【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电化学储能，尤其涉及一种电解液添加剂、水系电解液及锌基储能器件。
技术介绍
1、近年来，以水系电解液为主的多价离子电化学储能体系被认为是满足可持续发展要求的下一代储能器件。其中，以金属锌为负极的水系锌基储能器件因储量丰富、成本低、安全性高和倍率性能好等优点，有望用于大规模储能。但锌基储能器件存在的枝晶生长、析氢腐蚀和使用寿命低等问题还未得到彻底解决。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供一种能够解决上述技术问题的电解液添加剂、水系电解液及锌基储能器件。
2、本申请第一方面提供一种电解液添加剂，所述电解液添加剂包括具有羧基、乙酰胺基、羰基、磺酸根、酚羟基、氨根或甲氧基中的至少一种官能团的偶氮有机物及其盐。
3、进一步地，所述电解液添加剂为酸性红1、酸性红4、酸性红7、酸性红9、酸性红17、酸性红18、酸性红26、酸性红27、酸性红35、酸性红73、酸性红88、酸性红89、酸性红177、酸性红188、酸性红249、酸性红266、酸性橙7、酸性黑1、酸性橙10、酸性蓝92、橙黄ⅰ、橙黄iv、苯紫红素4b、伊文思蓝、乙基橙钠盐、碱性橙2、对磺基苯偶氮变色酸钠、日落黄、刚果红、灿烂黄、甲基红、甲氧红、甲基橙、4-氨基偶氮苯-3,4'-二磺酸、变色酸2b、二苯胺黄、4-(2-吡啶偶氮)间苯二酚单钠盐、铬黑t、依来铬黑r、猩红s、碱性棕1、直接黑38、偶氮蓝、2-羟基-5-[(e)-苯基偶氮基]苯甲醛或(e)-1-(4-异氰酸基苯基)-2-苯基二氮烯中的至少一
4、进一步地，所述电解液添加剂包括同时具有偶氮基和羧基、乙酰胺基、羰基、磺酸根、酚羟基、氨根、甲氧基中至少一种官能团的偶氮有机物及其盐。
5、本申请第二方面提供上述电解液添加剂在锌基储能器件中的应用。
6、本申请第三方面提供一种含有上述电解液添加剂的水系电解液，所述电解液添加剂在所述水系电解液中的浓度为0.1mmol l-1～1000mmol l-1。
7、进一步地，所述电解液添加剂在所述水系电解液中的浓度为1mmol l-1～50mmoll-1。
8、进一步地，所述水系电解液还包括可溶性锌盐，所述可溶性锌盐为znso4、zn(cf3so3)2、zncl2、zn(no3)2、zn(clo4)2、zn(ch3coo)2、znf2、zn(bf4)2、zn(c6h11o7)2、znsif6和zn[n(so2cf3)2]2中的至少一种。
9、进一步地，所述可溶性锌盐在所述水系电解液中的浓度为0.1mmol l-1～10mmoll-1。
10、本申请第四方面提供一种锌基储能器件，所述锌基储能器件包括上述的水系电解液。
11、进一步地，所述锌基储能器件还包括负极、正极和隔膜。
12、进一步地，所述锌基储能器件为锌离子对称电池、锌离子混合电容器或锌离子全电池中的至少一种。
13、本申请提供的电解液添加剂，能吸附在“电极-电解液”界面，形成双电层，匀化界面电场，阻止自由水引起的副反应，抑制枝晶的生长，延缓析氢腐蚀，最终提高锌基储能器件的稳定性和使用寿命。
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1.一种电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添加剂包括具有羧基、乙酰胺基、羰基、磺酸根、酚羟基、氨根或甲氧基中的至少一种官能团的偶氮有机物及其盐。
