[發明專利]鎂電池電解液、其制備方法及鎂電池

在審

• 申請號: 202210139050.2
• 申請日: 2022-02-15
• 公開（公告）號: CN114552018A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 張躍鋼;范海燕;肖建華;張馨心
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01M10/0568
• 分類號: H01M10/0568;H01M10/0569;H01M10/054
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 呂倩茹

1.一種鎂電池電解液，包含非水溶劑和電解質鹽，其特征在于，

所述非水溶劑選自咪唑類離子液體、吡咯類離子液體、哌啶類離子液體、醚類化合物、脂類化合物、吡啶類化合物、腈類化合物、砜類化合物和酮類化合物中的一種或多種；

所述電解質鹽的化學式為[Mg_mLi_nX_o(HMDS)_2m+n-oR_p]·M_q，其中，

所述X選自鹵素離子和/或雙三氟甲磺酰亞胺離子；

所述HMDS表示六甲基二硅氨基離子；

所述R選自烷基、氟代烷基和芳基中的一種或多種；

所述M為非水溶劑分子配位劑；

所述m為選自1～6的任意整數，所述n為選自1～6的任意整數，所述o為選自1～6的任意整數，所述p為選自0～6的任意整數，所述q為選自1～20的任意整數。

2.根據權利要求1所述的鎂電池電解液，其特征在于，

所述咪唑類離子液體選自1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽和/或1-乙基-3-甲基咪唑雙(三氟甲烷磺酸)亞胺鹽；

所述吡咯類離子液體選自N-丁基-N-甲基吡咯烷雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鹽；

所述哌啶類離子液體選自N-丁基-N-甲基哌啶雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鹽。

3.根據權利要求1所述的鎂電池電解液，其特征在于，

所述醚類化合物選自四氫呋喃、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、二氧六環和聚乙二醇二甲醚中的一種或多種；

所述酯類化合物包選自乙酸乙酯；

所述吡啶類化合物選自吡啶、2-甲基吡啶、3-甲基吡啶、4-甲基吡啶、2,6-二氯吡啶和2-氨基吡啶中的一種或多種；

所述腈類化合物選自乙腈；

所述砜類化合物選自二甲基亞砜。

4.根據權利要求1所述的鎂電池電解液，其特征在于，所述非水溶劑為四氫呋喃，所述鹵素離子為氯離子。

5.根據權利要求1所述的鎂電池電解液，其特征在于，所述p為1、2、3、4、5或6。

6.一種鎂電池電解液的制備方法，其特征在于，包括：

將無水鎂鹽、無水鋰鹽和非水溶劑混合均勻，并在25℃-200℃下反應3-48h，冷卻至-30～25℃，以獲得如權利要求1所述的鎂電池電解液，其中，

所述無水鎂鹽選自氯化鎂、氟化鎂、溴化鎂、碘化鎂、雙(六甲基二硅疊氮)鎂、雙三氟甲磺酰亞胺鎂和格氏試劑中的一種或多種；

所述無水鋰鹽選自雙三甲基硅基胺基鋰和第二無水鋰鹽，其中，所述第二無水鋰鹽選自氯化鋰、氟化鋰、溴化鋰、碘化鋰和雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰中的一種或多種。

7.一種根據權利要求6所述的鎂電池電解液的制備方法，其特征在于，所述無水鎂鹽和所述無水鋰鹽的摩爾比為1：(0.1-4)。

8.一種根據權利要求6所述的鎂電池電解液的制備方法，其特征在于，所述電解質鹽的濃度為0.1-10mol/L。

9.一種根據權利要求6所述的鎂電池電解液的制備方法，其特征在于，所述電解質鹽的濃度為0.1-3mol/L。

10.一種鎂電池，其特征在于，包括正極、隔膜、負極，及權利要求1～9任一項所述的鎂電池電解液。