本技术介绍了一种水系锌离子电池正极浆料的制备方法及其应用。该正极浆料由正极活性物质、导电剂、粘结剂、保水剂和溶剂组成,通过精确比例混合和充分研磨工艺制备而成,旨在提升电池性能和稳定性。
背景技术
水系锌离子电池因具备理想的理论容量与能量密度,兼顾成本低廉、绿色环保等优点,有希望应用于大规模储能领域。近些年已经开发了各种极具应用前景的锌离子电池电极材料,涵盖了锰基/钒基材料、二维层状材料、普鲁士蓝类似物和有机物。同时,这些体系相关材料的合成、理化表征、电化学性能测试和反应机理分析等也得到了深入的探索和研究,为锌离子电池正极材料的规模化、产业化应用奠定了坚实的基础。正极浆料是正极的制备过程最为核心的步骤,相比于锂离子电池正极浆料而言,水系锌离子电池正极浆料的制备条件简单、成本低廉,但其缺少规模化、批量化制备正极浆料的方法技术,同时无法满足高载量、高面容量的电极要求。这也是水系锌离子电池受限于大规模储能应用的重要原因之一。
目前,锌离子电池正极浆料的制备技术主要是延续锂离子电池的制备方法。通过将正极材料、导电炭黑和聚偏氟乙烯按一定比例混合均匀,加入N-甲基吡咯烷酮作为稀释剂,经过充分研磨之后制备得到油性的电极浆料。其中,由于使用聚偏氟乙烯粘结剂,其线性刚性高分子结构使得电极在高载量下容易出现裂纹,影响电极的电化学性能和循环寿命。另外,N-甲基吡咯烷酮具有很强的毒性,对人体的器官有着很大的威胁。因此,亟待开发一种水系锌离子电池正极浆料制备技术,在低成本、高安全、绿色环保的前提下满足高载量、高面容量电极的制备与大规模储能应用。
实现思路