【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锌离子电池，具体涉及一种基于聚合物改性玻璃纤维隔膜的锌离子电池及其应用。
技术介绍
1、隔膜作为电池的重要组成部分，在调节锌电镀/剥离行为和维持电池性能方面起着至关重要的作用。隔膜的微观结构可以影响锌阳极附近的zn2+浓度梯度，从而引导锌的沉积。因此，针对隔膜设计的策略将有利于锌阳极的稳定性。此外，隔膜的改性保留了直接使用锌金属板和经济电解质(例如znso4)的优点，因此具有成本效益，并具有大规模生产应用的潜力。迄今为止，基于聚合物的膜如全氟磺酸基聚合物膜和聚丙烯腈基离子交换膜已被开发为zibs的隔膜。这些无孔聚合物膜具有丰富的官能团以促进zn2+的传输，从而使锌沉积变得更加均匀。然而，这些膜的离子电导率在高电流密度下很差，这限制了它们的实际应用。
2、目前，市售的多孔隔膜如玻璃纤维和滤纸被广泛用于大多数水系zibs。隔膜中的孔即使在高电流密度下也能保持水性电解质中的快速离子传导。尽管如此，它们的大而不均匀的孔隙可能导致不均匀的镀锌，差的机械性能使其容易被锌枝晶刺穿，从而导致zibs失效。因此，需要研发高质量的隔膜来保证锌离子电池的循环稳定性和使用寿命。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于聚合物改性玻璃纤维隔膜的锌离子电池及其应用，以解决锌离子电池循环稳定性差、寿命较短问题。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、一种基于聚合物改性玻璃纤维隔膜的锌离子电池，由正极材料、改性玻璃纤维隔膜、负极材料和电解液
4、向两性离子聚合物中加入n-甲基吡咯烷酮，溶解混合均匀得到两性离子聚合物溶液，将两性离子聚合物溶液滴加在隔膜基底材料上，得到浸润的隔膜基底材料，真空干燥得到改性玻璃纤维隔膜；所述两性离子聚合物的结构式为：
5、
6、进一步地，所述两性离子聚合物与n-甲基吡咯烷酮的用量比为10-30mg:2ml。
7、进一步地，所述隔膜基底材料包括玻璃纤维隔膜或滤纸。
8、进一步地，所述真空干燥温度为55-65℃，真空干燥时间≥36h。
9、进一步地，所述正极材料包括钒酸钠或五氧化二钒。
10、进一步地，所述负极材料包括锌片或锌箔。
11、进一步地，所述电解液包括硫酸锌、三氟甲磺酸锌或氯化锌。
12、进一步地，所述溶解混合方式为超声分散溶解，超声时间≥30min。
13、一种基于聚合物改性玻璃纤维隔膜的锌离子电池在水系电池中的应用。
14、本专利技术的有益效果：
15、1.本专利技术提供了一种基于聚合物改性玻璃纤维隔膜的锌离子电池，利用两性离子聚合物容易分散、导电性较差的特性，将其引入隔膜基底材料上，适合分离阴极和阳极，提供的两性离子通道可以作为锌离子再分配通道而引导锌离子沉积，使锌离子沉积均匀化，大幅减少枝晶的生长，提高了锌离子电池的循环稳定性；此外，两性离子聚合物动态网络结构中的强静电相互作用和氢键提供了优异的延展性，显著增强了隔膜的机械强度，降低了被枝晶刺穿的风险，延长隔膜使用寿命，进而延长锌离子电池的使用寿命。这种基于聚合物改性玻璃纤维隔膜的锌离子电池可广泛应用于水系电池中。
16、2.本专利技术中两性离子聚合物提供的两性离子通道可以作为锌离子再分配通道而引导锌离子沉积，使锌离子沉积均匀化，极大地提高了锌离子电池工作过程中的循环稳定性和倍率性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于聚合物改性玻璃纤维隔膜的锌离子电池，其特征在于，由正极材料、改性玻璃纤维隔膜、负极材料和电解液组成，所述改性玻璃纤维隔膜的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于聚合物改性玻璃纤维隔膜的锌离子电池，其特征在于，所述两性离子聚合物与N-甲基吡咯烷酮的用量比为10-30mg:2mL。
3.根据权利要求1所述的一种基于聚合物改性玻璃纤维隔膜的锌离子电池，其特征在于，所述隔膜基底材料包括玻璃纤维隔膜。
4.根据权利要求1所述的一种基于聚合物改性玻璃纤维隔膜的锌离子电池，其特征在于，所述真空干燥温度为55-65℃，真空干燥时间≥36h。
5.根据权利要求1所述的一种基于聚合物改性玻璃纤维隔膜的锌离子电池，其特征在于，所述正极材料包括钒酸钠或五氧化二钒。
6.根据权利要求1所述的一种基于聚合物改性玻璃纤维隔膜的锌离子电池，其特征在于，所述负极材料包括锌片或锌箔。
7.根据权利要求1所述的一种基于聚合物改性玻璃纤维隔膜的锌离子电池，其特征在于，所述电解液包括硫酸锌、三氟甲磺酸锌或氯化锌。>
8.根据权利要求1所述的一种基于聚合物改性玻璃纤维隔膜的锌离子电池，其特征在于，所述溶解混合方式为超声分散溶解，超声时间≥30min。
9.一种由权利要求1所述的基于聚合物改性玻璃纤维隔膜的锌离子电池在水系电池中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种基于聚合物改性玻璃纤维隔膜的锌离子电池，其特征在于，由正极材料、改性玻璃纤维隔膜、负极材料和电解液组成，所述改性玻璃纤维隔膜的制备方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于聚合物改性玻璃纤维隔膜的锌离子电池，其特征在于，所述两性离子聚合物与n-甲基吡咯烷酮的用量比为10-30mg:2ml。
3.根据权利要求1所述的一种基于聚合物改性玻璃纤维隔膜的锌离子电池，其特征在于，所述隔膜基底材料包括玻璃纤维隔膜。
4.根据权利要求1所述的一种基于聚合物改性玻璃纤维隔膜的锌离子电池，其特征在于，所述真空干燥温度为55-65℃，真空干燥时间≥36h。
5.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭寿，李利，马立云，陈淑勇，熊颖，郑际杰，李佩悦，陈家睿，
申请(专利权)人：玻璃新材料创新中心安徽有限公司，
类型：发明
国别省市：
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。