锌离子电池正极材料、其制备方法及锌离子电池与流程

1.本发明属于电池技术领域，具体涉及一种锌离子电池正极材料、其制备方法及锌离子电池。


背景技术：

2.由于锂资源储量低、安全隐患高和成本上涨等原因制约了锂离子电池的发展，而可充电水系锌离子电池因为高容量、低成本和高安全性被认为是潜在的锂离子电池替代品。具有不同结构和多价态的钒基氧化物被是极具潜力的水系锌离子电池正极材料。然而，由于zn
2+
和钒基氧化物之间的强静电作用，导致zn
2+
存储受到严重的扩散限制，这类钒基氧化物普遍存在导电性差和动力学迟缓的问题；同时，zn
2+
嵌入脱出会引起宿主材料相变和结构崩塌，致使水系锌离子电池的能量密度和功率密度难以满足实际应用要求。目前，为了缓解这些问题，主要优化策略有预嵌入，掺杂等方法，这些方法虽然在一定程度上提高了能量和倍率性能，但是本质上zn
2+
存储还是受扩散控制的，没有达到大规模应用的实际水平。而赝电容通过法拉第反应存储电荷，具有较高的能量密度，且电荷存储不受扩散限制，功率密度和循环寿命比得上超级电容器，这为实现高能量和功率密度的水系锌离子电池带来了新的契机。因此，激发钒基氧化物的赝电容行为可同时提高水系锌离子电池能量密度和功率密度。
3.碳基材料是目前最成功的储能材料之一，是理想的超级电容器材料，也被广泛应用于锌离子电池体系中，用于包覆，改善正极材料的结构稳定性。利用碳基材料激发钒基正极材料的赝电容行为是一个值得探索的方向。


技术实现要素：

4.本发明旨在提供一种锌离子电池正极材料、其制备方法及锌离子电池，通过具有多氧化还原活性位点的碳基材料对钒基氧化物正极材料进行包覆，以此来激发钒基氧化物正极材料的赝电容机制，从而提高水系锌离子电池能量密度和功率密度。
5.按照本发明的技术方案，所述锌离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤，
6.s1：将碳基材料、nacl、尿素和(nh4)2co3的水溶液涂布形成类水凝胶薄膜，经脱水、干燥后加热反应得到氮掺杂的碳基材料；
7.s2：将所述氮掺杂的碳基材料浸泡在含有芳香族的水溶液中，所述芳香族为具有氧化活性的芳香族，得到具有氧化还原活性的碳基材料；
8.s3：将所述具有氧化还原活性的碳基材料分散于钒基氧化物溶液中，冷冻干燥，得到所述锌离子电池正极材料。
9.本发明通过将含有共轭π电子的氧化还原活性的芳香族分子通过π-π相互作用接枝到氮掺杂的碳基材料的表面，将具有氧化还原活性的碳基材料包覆钒基氧化物正极材料，可以降低电子转移到正极材料的能量势垒，促进法拉第反应的发生，激发钒基氧化物正极材料的赝电容机制，同时提高水系锌离子电池能量密度和功率密度。
10.其中，由于氮原子电负性(3.04)与碳原子电负性(2.55)接近，氮原子掺杂后可作为电子供体，能使氮掺杂碳基材料显示出相对于纯碳基材料更多的优异性能。可打开能带隙并调整导电类型，改变电子结构，提高自由载流子密度，从而提高碳基材料的导电性能和稳定性。此外，在碳基材料的碳网格中引入含氮原子结构，可以增加碳基材料表面吸附的活性位，从而增强金属粒子与碳基材料的相互作用。
11.进一步的，所述碳基材料选自软碳、硬碳、石墨、石墨烯、氧化石墨烯中的一种或多种。
12.进一步的，所述步骤s1中，碳基材料、nacl、尿素和(nh4)2co3的质量比为7～13：28～33：28～33：28～33。
13.进一步的，所述步骤s1中，nacl对碳基材料具有凝胶作用，碳基材料、nacl、尿素和(nh4)2co3的水溶液呈现为粘性水溶液。将该粘性水溶液涂在基底(如载玻片等)上，制备类水凝胶薄膜。
14.进一步的，所述步骤s1中，将类水凝胶薄膜浸入丙酮中提取水分，在空气中自然干燥。
15.进一步的，所述步骤s1中，加热反应的的温度为160～200℃，时间为2～4h。
16.具体的，在夹持状态下(如两片载玻片挤压状态等)，将脱水、干燥后的类水凝胶薄膜置于含有稀释氨溶液的加热反应容器(如聚四氟乙烯内衬的高压反应釜等)中进行加热反应。
17.进一步的，所述具有氧化活性的芳香族选自苯二胺及其同分异构体、萘二胺及其同分异构体、氨基苯酚及其同分异构体、苯二胺类化合物中的一种或多种。
