[發明專利]一種穩定金屬鋰沉積的電解液及其在鋰金屬電池中的應用

有效

• 申請號: 201910271907.4
• 申請日: 2019-04-04
• 公開（公告）號: CN111786019B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發明（設計）人: 賴延清;洪波;高春暉;向前;范海林
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/052
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 盛武生;魏娟

1.一種穩定金屬鋰沉積的電解液，其特征在于，由導電鋰鹽、有機溶劑、添加劑和輔助添加劑構成；

所述的添加劑為納米級的氮化硅、氮化鎵、氮化銦、氮化鋯中的一種或幾種；

所述的添加劑的粒徑為1nm-500nm；

所述的電解液中，添加劑的添加百分含量為0.1-5 wt.%；

所述的輔助添加劑包含硝酸鋰、 多硫化鋰、 硝酸鉀、 硝酸銫、 硝酸鋇、 硝酸銨、 亞硝酸鋰、 亞硝酸鉀、 亞硝酸銫、 亞硝酸銨、 硝酸甲酯、 硫化磷、 溴化鋰、碘化鋰、 碘化銦、 二硫化二苯駢噻唑、 碘代硝基苯、 三苯基磷中的至少一種。

2.如權利要求1所述的穩定金屬鋰沉積的電解液，其特征在于，所述的添加劑的粒徑為20-200nm。

3.如權利要求2所述的穩定金屬鋰沉積的電解液，其特征在于，所述的添加劑為各自化合物的納米晶、納米球、納米花、納米線、納米棒、納米片中的一種或幾種。

4.如權利要求1所述的穩定金屬鋰沉積的電解液，其特征在于，所述的電解液中，添加劑的添加百分含量為1-4 wt.%。

5.如權利要求1所述的穩定金屬鋰沉積的電解液，其特征在于，所述的導電鋰鹽為雙（三氟甲烷磺酰） 亞胺鋰、 雙氟磺酰亞胺鋰鹽、 三氟甲磺酸鋰、 二氟草酸硼酸鋰、 二氟雙（草酸根） 合磷酸鋰、 二草酸硼酸鋰、 六氟磷酸鋰、 四氟硼酸鋰、高氯酸鋰中的一種或幾種。

6.如權利要求5所述的穩定金屬鋰沉積的電解液，其特征在于，所述的導電鋰鹽的摩爾濃度為0.5-10mol/L。

7.如權利要求1所述的穩定金屬鋰沉積的電解液，其特征在于，所述的有機溶劑為酯類溶劑、醚類溶劑和/或砜類溶劑；

其中，所述的酯類溶劑為碳酸乙烯亞乙酯、1，3-丙磺酸內酯、碳酸亞乙烯酯、乙酸丙酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸甲丙酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯中的一種或幾種；

其中，所述的醚類溶劑為四乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、四氫呋喃、1，3二氧戊環、1，4二氧六環、乙二醇二甲醚、苷二醇二甲醚、2-甲基四氫呋喃、 2， 5-二乙基四氫呋喃、二甲氧基丙烷中的一種或幾種；

其中，所述的砜類溶劑為二甲基砜、二甲基亞砜、環丁砜、乙基甲基砜、二乙基砜、甲基異丙基砜、乙基甲氧基乙基砜、 甲氧基乙基甲基砜、 乙基異丙基砜、 乙基正丁基砜中的一種或幾種。

8.如權利要求1所述的穩定金屬鋰沉積的電解液，其特征在于，所述的輔助添加劑的添加量為0.1-5%wt.%。

9.一種權利要求1~8任一項所述的穩定金屬鋰沉積的電解液的應用，其特征在于，將其添加至鋰金屬電池的電解液中，用于制備鋰金屬電池。

10.一種鋰金屬電池，其特征在于，包含權利要求1~8任一項所述的穩定金屬鋰沉積的電解液；

所述的鋰金屬電池包括鋰三元電池、鋰硫電池、鋰空電池、鋰氧電池、鋰硒電池、鋰碲電池、鋰碘電池、鋰二氧化碳電池和鋰氮電池中的至少一種。