本发明属于电池，具体涉及一种超疏水金属有机框架锌电极保护涂层的制备方法。
背景技术：
1、水系锌电池(azbs)因其低成本、高安全性和可持续性，在大规模能量存储领域显示出巨大的应用潜力。然而，锌阳极在循环过程中容易出现腐蚀和锌枝晶形成的问题，这不仅影响电池的循环寿命，还可能导致电池的短路和失效。因此，寻找有效的方法来稳定锌阳极界面，抑制锌枝晶的生长，成为当前研究的重点。目前，采用界面修饰的方法，如涂覆保护层，是提高锌阳极稳定性的一种有效手段。金属有机框架(mof)材料由于其独特的结构和功能特性，成为一种理想的涂层材料，但其抗水性能有限，难以完全抑制水的侵蚀。
2、为了克服这一问题，本发明提出了一种通过在mof表面修饰含氟硅烷，制备超疏水f-mof涂层的方法。该涂层不仅能够提供均匀的zn2+传输通道，还具有优异的疏水性能，有效抑制析氢反应和锌枝晶的形成，从而显著提升锌阳极的循环寿命和电化学性能。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种超疏水金属有机框架锌电极保护涂层的制备方法。
2、一种超疏水金属有机框架锌电极保护涂层的制备方法，包括如下步骤：
3、s1、准备基板材料，并对基板表面进行打磨和清洗处理，按此处理的表面记作a，备用；
4、s2、在一个反应容器中，按照以下顺序依次加入各成分：n,n-二甲基甲酰胺(dmf)溶液、zrcl4和h2bdc，充分搅拌后获得溶液，记作b，备用；
5、s3、在溶液b中缓慢滴加浓盐酸溶液，同时以适当速度充分搅拌，直至所有成分均匀溶解并形成透明溶液，将所得溶液记作c，备用；
6、s4、将充分搅拌后的溶液c转移到内衬聚四氟乙烯的不锈钢高压釜中，加热至120℃反应24h，自然冷却至室温后，离心收集金属有机框架粉末(mof)，记作d，备用；
7、s5、将纳米颗粒d加入乙醇和氟硅烷改性剂，充分搅拌至分散均匀后，重复多次超声波处理和搅拌后烘干，获得氟硅烷改性的纳米mof颗粒(f-mof)，记作e，备用；
8、s6、将上述氟硅烷改性的纳米mof颗粒与有机溶剂混合，充分搅拌使其分散，获得分散液，记作溶液f，备用；
9、s7、使用喷枪将溶液f喷涂于锌箔基板上，获得有超疏水金属有机框架涂层的锌电极。
10、进一步的，所述步骤s1中，基板材料为锌箔，且厚度在0.2mm-1mm之间。打磨和清洗处理包括：采用研磨或砂带磨削的方法对表面做光整加工直至粗糙度ra值小于0.64μm，之后依次在无水乙醇和去离子水中超声波清洗，每次清洗20-30min，自然干燥后备用。
11、进一步的，所述步骤s3中，在加入浓盐酸的过程中，将ph值调至3-4。
12、进一步的，所述步骤s2-s6中，充分搅拌为经1000rpm的转速磁力搅拌30-50min；重复多次超声波处理和搅拌为超声波处理10-20min后经1000rpm的转速磁力搅拌10-20min，重复3-5次。
13、进一步的，所述步骤s4、s5中，制备的mof纳米颗粒和f-mof纳米颗粒尺寸约为20μm。
14、进一步的，所述步骤s4、s5中，制备的mof纳米颗粒和f-mof纳米颗粒由于其规则通道可促进锌离子均匀沉积。
15、进一步的，所述步骤s5中，制备的f-mof纳米颗粒可促进[zn(h2o)6]2+水合物脱溶，加快锌离子传输。
16、本发明的有益效果：本发明提出一种超疏水金属有机框架锌电极保护涂层及其制备方法，有益效果包括：
17、1、本发明采用具有疏水特性的f-mof涂层有效抑制析氢反应和锌腐蚀，延长锌阳极的使用寿命，提升电池的耐腐蚀性能。
18、2、本发明所述具有疏水特性的f-mof涂层具有规则的离子传输通道，促进锌离子的均匀沉积，防止枝晶的形成，提高电池的安全性。
19、3、本发明公开的一种超疏水金属有机框架锌电极保护涂层及其制备方法，其超疏水涂层f-mof通过促进[zn(h2o)6]2+水合物脱溶，加快锌离子传输，显著提高了电池的电化学性能，使其在高电流密度下仍能保持良好的容量和循环寿命。
1.一种超疏水金属有机框架锌电极保护涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述超疏水金属有机框架锌电极保护涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述基板材料为锌箔，厚度在0.2mm-1mm之间。
3.根据权利要求1所述超疏水金属有机框架锌电极保护涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，表面打磨和清洗处理包括：采用研磨或砂带磨削的方法对表面做平整加工直至粗糙度ra值小于0.64μm，之后依次在无水乙醇和去离子水中超声波清洗，每次清洗20-30min，自然干燥后备用。
4.根据权利要求1所述超疏水金属有机框架锌电极保护涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，在加入浓盐酸的过程中，将ph值调至3-4。
5.根据权利要求1所述超疏水金属有机框架锌电极保护涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤s2-s6中，充分搅拌为经1000rpm的转速磁力搅拌30-50min；重复多次超声波处理和搅拌为超声波处理10-20min后经1000rpm的转速磁力搅拌10-20min，重复3-5次。
6.根据权利要求1所述超疏水金属有机框架锌电极保护涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤s4、s5中，制备的金属有机框架粉末和氟硅烷改性的纳米mof颗粒尺寸为15-25μm。
7.根据权利要求1所述超疏水金属有机框架锌电极保护涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤s4、s5中，制备的金属有机框架粉末和氟硅烷改性的纳米mof颗粒促进锌离子均匀沉积。
8.根据权利要求1所述超疏水金属有机框架锌电极保护涂层的制备方法，其特征在于，所述步骤s5中，制备的氟硅烷改性的纳米mof颗粒促进[zn(h2o)6]2+水合物脱溶，加快锌离子传输。