18.进一步的，所述具有氧化活性的芳香族可以为4-氨基苯酚、4,4'-氧化苯二胺、4,4'-硫碘苯二胺、1,5-萘二胺、2-氨基苯酚等。
19.进一步的，所述步骤s2中，含有芳香族的水溶液中，芳香族的浓度为0.05～0.07mol/l；每50～100mg碳基材料，浸泡所需的含有芳香族的水溶液的体积为100～200ml。
20.具体的，将具有氧化活性的芳香族溶解在60～80℃的水中，得到含有芳香族的水溶液。
21.进一步的，所述步骤s2中，浸泡的时间为5～8h，温度为60～80℃。
22.进一步的，所述钒基氧化物选自v2o5、vo2、v3o7、v6o13等中的一种或多种；例如可以为质量比为3～7:3～7的v3o7/v6o
13
粉末，或v2o5粉末等。
23.钒基氧化物溶液的溶剂为醇和水的混合溶液；所述混合溶液，醇和水的体积比1～3：1～3；所述醇为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇。
24.具体的，将钒基氧化物加入醇和水的混合溶液中，超声2-4h，得到所述钒基氧化物溶液。
25.进一步的，所述步骤s3中，具有氧化还原活性的碳基材料与钒基氧化物的质量比为3～6：20～40。在具体实施例中，钒基氧化物的用量可以为100～200mg，具有氧化还原活性的碳基材料的用量可以为15～30mg。
26.进一步的，所述步骤s3中，搅拌反应前还包括超声0.5～1h的操作；
27.搅拌反应的温度为40～60℃，时间为12～24h。
28.进一步的，所述步骤s3中，冷冻干燥的具体操作为：液氮调节下冷冻10-30min，再
放入冷冻干燥机中冷冻干燥48-72h。
29.本发明的第二方面提供了上述制备方法制得的锌离子电池正极材料。
30.所述锌离子电池正极材料可以用于制备正极片的正极材料层，具体的，将所述锌离子电池正极材料与导电剂、粘结剂以及溶剂调配成浆料涂布于正极集流体表面，干燥，得到包含所述锌离子电池正极材料的正极片。
31.进一步的，所述锌离子电池正极材料、导电剂和粘结剂的质量比为7～8：1～2：1。
32.进一步的，所述导电剂可为乙炔黑、科琴黑、superp、碳纤维、碳纳米管等中的一种或几种；粘结剂可为聚偏氟乙烯(pvdf)、聚四氟乙烯(ptfe)等中的一种；溶剂为n-甲基吡咯烷酮(nmp)等；正极集流体可为钛箔、不锈钢、碳纸、碳布、石墨烯纸等中的一种。
33.进一步的，所述干燥在烘箱中进行，干燥温度为60～120℃，时间为6～48h。
34.本发明的第三方面提供了一种锌离子电池，包括上述正极片。
35.具体的，所述锌离子电池包括所述正极片、电解液和锌负极。
36.进一步的，所述锌离子电池可以为纽扣电池；组装锌离子电池的步骤包括：将正极、电解液、玻璃纤维膜、锌负极、弹簧片、垫片依次叠放组装成纽扣电池。
37.进一步的，所述电解液可为硫酸锌水溶液、三氟甲基磺酸锌水溶液、硝酸锌水溶液、或其他水溶性锌盐中的一种或几种。
38.本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：
39.本发明中具有氧化还原活性的碳基材料对激发赝电容电荷存储具有积极的作用，钒基正极材料的电荷存储主导机制是赝电容存储；得益于赝电容存储机制，钒基正极材料的倍率性能优异，在10ag-1
的电流密度下，容量高达297mah g-1
；
40.同时，碳基材料具有大的比表面积和柔韧的结构，不仅提高了电极反应动力学，而且为钒基正极材料的体积变化提供缓冲与保护，增强了钒基正极材料的结构稳定性，从而显著提高了钒基正极材料的循环稳定性和容量。
附图说明
41.图1为实施例1所得氧化还原活性碳基材料包覆v3o7/v6o
13
正极材料的sem图。
42.图2为实施例1所得氧化还原活性碳基材料包覆v3o7/v6o
13
正极材料的tem图。
43.图3为实施例1所得氧化还原活性碳基材料包覆v3o7/v6o
13
正极材料的0.2～1.0mv s-1
扫速下的电容贡献率。
具体实施方式
