[发明专利]一种半固态流体锌电极及其制备方法、锌镍液流电池

说明书

本发明涉及液流电池技术领域，具体涉及一种半固态流体锌电极及其制备方法、锌镍液流电池。本发明采用碳纳米管与可溶性锌盐混合后再与碱混合反应，制得Zn(OH)₂‑CNT复合材料，将该复合材料与碱溶液、氧化铋、氧化铟、科琴黑混合球磨制成了体系稳定的半固态流体锌电极，该锌电极应用于锌镍液流电池，具有较高的容量和良好的循环性能。

技术领域

本发明涉及液流电池技术领域，具体涉及一种半固态流体锌电极及其制备方法、锌镍液流电池。

背景技术

锌镍电池具有低自放电、较高开路电压的特点，而且成本低廉，适合于大规模推广应用。目前的锌镍电池一般采用锌材料作为负极材料，而锌材料在电池充放电过程中容易产生锌枝晶，材料结构容易发生变化，导致锌镍电池在循环充放电时不够稳定，循环寿命短。

液流电池是一种新型电池，由于液流电池的活性物质存在于溶液中，充放电时不会产生其他电池的固相变化和形貌改变等电极退化等问题，避免了由于电极材料结构的变化导致的循环性能下降的问题。

制备出一种锌镍液流电池使用的负极流体，进而制备锌镍液流电池，将能够改变锌镍电池的循环问题，还能够利用电极材料成本优势，进行大规模应用。

发明内容

本发明提供一种半固态流体锌电极的制备方法，以制备出能够应用于锌镍液流电池的负极材料。同时还提供上述方法制得的半固态流体锌电极及使用该半固态流体锌电极的锌镍液流电池。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种半固态流体锌电极的制备方法，包括如下步骤：

(1)将碳纳米管与可溶性锌盐在水中混合均匀，然后加入碱，然后以5000-10000r/min的转速搅拌0.5-2h，固液分离；所述碱为氢氧化钠或者氢氧化钾；

(2)将步骤(1)固液分离后的固体与导电剂、碱金属氢氧化物、氧化铋、氧化铟及水在真空条件下混合、球磨，即得；所述碱金属氢氧化物为氢氧化钠或者氢氧化钾。

可溶性锌盐为硫酸锌、氯化锌、硝酸锌中的任意一种。

步骤(1)中将碳纳米管与可溶性锌盐在水中混合均匀是将碳纳米管加入水中，搅拌1-5h，然后加入可溶性锌盐，搅拌0.2-2h。

步骤(1)中碳纳米管与可溶性锌盐的质量比为2-8:60-185。

步骤(1)中水的用量为每2-8g碳纳米管对应1000ml水。

步骤(1)中碳纳米管与碱的质量比为2-8:30-120。

步骤(1)中固液分离后对固体进行洗涤。所述洗涤是用水洗涤至洗涤水呈中性。

步骤(2)中真空条件为0.005-0.01MPa。

步骤(2)中球磨时间为12-36h。

步骤(2)中固体与导电剂的质量比为55-75:1-2.5。

步骤(2)中固体与氧化铋的质量比为55-75:7-21。

步骤(2)中固体与氧化铟的质量比为55-75:0.05-0.25。

步骤(2)中固体与碱金属氢氧化物的质量比为55-75:15-23

步骤(2)中水的用量为每55-75g固体对应80-100mL水。

一种上述制备方法制得的半固态流体锌电极。

一种液流电池，包括正极、负极、隔膜，所述负极包括负极电解液，所述负极电解液为上述的半固态流体锌电极。

本发明的有益效果：