【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锌负极材料，具体涉及一种亲锌金属层包覆的负极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、化石燃料的迅速枯竭激起了人们对探索传统一次能源替代品的热情。为此，研究人员将注意力转向可再生能源(例如太阳能、风能、潮汐能)。然而，尽管它们的发展卓有成效，但仍需要大型储能系统来应对此类间歇性的、区域性的、严重依赖气候的电力供应。锂离子电池是目前驱动便携式电子产品和电动汽车的主要电化学储能设备之一，因其相对较高的能量密度和循环稳定性而受到极大关注。然而，锂资源的过度消耗、昂贵的成本和低安全性等棘手问题促使人们探索可靠的替代品以满足大规模储能系统的迫切需求。对此，以金属铁、铝、锌等水溶液为电解液的电池因其安全性高、价格低廉而受到越来越多的关注。在这些备选的水系充电池中，锌离子电池(zibs)因其经济效益和环境效益而备受瞩目。与锂相比，锌金属有着更丰富的天然储量。同时，zn具有很高的理论容量(5855mah cm-3,820mah g-1)和较低的电化学电位(-0.76v)，能够满足正在进行的高比能电池的需求，并且在空气或水中化学稳定，无爆炸危险，并易于处理。
2、尽管锌金属有这些明显的优势，但可充电水系锌离子电池(azib)的有限使用寿命仍然不能满足其实际应用。自发形成的锌枝晶阻碍了锌金属阳极的性能。枝晶的野蛮生长导致在循环过程中刺穿隔膜，最终使电池短路。此外，枝晶从根部断裂会生成“死锌”，从而降低整体性能。同时，当锌阳极与水系电解液永久接触时，会不可避免地发生析氢反应(her)，导致寄生腐蚀的发生。所有上述挑战都可能限制
3、因此，抑制锌枝晶的生长，提高锌负极的稳定性，对开发大型储能器件具有重要意义。提供一种能够抑制锌枝晶生长的锌负极材料成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种亲锌金属层包覆的负极材料及其制备方法和应用，解决了锌离子电池在充放电过程中锌负极容易发生枝晶生长的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现。
5、本专利技术提供了一种亲锌金属层包覆的负极材料，包括锌箔基底、包覆所述锌箔基底的钛层、包覆所述钛层的铜层以及包覆所述铜层的锡层。
6、本专利技术提供了一种亲锌金属层包覆的负极材料的制备方法，包括：
7、在锌箔基底上沉积钛形成钛包覆层；
8、在所述钛包覆层上沉积铜形成铜包覆层；以及
9、在所述铜包覆层上沉积锡形成锡包覆层。
10、在一实施方案中，所述钛层厚度为10-30nm。
11、在一实施方案中，所述铜层厚度为10-30nm。
12、在一实施方案中，所述锡层厚度为10-30nm。
13、在一实施方案中，所述钛包覆层、铜包覆层或锡包覆层通过电子束沉积的方法形成。
14、在一实施方案中，钛、铜或锡的金属颗粒纯度为99.99％。
15、在一实施方案中，所述电子束沉积在真空度小于或等于1×10-4pa进行。
16、在一实施方案中，所述电子束沉积过程中所述钛对应的反应蒸发调节数为15～17，所述铜对应的反应蒸发调节数为35～37，所述锡对应的反应蒸发调节数为12～14，沉积速率为反应时间为500～1000s
17、本专利技术提供的亲锌金属层包覆的负极材料可以在能源转换与存储中应用。
18、(三)有益效果
19、与现有技术相比，具备以下有益效果：
20、本专利技术的亲锌金属层包覆的负极材料拥有良好的亲锌性，促进了锌的均匀成核和生长；金属锡抑制了析氢，减少了副产物的生成，铜降低了成核过电位，提升了循环稳定性。
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1.一种亲锌金属层包覆的负极材料，其特征在于，所述负极材料包括锌箔基底、包覆所述锌箔基底的钛层、包覆所述钛层的铜层以及包覆所述铜层的锡层。
2.如权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述钛层厚度为10-30nm；所述铜层厚度为10-30nm；所述锡层厚度为10-30nm。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钛层、铜层或锡层中的金属颗粒的纯度为99.99％。
4.一种亲锌金属层包覆的负极材料的制备方法，包括：
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述钛层厚度为10-30nm；所述铜层厚度为10-30nm；所述锡层厚度为10-30nm。
6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述钛包覆层、铜包覆层或锡包覆层通过电子束沉积的方法形成。
7.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述钛、铜或锡的金属颗粒纯度为99.99％。
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述电子束沉积在真空度小于或等于1×10-4Pa进行。
9.如权利要求6所述的制备方法，其特征在
10.权利要求1至3中任一项所述的亲锌金属层包覆的负极材料在能源转换与存储上的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种亲锌金属层包覆的负极材料，其特征在于，所述负极材料包括锌箔基底、包覆所述锌箔基底的钛层、包覆所述钛层的铜层以及包覆所述铜层的锡层。
2.如权利要求1所述的负极材料，其特征在于，所述钛层厚度为10-30nm；所述铜层厚度为10-30nm；所述锡层厚度为10-30nm。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钛层、铜层或锡层中的金属颗粒的纯度为99.99％。
4.一种亲锌金属层包覆的负极材料的制备方法，包括：
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述钛层厚度为10-30nm；所述铜层厚度为10-30nm；所述锡层厚度为10-30nm。
6.如权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：查长虹，祁善龙，张惠，李士阔，黄方志，张启虎，
申请(专利权)人：安徽慧儒科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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