2.根据权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添加剂为酸性红1、酸性红4、酸性红7、酸性红9、酸性红17、酸性红18、酸性红26、酸性红27、酸性红35、酸性红73、酸性红88、酸性红89、酸性红177、酸性红188、酸性红249、酸性红266、酸性橙7、酸性黑1、酸性橙10、酸性蓝92、橙黄Ⅰ、橙黄IV、苯紫红素4B、伊文思蓝、乙基橙钠盐、碱性橙2、对磺基苯偶氮变色酸钠、日落黄、刚果红、灿烂黄、甲基红、甲氧红、甲基橙、4-氨基偶氮苯-3,4'-二磺酸、变色酸2B、二苯胺黄、4-(2-吡啶偶氮)间苯二酚单钠盐、铬黑T、依来铬黑R、猩红S、碱性棕1、直接黑38、偶氮蓝、2-羟基-5-[(E)-苯基偶氮基]苯甲醛或(E)-1-(4-异氰酸基苯基)-2-苯基二氮烯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添加剂包括同时具有偶氮基和羧基、乙酰胺基、羰基、磺酸根、酚羟基、氨
4.根据权利要求1-3中任一项所述的电解液添加剂在锌基储能器件中的应用。
5.一种含有如权利要求1-3中任一项所述的电解液添加剂的水系电解液，其特征在于，所述电解液添加剂在所述水系电解液中的浓度为0.1mmol L-1～1000mmol L-1。
6.根据权利要求5所述的水系电解液，其特征在于，所述电解液添加剂在所述水系电解液中的浓度为1mmol L-1～50mmol L-1。
7.根据权利要求5所述的水系电解液，其特征在于，所述水系电解液还包括可溶性锌盐，所述可溶性锌盐为ZnSO4、Zn(CF3SO3)2、ZnCl2、Zn(NO3)2、Zn(ClO4)2、Zn(CH3COO)2、ZnF2、Zn(BF4)2、Zn(C6H11O7)2、ZnSiF6和Zn[N(SO2CF3)2]2中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的水系电解液，其特征在于，所述可溶性锌盐在所述水系电解液中的浓度为0.1mmol L-1～10mmol L-1。
9.一种锌基储能器件，其特征在于，所述锌基储能器件包括如权利要求5-8中任一项所述的水系电解液。
10.根据权利要求9所述的锌基储能器件，其特征在于，所述锌基储能器件为锌离子对称电池、锌离子混合电容器或锌离子全电池中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.一种电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添加剂包括具有羧基、乙酰胺基、羰基、磺酸根、酚羟基、氨根或甲氧基中的至少一种官能团的偶氮有机物及其盐。
2.根据权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添加剂为酸性红1、酸性红4、酸性红7、酸性红9、酸性红17、酸性红18、酸性红26、酸性红27、酸性红35、酸性红73、酸性红88、酸性红89、酸性红177、酸性红188、酸性红249、酸性红266、酸性橙7、酸性黑1、酸性橙10、酸性蓝92、橙黄ⅰ、橙黄iv、苯紫红素4b、伊文思蓝、乙基橙钠盐、碱性橙2、对磺基苯偶氮变色酸钠、日落黄、刚果红、灿烂黄、甲基红、甲氧红、甲基橙、4-氨基偶氮苯-3,4'-二磺酸、变色酸2b、二苯胺黄、4-(2-吡啶偶氮)间苯二酚单钠盐、铬黑t、依来铬黑r、猩红s、碱性棕1、直接黑38、偶氮蓝、2-羟基-5-[(e)-苯基偶氮基]苯甲醛或(e)-1-(4-异氰酸基苯基)-2-苯基二氮烯中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的电解液添加剂，其特征在于，所述电解液添加剂包括同时具有偶氮基和羧基、乙酰胺基、羰基、磺酸根、酚羟基、氨根、甲氧基中至少一种官能团的偶氮有机物及其盐。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的电解液...
【专利技术属性】
技术研发人员：李梦瑶，罗鸣武，李勃，康飞宇，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：发明
国别省市：
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