44.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
45.本发明提供了一种锌离子电池正极材料，通过具有多活性位点的碳基材料包覆水系锌离子电池正极材料而激发其赝电容行为，其制备方法如下：
46.步骤一：将质量比7～13：28～33：28～33：28～33的碳基材料、nacl、尿素和(nh4)2co3的粘性水溶液涂在载玻片上，制备类水凝胶薄膜，然后将其浸入丙酮中提取水分。在空气中自然干燥后，复合膜被两片载玻片挤压，然后转移到一个含有稀释氨溶液的聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，160～200℃条件下高温反应2～4h。冷却后用去离子清洗得到氮掺
杂的碳基材料。
47.将具有氧化活性的芳香族分子溶解在60～80℃水中，形成浓度为0.05～0.07mol/l的溶液，将氮掺杂的碳基材料放入溶液中，60～80℃温度下浸泡5～8h，使芳香族分子通过π-π相互作用自发吸附到碳基材料上。然后，用水反复冲洗，得到具有氧化还原活性的碳基材料。
48.步骤二：将钒基氧化物、去离子水和乙醇放入玻璃瓶中，超声2～4h后，加入步骤一制得的具有氧化还原活性的碳基材料，再次超声0.5～1h，然后将玻璃瓶放在水浴锅中40-60℃恒温搅拌12-24h。其中钒基氧化物与具有氧化还原活性的碳基材料的质量比为20～40：3～6。
49.步骤三：将产物放在液氮中冷冻10-30min，再放入冷冻干燥机中干燥48-72h，得到氧化还原活性的碳基材料包覆钒基氧化物的正极材料(锌离子电池正极材料)。
50.该锌离子电池正极材料可以用于制备正极片，具体的，将其与导电剂、粘结剂以及溶剂调配成浆料涂布于正极集流体表面，再进行干燥，得到锌离子正极片。
51.所得锌离子正极片可用于制备锌离子电池，如锌离子纽扣电池。
52.实施例1：
53.按照10:30:30:30的质量比，将石墨烯、nacl、尿素和(nh4)2co3的粘性水溶液(水的用量为石墨烯、nacl、尿素和(nh4)2co3总质量的2～3倍，下同)涂在载玻片上，制备类水凝胶薄膜，然后将其浸入丙酮中提取水分。在空气中自然干燥后，复合膜被两片载玻片挤压，然后转移到一个含有稀释氨溶液的聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，180℃高温反应3个小时。冷却后用去离子清洗得到氮掺杂的碳基材料。
54.将4-氨基苯酚溶解在60℃去离子水溶液中，溶液浓度为0.06mol/l，将氮掺杂的碳基材料放入溶液中，60℃下浸泡6个小时。然后，用去离子水反复冲洗，得到具有氧化还原活性的碳基材料。
55.将100mg的v3o7/v6o
13
粉末(v3o7与v6o
13
的质量比为1:1，下同)、1ml去离子水和1ml乙醇放入玻璃瓶中，超声2h，再加入15mg具有氧化还原活性的碳基材料，再次超声30min，然后将玻璃瓶放在50℃水浴锅中搅拌12h。将产物放在液氮中冷冻10min，再放入冷冻干燥机中干燥48h，得到氧化还原活性碳基材料包覆v3o7/v6o
13
的正极材料。
56.对正极材料进行sem(图1)和tem(图2)测试，均发现氧化还原活性碳基材料如“薄纱”一样包覆着v3o7/v6o
13
。
57.以生成物氧化还原活性碳基材料包覆v3o7/v6o
13
为活性材料、superp为导电剂、pvdf为粘结剂、nmp为溶剂制备正极(活性材料、导电剂和粘结剂的质量比为7.5:1.5:1，下同)，然后将正极、硫酸锌电解液、玻璃纤维隔膜、锌负极、弹簧片、垫片组装成纽扣电池。
58.对电池进行cv测试并计算赝电容(图3)，在扫描速率为0.2、0.4、0.6、0.8和1.0mv s-1
时，赝电容贡献占总容量的比率高达85.08％、88.39％、90.63％、93.15％和93.73％。
59.实施例2：
60.按照13:29:29:29的质量比，将氧化石墨烯、nacl、尿素和(nh4)2co3的粘性水溶液涂在载玻片上，制备类水凝胶薄膜，然后将其浸入丙酮中提取水分。在空气中自然干燥后，复合膜被两片载玻片挤压，然后转移到一个含有稀释氨溶液的聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，200℃高温反应2个小时。冷却后用去离子清洗得到氮掺杂的碳基材料。
