[發明專利]一種二維納米結構電解液添加劑、制備方法及應用

有效

• 申請號: 201911206112.1
• 申請日: 2019-11-29
• 公開（公告）號: CN110911746B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 李真;吳敬一;黃云輝;袁利霞
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/058;H01M10/42;B82Y30/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智;孔娜

1.一種二維納米結構電解液添加劑，其特征在于，該二維納米結構電解液添加劑為二維結構有機或無機納米片，所述二維結構有機或無機納米片包括二維納米結構材料，所述二維納米結構材料為氮化硼納米片、氧化石墨烯、過渡金屬硫化物納米片、二維金屬有機骨架材料、二維共價有機骨架材料中的一種或多種，所述二維結構有機或無機納米片的厚度不大于10納米，當其在電解液中形成均勻的膠體時，其可機械壓制電解液枝晶的生長、增強電極/電解質的界面穩定性。

2.根據權利要求1所述的一種二維納米結構電解液添加劑，其特征在于，所述二維納米結構電解液添加劑可在非水堿金屬電池電解液中形成均勻膠體。

3.一種如權利要求1-2任意一項所述的一種二維納米結構電解液添加劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）采用球磨、超聲分散或者化學方法將有機或無機塊狀材料剝離成厚度小于10納米的二維納米片；

（2）將所述二維納米片加入去離子水中分散均勻，得到二維納米片分散液，并將所述二維納米片分散液冷凍干燥后，得到二維納米結構電解液添加劑。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中，所述球磨的時間為10h～20h；所述超聲分散的時間為1h～10h；超聲分散所用的分散劑為水、乙醇、異丙醇、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一種或多種。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中，在所述二維納米片分散液冷凍干燥前，還需對二維納米片分散液進行真空抽濾。

6.一種非水堿金屬電池電解液，其特征在于，所述電解液包括電解質鹽、非水有機溶劑、權利要求1所述的二維納米結構電解液添加劑，所述二維納米結構電解液添加劑在電解液中形成均勻的膠體，所述二維納米結構電解液添加劑可機械壓制電解液枝晶的生長、增強電極/電解質的界面穩定性。

7.根據權利要求6所述的一種非水堿金屬電池電解液，其特征在于，所述二維納米結構電解液添加劑在非水堿金屬電池電解液中的質量分數為0.05%～10%。

8.根據權利要求6所述的一種非水堿金屬電池電解液，其特征在于，所述電解質鹽為LiTFSI、LiFSI、LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄、LiBOB、LiDFOB、NaTFSI、NaFSI、NaClO₄中的一種或多種，所述電解質鹽在電解液中的濃度為0.5mol/L～5mol/L。

9.根據權利要求6所述的一種非水堿金屬電池電解液，其特征在于，所述非水有機溶劑為1、3-二氧戊烷、乙二醇二甲醚、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、氟代碳酸乙烯酯、氟代乙酸甲酯、氟代乙酸丙酯、γ-丁內酯、環丁砜中的一種或多種。