[發明專利]鎂電池電解液、其制備方法以及鎂電池

有效

• 申請號: 201910547431.2
• 申請日: 2019-06-24
• 公開（公告）號: CN110265712B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 張躍鋼;范海燕;鄭召召;吳揚
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01M10/0563
• 分類號: H01M10/0563;H01M10/0568;H01M10/054
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 王賽

本發明公開了一種鎂電池電解液，包括非水溶劑和溶解于非水溶劑中的電解質鹽，電解質鹽的化學式為[Mg₂X₃M_p][HDMSLiYN_q]，其中，X選自?1價的鹵素離子和類鹵素離子中的一種或多種，Y選自?1價的鹵素離子和類鹵素離子中的一種或多種，M和N為同種或不同種配位劑，p選自1～6中的任意整數，q選自1～6中的任意整數。本發明還公開了一種的鎂電池電解液的制備方法，包括：將無水鎂鹽、無水鋰鹽和非水溶劑混合得到混合物；以及將混合物在25℃～200℃下反應；其中，無水鎂鹽為Mg(HDMS)₂，無水鋰鹽為LiY和/或LiX；和/或，無水鎂鹽為HDMSMgX，無水鋰鹽為LiY；和/或，無水鎂鹽為HDMSMgY，無水鋰鹽為LiX。本發明還公開了一種鎂電池，鎂電池包括的鎂電池電解液。

技術領域

本發明涉及能源技術領域，特別是涉及一種鎂電池電解液、其制備方法以及鎂電池。

背景技術

近年來，鎂電池因其體積能量密度高于鋰電池，引起了業界的廣泛關注。但是，鎂電池的發展仍然非常緩慢，主要的原因之一是缺乏能夠合適的電解液和正極材料。

目前，鎂電池電解液的合成主要是基于醚類溶劑中的路易斯酸堿反應。路易斯堿通常為具有非親核性質的鎂鹽，路易斯酸則為包含鋁或者包含硼的化合物。遺憾的是，使用鋁基的鎂硫電池電解液，由于金屬鎂和金屬鋁電化學還原電位接近，會發生鎂鋁共沉積的現象，影響鎂沉積溶解過程中的庫倫效率。而硼基鎂硫電池電解液中，使用的硼鹽價格昂貴，穩定性差，合成過程復雜，就目前而言，鋁基和硼基的鎂硫電池電解液很難滿足未來商業化的要求。

發明內容

基于此，有必要提供一種穩定性好、鎂溶解性高的鎂電池電解液、其制備方法以及鎂電池。

一種鎂電池電解液，包括非水溶劑和溶解于所述非水溶劑中的電解質鹽，所述電解質鹽的化學式為[Mg₂X₃M_p][HDMSLiYN_q]，其中，所述X選自-1價的鹵素離子和類鹵素離子中的一種或多種，所述Y選自-1價的鹵素離子和類鹵素離子中的一種或多種，所述M和N為同種或不同種配位劑，所述p選自1～6中的任意整數，所述q選自1～6中的任意整數。

在其中一個實施例中，所述電解質鹽中的陽離子為與所述配位劑M配位的[Mg₂X₃]⁺，陰離子為與所述配位劑N配位的[HDMSLiY]^－。

在其中一個實施例中，所述X和Y選自同種離子。

在其中一個實施例中，所述X選自HDMS^-1、F^－、Cl^－、Br^－、I^－、CN^－和SCN^－中的一種或多種，所述Y選自HDMS^-1、F^－、Cl^－、Br^－、I^－、CN^－和SCN^－中的一種或多種。。

在其中一個實施例中，所述M和N選自同種所述配位劑。

在其中一個實施例中，所述非水溶劑和所述配位劑M和N為同種分子。

在其中一個實施例中，所述非水溶劑和所述配位劑分別選自離子液體和有機溶劑中的一種或多種。