61.将4,4'-氧化苯二胺溶解在80℃去离子水溶液中，溶液浓度为0.07mol/l，将氮掺杂的碳基材料放入溶液中，80℃下浸泡5个小时。然后，用去离子水反复冲洗，得到具有氧化还原活性的碳基材料。
62.将150mg的v3o7/v6o
13
粉末、2ml去离子水和2ml乙醇放入玻璃瓶中，超声3h，再加入20mg具有氧化还原活性的碳基材料，再次超声45min，然后将玻璃瓶放在40℃水浴锅中搅拌18h。将产物放在液氮中冷冻20min，再放入冷冻干燥机中干燥60h，得到氧化还原活性碳基材料包覆v3o7/v6o
13
的正极材料。
63.以生成物氧化还原活性碳基材料包覆v3o7/v6o
13
为活性材料、科琴黑为导电剂、pvdf为粘结剂、nmp为溶剂制备正极，然后将正极、三氟甲基磺酸锌电解液、玻璃纤维隔膜、锌负极、弹簧片、垫片组装成纽扣电池。
64.实施例3：
65.按照7:31:31:31质量比，将软碳、nacl、尿素和(nh4)2co3的粘性水溶液涂在载玻片上，制备类水凝胶薄膜，然后将其浸入丙酮中提取水分。在空气中自然干燥后，复合膜被两片载玻片挤压，然后转移到一个含有稀释氨溶液的聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，160℃高温反应4个小时。冷却后用去离子清洗得到氮掺杂的碳基材料。
66.将4,4'-硫碘苯二胺溶解在70℃去离子水溶液中，溶液浓度为0.06mol/l，将氮掺杂的碳基材料放入溶液中，70℃下浸泡7个小时。然后，用去离子水反复冲洗，得到具有氧化还原活性的碳基材料。
67.将200mg的v3o7/v6o
13
粉末、3ml去离子水和3ml乙醇放入玻璃瓶中，超声4h，再加入30mg具有氧化还原活性的碳基材料，再次超声60min，然后将玻璃瓶放在60℃水浴锅中搅拌24h。将产物放在液氮中冷冻30min，再放入冷冻干燥机中干燥72h，得到氧化还原活性碳基材料包覆v3o7/v6o
13
的正极材料。
68.以生成物氧化还原活性碳基材料包覆v3o7/v6o
13
为活性材料、乙炔黑为导电剂、pvdf为粘结剂、nmp为溶剂制备正极，然后将正极、三氟甲基磺酸锌电解液、玻璃纤维隔膜、锌负极、弹簧片、垫片组装成纽扣电池。
69.实施例4：
70.按照9:31:30:30的质量比，将硬碳、nacl、尿素和(nh4)2co3的粘性水溶液涂在载玻片上，制备类水凝胶薄膜，然后将其浸入丙酮中提取水分。在空气中自然干燥后，复合膜被两片载玻片挤压，然后转移到一个含有稀释氨溶液的聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，190℃高温反应2.5个小时。冷却后用去离子清洗得到氮掺杂的碳基材料。
71.将1,5-萘二胺溶解在70℃去离子水溶液中，溶液浓度为0.05mol/l，将氮掺杂的碳基材料放入溶液中，70℃下浸泡7个小时。然后，用去离子水反复冲洗，得到具有氧化还原活性的碳基材料。
72.将100mg的v2o5粉末、1ml去离子水和1ml乙醇放入玻璃瓶中，超声2h，加入20mg具有氧化还原活性的碳基材料，再次超声30min，然后将玻璃瓶放在50℃水浴锅中搅拌12h。将产物放在液氮中冷冻10min，再放入冷冻干燥机中干燥48h，得到氧化还原活性碳基材料包覆v2o5的正极材料。
73.以生成物氧化还原活性碳基材料包覆v2o5为活性材料、碳纤维为导电剂、pvdf为粘结剂、nmp为溶剂制备正极，然后将正极、硫酸锌电解液、玻璃纤维隔膜、锌负极、弹簧片、垫
片组装成纽扣电池。
74.实施例5：
75.按照11:30:29:30质量比，将石墨、nacl、尿素和(nh4)2co3的粘性水溶液涂在载玻片上，制备类水凝胶薄膜，然后将其浸入丙酮中提取水分。在空气中自然干燥后，复合膜被两片载玻片挤压，然后转移到一个含有稀释氨溶液的聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，170℃高温反应3个小时。冷却后用去离子清洗得到氮掺杂的碳基材料。
