一种长循环寿命、高利用率水凝胶涂层锌负极及其制备方法和应用、水系锌-碘电池

    公开(公告)号:CN119601608A

    公开(公告)日:2025-03-11

    申请号:CN202411685479.7

    申请日:2024-11-22

    Inventor: 张俊祥 王斌 周雷

    Abstract: 本发明涉及新能源电池技术领域,提供了一种长循环寿命、高利用率水凝胶涂层锌负极及其制备方法和应用、水系锌‑碘电池。本发明提供的锌负极涂层由含有氧化锌纳米颗粒、海藻酸钠与聚丙烯酰胺的水分散液刮涂在锌箔表面,然后浸入含锌离子的水溶液中交联制备得到,所述水凝胶涂层机械强度高、含水量低、且具备交联网络结构,能够限制水分子的扩散,可以显著提升锌负极利用率、减缓锌负极腐蚀、抑制锌枝晶。应用于水系锌‑碘电池时能够有效抑制碘物种对锌负极的腐蚀,有效提升锌‑碘电池的循环寿命。本发明制备的水系锌‑碘电池具备超过14000次的长循环寿命、且兼具低成本、安全环保、可大规模制备的优势,在未来大规模储能领域应用前景广阔。

    一种耐低温水系锌离子电池及其制备方法

    公开(公告)号:CN119133638A

    公开(公告)日:2024-12-13

    申请号:CN202411412458.8

    申请日:2024-10-10

    Inventor: 周雷 王斌

    Abstract: 本发明公开了一种耐低温水系锌离子电池及其制备方法,所述耐低温水系锌离子电池主要包括正极、负极、电解液和隔膜,其中正极材料为钒酸铵(NH4V4O10),负极为锌金属(Zn),电解液为高氯酸锌水溶液(Zn(ClO4)2),隔膜为玻璃纤维膜。与现有技术相比,本发明提供的耐低温水系锌离子电池采用低浓度且不添加防冻剂的水溶液作为耐低温电解液,能有效抵御低温环境,解决了水系锌离子电池在低温环境下无法正常运行的难题,该耐低温水系锌离子电池的组合方式为NH4V4O10//Zn(ClO4)2//Zn,成本大幅降低,在‑30℃和‑50℃低温下充放电循环均可达到2000次充放电循环,且维持高达99%的库伦效率,具有良好的应用前景。

    一种低成本硫化物固态电解质及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN119029288A

    公开(公告)日:2024-11-26

    申请号:CN202411405803.5

    申请日:2024-10-10

    Inventor: 周雷 王斌

    Abstract: 本发明公开了一种低成本硫化物固态电解质及其制备方法和应用,所述低成本硫化物固态电解质组成式为Li7.3P2.9S10.75X0.3(X=F,Cl,Br,I)。本发明使用相对便宜的硫单质(S)和锂金属(Li)代替昂贵的硫化锂(Li2S)前驱体,各种前驱体经高能球磨和热处理后制备了Li7.3P2.9S10.75X0.3(X=F,Cl,Br,I)电解质,当X为I元素时,硫化物固态电解质的离子电导率最高,在室温下可达2.73×10‑3S cm‑1。所述的Li7.3P2.9S10.75X0.3(X=F,Cl,Br,I)体系硫化物固态电解质,具有成本低、室温锂离子电导率高和制备工艺简单等优点,可有效保障全固态锂电池稳定运行,具有良好的商业应用前景。

    一种基于气体信号的水系锌离子电池健康状态诊断系统

    公开(公告)号:CN117630296A

    公开(公告)日:2024-03-01

    申请号:CN202311643420.7

    申请日:2023-12-01

    Inventor: 周雷 王斌

    Abstract: 本发明公开了一种基于气体信号的水系锌离子电池日历寿命评估系统,所述系统包括H2气体传感器、O2气体传感器、CO2气体传感器、AD转换模块、数据处理模块、控制单元和报警模块。利用H2气体传感器和CO2气体传感器阵列实现水系锌离子电池在日历寿命中3种主要气体浓度的有效监测,然后通过数据归一化处理,排除另两种气体对某一气体传感器的影响,进而降低气体间的交叉干扰,对水系锌离子电池的健康状态进行有效的诊断和预警。

    一种水系锌离子电池正极材料MnO2@CNT及其制备方法

    公开(公告)号:CN117623393A

    公开(公告)日:2024-03-01

    申请号:CN202311640660.1

    申请日:2023-12-01

    Inventor: 周雷 王斌 张俊祥

    Abstract: 本发明公开了一种水系锌离子电池正极材料MnO2@CNT及其制备方法,涉及水系锌离子电池领域,解决现有锌离子电池锰基材料导电性差、容量衰减较快的问题。MnO2@CNT复合材料主要通过一步水热合成,该方法包括以下三个步骤,步骤一,分别将乙酸锰、高锰酸钾和碳纳米管加入去离子水中,然后磁力搅拌形成均匀的混合溶液;步骤二,将均匀的混合溶液转移到水热反应釜中,然后将其置于烘箱中进行水热反应;步骤三,收集水热反应釜中的沉淀物,分别用乙醇和去离子水交替清洗,然后进行真空干燥,获得棕色粉末。本发明制备方法操作简单,不需要复杂设备,成本低廉,产物环境友好,可实现大规模制备。本发明制得的325mAhMnO 2@gCN‑1的高比容量T纳米纤维,材同时具有优越的电化学循环性能料在0.1A g‑1的电流密度下表,现是一出种优异的水系锌离子电池电极材料,具有良好的应用潜力。

