【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池，尤其涉及一种超长循环的水系锡银解耦电池及其制备方法。
技术介绍
1、与传统电池二次电池相比，水系电池具有环境友好性、易于回收利用，成本低等一系列优势使其迅速成为众多储能材料中的焦点。锌在水性介质中具有优异的zn/zn2+可逆性和0.763v的适当氧化还原电位。然而锌表面枝晶生长的问题年深日久仍限制了所有类别锌电的寿命，阻碍其走向商业化应用。zn在温和电解质中形成的枝晶被证明是2d六方晶片(六方紧密堆积hcp晶体结构)的锌沉积。此外，锌的杨氏模量(ezn≈108gpa)非常之高，锌枝晶一旦形成，就更容易增殖，导致短路等电池故障，即使在很小的电流密度下，随着枝晶的生长也容易造成电池失效。
2、1887年，银锌(ag-zn)电池首次被设计出来，然后由于一百年来的高能量密度而持续使用。然而，一个悬而未决的挑战是糟糕的循环性能限制了碱性ag-zn电池的进一步发展，这基本上可以归因于两个问题。与锌阳极相关的一个问题是众所周知的锌树突，这可能导致ag-zn电池内部致命的短路。第二个问题较少讨论，位于ag阴极在循环过程中的溶解现象，研究人员为解决这两个问题付出了很多努力，但没有令人满意的结果，因为它们基本上是这两个电极的碱性电解质中的机械行为。具体来说，zn枝晶是必要的产物，而晶体生长机制仍然模糊不清。另一方面，银的氧化物质的溶解，如ag2o，在电池充电过程中形成的会导致正极材料的损失并随之而来的电池容量下降，特别是在高浓度碱性电解质中。考虑到碱性ag-zn电池中负极和阴极的内在特性，到目前为止，还没有提出同时解
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种超长循环的水系锡银解耦电池及其制备方法，选取了锡负极，使在阳极无枝晶的前提下最大限度地扩大了水系银电池的电压窗口，达到了1.12v,同时拥有平坦的充放电平台与高能量密度和良好的倍率性能以及优越的循环稳定性。
2、为实现所述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种超长循环的水系锡银解耦电池，以金属锡作为阳极，以银纳米线和碳纳米管符合薄膜作为阴极，银纳米线和碳纳米管质量比为1：1，并采用koh+k2sn(oh)6与kcl分别作为两极的电解液解耦两极；
3、其中：水系锡银解耦电池通过以下方式制备：
4、步骤1、制备盖板a和盖板b，盖板a的四角处均匀开设有小通孔，用于电池正负极外侧的两端，盖板b中间开设有大通孔，四角均匀开设有与盖板a相匹配的小通孔，中空部分用作盛装电解液的腔室。
5、步骤2、将20-50ml浓度为2.5mg/ml的银纳米线胶体溶液加入到20-50ml浓度5.0mg/ml的碳纳米管胶体溶液中，持续搅拌30min后，得到agnws/cnt混合溶液，随后将上述混合溶液倒入真空抽滤装置中，抽成薄膜，随后将其放置在40℃下干燥8小时，待完全干燥后进一步从滤膜上剥离，成功制备agnws/cnt复合薄膜。
6、步骤3、自组装电池，放置顺序依次为盖板a、负极(锡片)、垫圈、负极腔室、隔膜、正极腔室、垫圈、正极(agnws/cnt复合薄膜)、盖板b，使用注射器通过侧边的通孔分别向正负极腔室注入正极电解液和负极电解液，再密封通孔即得到水系锡银解耦电池。
7、进一步地，在步骤1中，所述盖板a的长宽高分别为2cm、2cm、0.25cm；所述盖板b的长宽高分别为2cm、2cm、0.5cm。
8、对前述方案的进一步描述，所述盖板a和所述盖板b可选用亚克力板。
9、进一步地，在步骤2中，所述银纳米线胶体溶液的加入量为40ml。