76.将2-氨基苯酚溶解在70℃去离子水溶液中，溶液浓度为0.05mol/l，将氮掺杂的碳基材料放入溶液中，70℃下浸泡7个小时。然后，用去离子水反复冲洗，得到具有氧化还原活性的碳基材料。
77.将200mg的v2o5粉末、3ml去离子水和3ml乙醇放入玻璃瓶中，超声4h，再加入30mg具有氧化还原活性的碳基材料，再次超声60min，然后将玻璃瓶放在60℃水浴锅中搅拌24h。将产物放在液氮中冷冻30min，再放入冷冻干燥机中干燥72h，得到氧化还原活性碳基材料包覆v2o5的正极材料。
78.以生成物氧化还原活性碳基材料包覆v2o5为活性材料、碳纳米管为导电剂、pvdf为粘结剂、nmp为溶剂制备正极，然后将正极、三氟甲基磺酸锌电解液、玻璃纤维隔膜、锌负极、弹簧片、垫片组装成纽扣电池。
79.对比例1：
80.将100mg的v3o7/v6o
13
粉末、1ml去离子水和1ml乙醇放入玻璃瓶中，超声2h，然后将玻璃瓶放在50℃水浴锅中搅拌12h。将产物放在液氮中冷冻10min，再放入冷冻干燥机中干燥48h，得到v3o7/v6o
13
的正极材料。
81.以生成物v3o7/v6o
13
为活性材料、superp为导电剂、pvdf为粘结剂、nmp为溶剂制备正极，然后将正极、硫酸锌电解液、玻璃纤维隔膜、锌负极、弹簧片、垫片组装成纽扣电池。
82.对比例2：
83.将100mg的v2o5粉末、1ml去离子水和1ml乙醇放入玻璃瓶中，超声2h，再次超声30min，然后将玻璃瓶放在50℃水浴锅中搅拌12h。将产物放在液氮中冷冻10min，再放入冷冻干燥机中干燥48h，得到v2o5的正极材料。
84.以生成物v2o5为活性材料、碳纤维为导电剂、pvdf为粘结剂、nmp为溶剂制备正极，然后将正极、硫酸锌电解液、玻璃纤维隔膜、锌负极、弹簧片、垫片组装成纽扣电池。
85.对比例3：
86.按照10:30:30:30质量比，将石墨烯、nacl、尿素和(nh4)2co3的粘性水溶液涂在载玻片上，制备类水凝胶薄膜，然后将其浸入丙酮中提取水分。在空气中自然干燥后，复合膜被两片载玻片挤压，然后转移到一个含有稀释氨溶液的聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，180℃高温反应3个小时。冷却后用去离子清洗得到氮掺杂的碳基材料。
87.将100mg的v3o7/v6o
13
粉末、1ml去离子水和1ml乙醇放入玻璃瓶中，超声2h，再加入15mg氮掺杂的碳基材料，再次超声30min，然后将玻璃瓶放在50℃水浴锅中搅拌12h。将产物放在液氮中冷冻10min，再放入冷冻干燥机中干燥48h，得到氮掺杂的碳基材料包覆v3o7/v6o
13
的正极材料。
88.以生成物氮掺杂的碳基材料包覆v3o7/v6o
13
为活性材料、superp为导电剂、pvdf为粘结剂、nmp为溶剂制备正极，然后将正极、硫酸锌电解液、玻璃纤维隔膜、锌负极、弹簧片、
垫片组装成纽扣电池。
89.对比例4：
90.将4-氨基苯酚溶解在60℃去离子水溶液中，溶液浓度为0.06mol/l，将石墨烯放入溶液中，60℃下浸泡6个小时。然后，用去离子水反复冲洗，得到氧化还原活性的石墨烯。
91.将100mg的v3o7/v6o
13
粉末、1ml去离子水和1ml乙醇放入玻璃瓶中，超声2h，再加入15mg氧化还原活性的石墨烯，再次超声30min，然后将玻璃瓶放在50℃水浴锅中搅拌12h。将产物放在液氮中冷冻10min，再放入冷冻干燥机中干燥48h，得到氧化还原活性石墨烯包覆v3o7/v6o
13
的正极材料。
92.以生成物氧化还原活性石墨烯包覆v3o7/v6o
13
为活性材料、superp为导电剂、pvdf为粘结剂、nmp为溶剂制备正极，然后将正极、硫酸锌电解液、玻璃纤维隔膜、锌负极、弹簧片、垫片组装成纽扣电池。
93.结果分析：
94.将实施例1-5和对比例1-4所得纽扣电池在0.1ag-1
～10ag-1
下的倍率性能和在1ag-1
