1.本发明涉及水系锌离子电池技术领域，尤其涉及一种水系锌离子电池正极材料、其制备方法及应用。
背景技术：
2.能源与环境是当今人类社会必须协调的两个重要问题，随着不可再生资源的枯竭与环境的日渐恶化，发展新型能源已成为全球趋势。水系电池以其环保、低价及能量密度高等优点，获得了研究人员们的广泛关注。锌具有低平衡电压和氢反应的高过电位，资源丰富，易处理等优点，因此价格低廉、环境友好、高功率的水系锌离子电池(zibs)成为理想的绿色电池体系。然而，水系zibs的发展多受限于阴极材料，在电池循环过程中容易产生阴极溶解、容量衰减等问题，严重制约了水系zibs的发展和商业化。目前水系zibs常用阴极材料主要包括以下几个：1.锰基材料；锰基材料主要采用具有各种晶体结构的mno2来作为水系zibs的阴极材料，例如α
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mno2、β
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mno2等。2.钒基材料；钒基材料主要采用具有大通道骨架的钒氧化物作为水系zibs的阴极材料，例如具有隧道骨架的二氧化钒(vo2)、单层结构的五氧化二钒(v2o5)等。3.普鲁士蓝类似物；例如铁氰化锌(znhcf)和铁氰化铜(cuhcf)已被用作水系zibs的阴极材料。普鲁士蓝类似物具有三维开放框架，可用于离子的快速传输，且具有较大的离子嵌入位点，常被用与水系锌离子电池的阴极材料，具有较高的输出电压和理论比容量，因此受到了研究人员们的广泛关注。
3.然而，现有的水系zibs阴极材料拥有以下缺点：1.容量衰减，锰基和钒基阴极材料在循环过程中，会生成各种可溶于水系电解质的离子，导致锰基和钒基材料溶解在弱酸性的硫酸锌和三氟甲磺酸锌溶液中，阴极材料的溶解会由于失去活性材料而直接导致容量下降。此外，一般的普鲁士蓝材料由于其含有的铁元素在还原态时不稳定，易与电解质发生副反应，使得活性材料分解，导致容量迅速衰减。2.成本，钒作为稀有金属，价格较高；普鲁士蓝材料的合成一般基于过渡金属盐，当过渡金属为钴、镍等金属元素时，具有较高的制作成本。因此，如何制备廉价的水系zibs阴极材料且拥有良好的循环稳定性和容量成为当前的研究热点。
4.中国专利201710217961.1公开了一种过渡金属元素梯度取代的普鲁士蓝类钠离子电池正极材料及其制备方法，制备方法需要在氩气或氮气等保护气体的条件下进行，制备步骤繁琐，制备成本较高。中国专利201910137100.1公
声明：
“水系锌离子电池正极材料、其制备方法及应用” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：中国科学院宁波材料技术与工程研究所
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2025年06月06日 ~ 08日 