    一种水系锌离子电池正极集流体的制备方法

    公开(公告)号:CN117613284A

    公开(公告)日:2024-02-27

    申请号:CN202311522903.1

    申请日:2023-11-15

    Inventor: 周雷 王斌

    Abstract: 本发明公开了一种水系锌离子电池正极集流体的制备方法,该方法包括以下步骤,步骤一,将不锈钢网(SS)置于乙醇和去离子水的混合溶液中,然后超声以去除其表面的灰尘和油污;步骤二,将清洗干净的不锈钢网放置在管式炉中,通入乙醇蒸汽、氩气和氢气;步骤三,以乙醇蒸汽为碳源、氢氩混合气为氛围气,运用化学气相沉积方式在不锈钢集流体表面生长碳纳米管(CNT)。本发明使用化学气相沉积技术在不锈钢网表面生长一层碳纳米管,制备的SS@CNT集流体具有良好的导电性和耐腐蚀性,该方法具有工艺简单、成本低、时间短等优点,具有良好的发展前景。

    一种纳米级铜层修饰的锌金属负极及其制备方法

    公开(公告)号:CN117558864A

    公开(公告)日:2024-02-13

    申请号:CN202311534480.5

    申请日:2023-11-16

    Inventor: 周雷 王斌

    Abstract: 本发明公开了一种纳米级铜层修饰的锌金属负极及其制备方法,该方法包括以下三个步骤,步骤一,将锌箔置于乙醇和水的混合溶液中,超声清除其表面的灰尘和污染物;步骤二,将锌箔置于稀酸溶液中进行酸洗处理,然后使用砂纸对其进行打磨处理;步骤三,将锌箔置于蒸镀仪中,然后将铜金属加热成蒸汽,使铜蒸汽在锌箔表面沉积。本发明在锌金属负极表面蒸镀纳米级的铜层,具有工艺简单、铜层厚度可控性好、时间短等优点。纳米级铜层不但具有高度亲锌特性,促进锌的均匀形核;而且还具有高疏水性特征,阻隔电解液中自由水与锌负极直接接触,因此可有效抑制锌枝晶的生长和界面副反应的发生,显著提升了锌负极的稳定性和可逆性。

    一种抑制锌枝晶的水系电解液及锌离子电池

    公开(公告)号:CN116259860A

    公开(公告)日:2023-06-13

    申请号:CN202211563056.9

    申请日:2022-12-06

    Abstract: 本发明属于水系锌离子电池技术领域,公开了一种抑制锌枝晶的水系电解液及锌离子电池,由氯化铟添加剂、可溶性硫酸锌及去离子水组成;所述氯化铟添(InCl3)的浓度为0.01~0.1mol L‑1,硫酸锌的浓度为1~2mol L‑1。在水系电解液中引入微量的氯化铟添加剂,In3+优先吸附在锌负极表面,由于稀土金属特有的静电屏蔽效应,In3+在锌负极表面形成动态的静电屏蔽层,降低极化电压,诱导锌离子均匀沉积/溶解,实现致密的金属锌沉积,抑制锌枝晶的生长及恶化,使锌金属电极稳定循环3000小时。本发明可显著抑制锌枝晶生长,提高锌金属负极的使用寿命,该方法具有制备工艺简单、成本低、易工业化的优势。

    一种连续自循环制备纳米颗粒的毫流控装置及控制方法

    公开(公告)号:CN115888591A

    公开(公告)日:2023-04-04

    申请号:CN202211547440.X

    申请日:2022-12-02

    Abstract: 本发明属于无机纳米材料与微化学机械技术领域,公开了一种连续自循环制备纳米颗粒的毫流控装置及控制方法,前驱体容器组上端通过内壁光滑的圆柱形毫流控管道连接有蠕动泵,在蠕动泵末端连接有可拔插管道接头,通过多头混合接头将可拔插管道接头连接在一起,外置加热装置通过内壁光滑的圆柱形毫流控管道连接产物收集容器,产物收集容器上端通过内壁光滑的圆柱形毫流控管道连接有产物后处理装置。前驱体容器或产物收集容器、内壁光滑的圆柱形毫流控管道、蠕动泵可组成自循环装置,实现不延长管道的自循环功能,有利于纳米颗粒的熟化作用,通过自循环毫流控装置用来制备纳米颗粒,有助于高质量纳米颗粒的批量连续制备。

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