[发明专利]一种正极材料、正极极片、水系锌离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

1)在惰性气体气氛下，将1,4,5,8-萘四甲酸酐与氨水进行缩合反应，获得固体悬浮物；

2)将所述固体悬浮物分离、洗涤并干燥，获得所述正极材料。

2.如权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于，还包括如下技术特征中的至少一项：

1)步骤1)中，所述惰性气体选自氮气和氩气中的至少一种；

2)步骤1)中，氨水的浓度为25wt％～28wt％；

3)步骤1)中，1,4,5,8-萘四甲酸酐与氨水的摩尔比为(5～20):100；

4)步骤2)中，干燥温度为50℃～80℃。

3.一种正极材料，其特征在于，采用权利要求1或2所述的制备方法获得。

4.如权利要求3所述的正极材料，其特征在于，还包括如下技术特征中的至少一项：

1)所述正极材料为1,4,5,8-萘四甲酰二亚胺，表面形貌为颗粒堆叠成交织连续多孔网状；

2)所述正极材料的颗粒大小为50nm～500nm；

3)所述正极材料的孔隙大小为50nm～100nm。

5.一种正极极片，其特征在于，包括正极集流体及涂覆于所述正极集流体表面的正极浆料；所述正极浆料包括权利要求3或4所述的正极材料、导电剂、粘结剂和溶剂。

6.如权利要求5所述的正极极片，其特征在于，还包括如下技术特征中的至少一项：

1)以所述正极材料、所述导电剂和所述粘结剂为总质量计，所述正极材料的质量百分比为25％～90％；

2)以所述正极材料、所述导电剂和所述粘结剂为总质量计，所述导电剂的质量百分比为10％～70％；

3)以所述正极材料、所述导电剂和所述粘结剂为总质量计，所述粘结剂的质量百分比为5％～20％；

4)所述粘结剂的质量与所述溶剂的体积比为1mg/20μL～1mg/60μL；

5)所述导电剂选自乙炔黑、科琴黑、Super P、石墨和碳纳米管中的至少一种；

6)所述粘结剂选自聚丙烯酸、聚乙烯醇和聚偏氟乙烯中的至少一种；

7)所述正极集流体选自碳纸、钛箔和不锈钢网中的至少一种；

8)所述溶剂选自N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺和水中的至少一种。

7.如权利要求5或6所述的正极极片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

1)将正极材料、导电剂、粘结剂和溶剂混合均匀，获得所述正极浆料；

2)将所述正极浆料涂覆于所述正极集流体表面上并烘干，即获得所述正极极片。

8.一种水系锌离子电池，其特征在于，所述水系锌离子电池包括正极极片，所述正极极片为权利要求5或6所述的正极极片。

9.如权利要求8所述的水系锌离子电池，其特征在于，所述水系锌离子电池包括水性电解液，所述水性电解液包括水溶性锌盐和水。

10.如权利要求9所述的水系锌离子电池，其特征在于，还包括如下技术特征中的至少一项：

1)所述水溶性锌盐选自七水合硫酸锌、硝酸锌、三氟甲烷磺酸锌和氯化锌中的至少一种；

2)所述水溶性锌盐的浓度为0.1mol/L～3mol/L；

3)所述水性电解液还包括硫酸钠，所述硫酸钠的浓度为0.5mol/L～1mol/L。