【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铝空气电池，具体涉及一种铝空气电池用缓蚀剂和碱性电解液及其制备方法。
技术介绍
1、在全球能源短缺、环境污染和减少碳排放的压力日益严峻的背景下，铝空气电池（aabs）作为一种有前景、高能量密度的电化学储能解决方案应运而生。aabs具有令人印象深刻的体积比容量（铝阳极为8056 ma h cm-3）、低成本且具有环境友好性，在解决未来能源需求、推进电动汽车技术和支持大规模储能应用方面具有巨大潜力。然而，由于铝具有较高的电化学活性，在电池运行过程中容易发生析氢腐蚀，存在安全隐患。为了解决这个问题，研究人员提出了各种解决方案来减轻腐蚀和提高电池性能。其中，对铝阳极合金化和向电解液中添加缓蚀剂是两个常见的方法。
2、缓蚀剂在铝空气电池领域的应用研究已有半个多世纪的历史。许多物质已被确定为铝阳极的有效缓蚀剂，包括金属氧化物，无机盐，稀土离子以及某些具有杂原子或疏水性基团的有机化合物，如羧酸和表面活性剂等。这些物质一般通过沉积或吸附在铝阳极表面形成保护屏障，表现出抑制腐蚀作用。
3、随着工业对环保要求的日益提高，选择绿色环保物质替代传统的缓蚀剂已成为一个重要的研究领域。由于氨基酸及其衍生物具有良好的生物相容性，并且在其分子结构中存在多个活性基团（如氨基和羧基），能够与金属表面进行有效的相互作用以防止腐蚀，因此氨基酸及其衍生物已显示出作为缓蚀剂的巨大潜力。
技术实现思路
1、基于此，本专利技术提供一种铝空气电池用缓蚀剂和碱性电解液及其制备方法，解决现有技术条
2、为了解决上述技术问题，本专利技术的目的之一是提供一种铝空气电池用缓蚀剂，所述缓蚀剂为n-alpha-芴甲氧羰基-n-epsilon-叔丁氧羰基-d-赖氨酸（fdlh）。
3、优选地，在碱性电解液中，所述n-alpha-芴甲氧羰基-n-epsilon-叔丁氧羰基-d-赖氨酸（fdlh）的浓度为1-7 mm。
4、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种含有上述缓蚀剂的铝空气电池用碱性电解液，所述碱性电解液为强碱和n-alpha-芴甲氧羰基-n-epsilon-叔丁氧羰基-d-赖氨酸（fdlh）的去离子水溶液，所述强碱去离子水溶液的浓度为3-5m。
5、优选地，所述强碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种。
6、本专利技术还提供一种铝空气电池用碱性电解液的制备方法，包括如下步骤：
7、s1：将n-alpha-芴甲氧羰基-n-epsilon-叔丁氧羰基-d-赖氨酸（fdlh）加入到去离子水中，在30℃的加热条件下，磁力搅拌至分散均匀后，冷却至室温；
8、s2：将强碱溶于去离子水中，冷却至室温后，用胶头滴管吸取强碱溶液，逐滴滴入到s1制备的n-alpha-芴甲氧羰基-n-epsilon-叔丁氧羰基-d-赖氨酸（fdlh）溶液中，得到铝空气电池用碱性电解液。
9、电解液的作用机理为：在原电池反应中，n-alpha-芴甲氧羰基-n-epsilon-叔丁氧羰基-d-赖氨酸（fdlh）的羧基官能团优先吸附于铝阳极表面并产生保护膜，防止水分子与铝阳极表面直接接触，铝阳极表面的自腐蚀反应和析氢反应受到抑制，使放电性能和阳极利用率显著增强。
10、本专利技术上述一个或多个技术方案具有如下技术效果：
11、（1）本专利技术中采用fdlh作为缓蚀剂，拓宽了电解液的电化学稳定性窗口，提高了电解液的稳定性。
12、（2）本专利技术随着fdlh缓蚀剂浓度的增加，腐蚀速度逐渐降低。当fdlh浓度为7mm时， icorr由57.77 ma cm-1降至28.81 ma cm-1，抑制腐蚀的效率达到48.85%；
13、（3）本专利技术随着fdlh缓蚀剂浓度的增加，极化电阻增大，当fdlh浓度为7mm时，极化电阻率达到最大，为51.44%；
14、（4）本专利技术制备的电解液用于铝阳极表面时，可以有效抑制自腐蚀，同时降低析氢速率，提高缓蚀效率，如随着fdlh浓度的增加，析氢速率由0.70 ml min−1 cm−2降至0.3 mlmin-1 cm-2；
15、（5）本专利技术制备的电解液用于铝空气电池时，能够有效改善铝空气电池放电性能，如当电解液中存在fdlh缓蚀剂时，容量密度可以达到2531.7 mah g−1，能量密度可高达3058.0 wh kg−1，阳极利用率也显著提升为85.0%，功率密度由14.3 mw cm−2增加到66.4 mwcm−2。
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1.一种铝空气电池用缓蚀剂，其特征在于：所述缓蚀剂为N-alpha-芴甲氧羰基-N-epsilon-叔丁氧羰基-D-赖氨酸。
2.根据权利要求1所述的铝空气电池用缓蚀剂，其特征在于：在碱性电解液中，所述N-alpha-芴甲氧羰基-N-epsilon-叔丁氧羰基-D-赖氨酸的浓度为1-7 mM。
3.一种含有权利要求1-2任意一项所述缓蚀剂的铝空气电池用碱性电解液，其特征在于：所述的碱性电解液为强碱和N-alpha-芴甲氧羰基-N-epsilon-叔丁氧羰基-D-赖氨酸的去离子水溶液，所述强碱去离子水溶液的浓度为3-5M。
4.根据权利要求3所述的铝空气电池用碱性电解液，其特征在于：所述强碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或两种。
5.一种如权利要求3所述的铝空气电池用碱性电解液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种铝空气电池用缓蚀剂，其特征在于：所述缓蚀剂为n-alpha-芴甲氧羰基-n-epsilon-叔丁氧羰基-d-赖氨酸。
2.根据权利要求1所述的铝空气电池用缓蚀剂，其特征在于：在碱性电解液中，所述n-alpha-芴甲氧羰基-n-epsilon-叔丁氧羰基-d-赖氨酸的浓度为1-7 mm。
3.一种含有权利要求1-2任意一项所述缓蚀剂的铝空气电池用碱性电...
【专利技术属性】
技术研发人员：强玉杰，霍苏琦，张文玥，郭雷，吴进芳，
申请(专利权)人：吉县绿色功能材料研究中心，
类型：发明
国别省市：
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