本技术涉及功能性涂层技术,介绍了一种三维ZIF-8/MXene复合材料在锌碘电池制备中的应用。该复合材料与粘结剂结合,形成保护涂层,旨在提高电池性能和稳定性。
背景技术
本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
水系可充电电池在大规模储能方面具有组装简便、安全性高和价格低廉等显著优势,因此具有广泛的应用前景。在各种类型的水系电池中,锌基电池因理论容量高、氧化还原电位低和自然资源丰富而脱颖而出。然而,锌负极由于电场分布不均会产生枝晶,甚至会刺穿电池隔膜,造成短路。此外,锌负极在水性电解质中容易发生析氢反应,导致局部PH增加,进而腐蚀锌负极表面。
为了解决这些问题,研究人员探索了各种策略,包括三维结构工程、表面改性、电解质优化、以及隔膜改性。在这些方法中,表面改性因其操作简单、极好的可扩展性以及改善锌负极性能的潜力,已成为最有效的方法之一。特别是MXenes作为一类二维过渡金属碳化物和/或氮化物,已引起了广泛关注。MXenes具有Mn+1
Xn
Tx
的通式,其中M表示过渡金属,X表示碳和/或氮,Tx
表示表面末端基团(如-F、-O、-OH)。在促进Zn2+
离子的均匀沉积方面具有显著优势,这对于减少枝晶形成和提高锌电池的整体性能(耐腐蚀性能、导电性能、循环稳定性能等)至关重要。因此,合理设计复合材料以避免MXenes聚集对于合成稳定的涂层至关重要,是本领域技术人员亟待解决的问题。碘在海水中储量丰富,水系锌碘电池已成为一种新型储能设备,将锌负极修饰后应用到锌碘电池具有重要战略意义。
实现思路