10、进一步地，在步骤2中，所述碳纳米管胶体溶液的加入量为20ml。
11、进一步地，在步骤3中，所述锡片厚度为0.02-0.5mm。
12、进一步地，在步骤3中，所述隔膜为多孔离子传导膜或离子交换膜。
13、进一步地，在步骤3中，所述负极电解液为碱性电解液。
14、进一步地，在步骤3中，所述正极电解液为中性电解液。
15、进一步地，所述正极电解液和所述负极电解液的注入量为0.5-3ml。
16、与现有技术相比，本专利技术采用了将无枝晶锡阳极与阴极材料agnws&cnt通过解耦器件组装在一起，形成一个两腔两室的小型储能器件，正负极根据极片本身的优缺点分别选用不同的电解液使用交换膜隔开防止电解液交叉，在有限条件下最大发挥正负极双方优点，最大程度避免枝晶的条件下提高充放电平台的同时，兼具优异的循环稳定性，同时使用阳离子交换摸，隔绝了电解液交叉的同时又传输平衡了两个腔室中的k+浓度，另外由于针对正负极特性选择不同电解液，能同时保有各自的优势。扩大电压窗口，拥有稳定的循环寿命。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种超长循环的水系锡银解耦电池，其特征在于：以金属锡作为阳极，以银纳米线和碳纳米管符合薄膜作为阴极，银纳米线和碳纳米管质量比为1：1，并采用KOH+K2Sn(OH)6与KCl分别作为两极的电解液解耦两极；其中：水系锡银解耦电池通过以下方式制备：
2.根据权利要求1所述的一种超长循环的水系锡银解耦电池，其特征在于：在步骤1中，所述盖板A的长宽高分别为2cm、2cm、0.25cm；所述盖板B的长宽高分别为2cm、2cm、0.5cm，所述盖板A和所述盖板B可选用亚克力板。
3.根据权利要求1所述的一种超长循环的水系锡银解耦电池，其特征在于：在步骤2中，所述银纳米线胶体溶液的加入量为40ml。
4.根据权利要求1所述的一种超长循环的水系锡银解耦电池，其特征在于：在步骤2中，所述碳纳米管胶体溶液的加入量为20mL。
5.根据权利要求1所述的一种超长循环的水系锡银解耦电池，其特征在于：在步骤3中，所述锡片厚度为0.02-0.5mm。
6.根据权利要求1所述的一种超长循环的水系锡银解耦电池，其特征在于：在步骤3中，所述隔膜为多孔离
7.根据权利要求1所述的一种超长循环的水系锡银解耦电池，其特征在于：在步骤3中，所述负极电解液为碱性电解液。
8.根据权利要求1所述的一种超长循环的水系锡银解耦电池，其特征在于：在步骤3中，所述正极电解液为中性电解液。
9.根据权利要求1所述的一种超长循环的水系锡银解耦电池，其特征在于：在步骤3中，所述正极电解液和所述负极电解液的注入量为0.5-3ml。
...【技术特征摘要】
1.一种超长循环的水系锡银解耦电池，其特征在于：以金属锡作为阳极，以银纳米线和碳纳米管符合薄膜作为阴极，银纳米线和碳纳米管质量比为1：1，并采用koh+k2sn(oh)6与kcl分别作为两极的电解液解耦两极；其中：水系锡银解耦电池通过以下方式制备：
2.根据权利要求1所述的一种超长循环的水系锡银解耦电池，其特征在于：在步骤1中，所述盖板a的长宽高分别为2cm、2cm、0.25cm；所述盖板b的长宽高分别为2cm、2cm、0.5cm，所述盖板a和所述盖板b可选用亚克力板。
3.根据权利要求1所述的一种超长循环的水系锡银解耦电池，其特征在于：在步骤2中，所述银纳米线胶体溶液的加入量为40ml。
4.根据权利要求1所述的一种超长循环的水系锡银解耦电池，其特征在于：在步...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。