下循环1000圈的容量保持率，其结果如表1所示。
95.表1
[0096][0097][0098]
结果显示，本发明钒基正极材料的循环稳定性和容量显著提高。对比例1和2中，钒基正极材料未包覆碳基材料，在10ag-1
电流密度下容量低于100mah g-1
，1a g-1
流密度下，1000圈容量保持率仅有75％左右；对比例3中，钒基正极材料包覆氮掺杂的碳基材料，对比
例4中，钒基正极材料包覆氧化还原活性位点改性的碳基材料(未掺杂氮)，两者倍率性能和容量保持率有所提升，在10ag-1
电流密度下容量130mah g-1
左右，1ag-1
流密度下，1000圈容量保持率有85％左右。
[0099]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种锌离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，s1：将碳基材料、nacl、尿素和(nh4)2co3的水溶液涂布形成类水凝胶薄膜，经脱水、干燥后加热反应得到氮掺杂的碳基材料；s2：将所述氮掺杂的碳基材料浸泡在含有芳香族的水溶液中，所述芳香族为具有氧化活性的芳香族，得到具有氧化还原活性的碳基材料；s3：将所述具有氧化还原活性的碳基材料分散于钒基氧化物溶液中，搅拌反应后冷冻干燥，得到所述锌离子电池正极材料。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳基材料选自软碳、硬碳、石墨、石墨烯、氧化石墨烯中的一种或多种。3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，碳基材料、nacl、尿素和(nh4)2co3的质量比为7～13：28～33：28～33：28～33。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，加热反应的温度为160～200℃，时间为2～4h。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述具有氧化活性的芳香族选自苯二胺及其同分异构体、萘二胺及其同分异构体、氨基苯酚及其同分异构体、苯二胺类化合物中的一种或多种。6.如权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，含有芳香族的水溶液中，芳香族的浓度为0.05～0.07mol/l；每50～100mg碳基材料，浸泡所需的含有芳香族的水溶液的体积为100～200ml。7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，浸泡的时间为5～8h，温度为60～80℃。8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，具有氧化还原活性的碳基材料与钒基氧化物的质量比为3～6：20～40。9.一种权利要求1-8中任一项所述的制备方法制得的锌离子电池正极材料。10.一种锌离子电池，包括正极片，其特征在于，所述正极片的正极材料层包含权利要求9所述的锌离子电池正极材料。

技术总结
本发明属于电池技术领域，具体涉及一种锌离子电池正极材料、其制备方法及锌离子电池。通过将含有共轭π电子的氧化还原活性的芳香族分子通过π-π相互作用接枝到氮掺杂的碳基材料的表面，将具有氧化还原活性的碳基材料包覆钒基氧化物正极材料。其氧化还原活性的碳基材料对激发赝电容电荷存储具有积极的作用，钒基正极材料的电荷存储主导机制是赝电容存储；得益于赝电容存储机制，钒基正极材料的倍率性能优异；同时，碳基材料具有大的比表面积和柔韧的结构，不仅提高了电极反应动力学，而且为钒基正极材料的体积变化提供缓冲与保护，增强了钒基正极材料的结构稳定性，从而显著提高了钒基正极材料的循环稳定性和容量。钒基正极材料的循环稳定性和容量。钒基正极材料的循环稳定性和容量。


技术研发人员：蒋亚琴 张业琼 赵会文 颜凤 李思林
受保护的技术使用者：江苏正力新能电池技术有限公司
技术研发日：2023.06.26
技术公布日：2023/9/9