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一种用于可充锌电池的阻燃有机电解液及可充锌电池

  • 发布时间: 2024-12-20
预算 双方协商
基本信息
成果方:河北大学
合作方式:技术转让
成果类型:发明专利,
行业领域
新能源与高效节能
成果描述

本发明提供了一种用于可充锌电池的阻燃有机电解液及可充锌电池,所述用于可充锌电池的阻燃有机电解液包括可溶性锌盐、钠盐电解质盐和阻燃有机溶剂,所述可溶性锌盐的浓度为0.1~2 mol/L,所述钠盐电解质盐的浓度为0.1~2.5 mol/L。本发明的阻燃有机电解液具有合适的电导率、粘度、阳离子迁移速率、高的电压窗口和优异的阻燃性,可实现金属锌的均匀沉积,提升Zn沉积/析出库伦效率和原子利用率,展示出良好的电化学可逆性和正负极材料兼容性。将该阻燃有机电解液应用于Zn//Na3V2(PO4)2O2F可充锌电池体系中,可显著提升电池的安全性,且这种锌电池体系放电电压平台高、循环稳定性好,具有广泛的应用前景。

应用范围
为了满足日益增长的能源需求,解决化石燃料能源的快速消耗和环境恶化问题。发展太阳能、风能、潮汐能等可再生能源,提高能源利用率,受到人们的广泛关注。然而,可再生能源通常具有间歇性,受时间、气候等因素影响较大,如果将其直接并入电网使用将会对电网造成很大冲击。二次电池技术通过利用化学能和电能之间的相互转化,能够实现能量的存储和释放,其具有“削峰填谷”的功能,对于可在生能源的开发和利用尤为重要。
目前,锂离子电池在便携式电子设备中已经取得巨大的成功,并逐步向新能源汽车、智能电网等领域发展,然而,锂资源短缺、安全性低、价格高等因素限制了其在大规模储能领域的应用。锌资源丰富、价格低廉、安全环保,且金属锌负极在水系和有机体系中的稳定性高,可直接用作负极材料,其理论容量达820 mAh/g,因此,可充锌电池被认为是大规模储能体系中的一个理想选择。
前景分析
本发明以有机磷酸酯阻燃剂为溶剂,以特定浓度的锌盐和钠盐为电解质盐,形成以钠离子、锌离子共同作为阳离子的用于可充锌电池的阻燃有机电解液体系,具有阻燃性能优异、粘度低、电导率高(2.9 mS/cm)和阳离子迁移速率快等特点;电解液中的阴阳离子与溶剂分子形成稳定的溶剂化结构,能够有效抑制高低电势下电解液的分解,提高电压窗口(3.2 V vs. Zn /Zn),引导金属锌的均匀沉积,减少锌枝晶的生长,提升Zn沉积/析出库伦效率( 100%)和原子利用率。
本发明的高稳定性电解液可以扩大锌电池正极材料的选择范围,将其用于Zn//Na3V2(PO4)2O2F可充锌电池体系中,能提升电池的安全性,且这种可充锌电池具有高的放电电压平台和良好的循环稳定性,展示出广泛的应用前景。


联系方式

  • 联系人:

    张宁

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    19932581850

  • 通讯地址:

    河北省保定市五四东路180号

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