任一项所述的制备方法制备的晶体定向重构锌负极。

10.权利要求9所述的晶体定向重构锌负极在锌空气电池、锌空气复合电池、锌离子电池、锌离子超级电容器、锌液流电池中的应用。