[發(fā)明專利]一種無游離溶劑分子的電解質(zhì)體系及其制作方法和應(yīng)用

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210346107.6
• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114784383A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 易先輝;魯兵安;許志
• 申請（專利權(quán)）人: 福建新峰二維材料科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0569
• 分類號: H01M10/0569;H01M10/054;H01M10/36
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 張娟娟

1.一種無游離溶劑分子的電解質(zhì)體系，其特征在于：它包括金屬鹽電解液及金屬有機(jī)骨架化合物；所述金屬有機(jī)骨架化合物內(nèi)具有埃級的固體離子阱結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無游離溶劑分子的電解質(zhì)體系，其特征在于：所述金屬鹽電解液為堿金屬鹽電解液、鋁基鹽電解液、鋅基鹽電解液、鎂基鹽電解液、鈣基鹽電解液或鐵基鹽電解液。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無游離溶劑分子的電解質(zhì)體系，其特征在于：所述金屬鹽電解液包括金屬鹽電解質(zhì)和溶劑；所述金屬電解質(zhì)為堿金屬鹽電解質(zhì)、鋁基鹽電解質(zhì)、鋅基鹽電解質(zhì)、鎂基鹽電解質(zhì)、鈣基鹽電解質(zhì)、鐵基鹽電解質(zhì)中的一種；所述溶劑為有機(jī)溶劑或水溶劑。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無游離溶劑分子的電解質(zhì)體系，其特征在于：所述堿金屬鹽電解質(zhì)為鋰鹽電解質(zhì)、鈉鹽電解質(zhì)或鉀鹽電解質(zhì)；所述鉀鹽電解質(zhì)為雙氟磺酰亞胺鉀鹽、氯化鉀或六氟磷酸鉀。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項所述的無游離溶劑分子的電解質(zhì)體系，其特征在于：所述金屬有機(jī)骨架化合物為沸石咪唑酯骨架、2-甲基咪唑鋅鹽MAF-4、Cu-MOF-74、Cu-BTC、Zr基-UiO-67或聚[Zn₂(BIM)₄]。

6.一種權(quán)利要求1-5任意一項所述無游離溶劑分子電解質(zhì)體系的制備方法，其特征在于：它包括如下步驟，

步驟A，制備具有固體離子阱結(jié)構(gòu)的金屬有機(jī)骨架化合物薄膜；

步驟B，制備金屬鹽液體電解液；

步驟C，金屬有機(jī)骨架化合物薄膜浸入金屬鹽液體電解液；

步驟D，干燥去除殘留的溶劑。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無游離溶劑分子電解質(zhì)體系的制備方法，其特征在于：所述步驟A的具體方法為，

步驟a1，金屬有機(jī)骨架化合物和粘結(jié)劑進(jìn)行充分?jǐn)嚢杌旌?，制得金屬有機(jī)骨架化合物漿料；

步驟a2，金屬有機(jī)骨架化合物漿料涂布在基材上，之后進(jìn)行干燥；

步驟a3，涂布金屬有機(jī)骨架化合物的基材浸入有機(jī)溶劑中浸泡，令金屬有機(jī)骨架化合物從基材上剝落，以制得柔性金屬有機(jī)骨架化合物薄膜；

步驟a4，柔性金屬有機(jī)骨架化合物薄膜沖壓成所需的形狀，之后進(jìn)行活化。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無游離溶劑分子電解質(zhì)體系的制備方法，其特征在于：所述金屬有機(jī)骨架化合物和粘結(jié)劑重量比為1：(0.1-0.5)，所述粘結(jié)劑為聚偏二氟乙烯、丁苯橡膠、羧基甲基纖維素、聚丙烯酸、聚丙烯腈或聚丙烯酸酯。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無游離溶劑分子電解質(zhì)體系的制備方法，其特征在于：所述步驟a2的具體方法為，將金屬有機(jī)骨架化合物漿料涂布在平整的基材上，并在60-80℃下真空干燥3-5h；所述基材為金屬箔或高分子材料薄膜。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無游離溶劑分子電解質(zhì)體系的制備方法，其特征在于：所述步驟a3的具體方法為，涂布金屬有機(jī)骨架化合物的基材浸入有機(jī)溶劑中浸泡0.5-1h，令金屬有機(jī)骨架化合物從基材上剝落，以制得柔性金屬有機(jī)骨架化合物薄膜。

11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無游離溶劑分子電解質(zhì)體系的制備方法，其特征在于：所述步驟a4的具體方法為，柔性金屬有機(jī)骨架化合物薄膜沖壓成所需的形狀，之后在180-220℃真空下重新活化12-18h。

12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無游離溶劑分子電解質(zhì)體系的制備方法，其特征在于：所述步驟C的具體方法為，將步驟A制得的金屬有機(jī)骨架化合物薄膜浸入步驟B制得的金屬鹽電解液中，并在70-80℃下處理40-50h，令金屬鹽電解質(zhì)分子和溶劑分子充分浸入金屬有機(jī)骨架化合物的固體離子阱中，陰離子和溶劑分子被固體離子阱固定，而陽離子可自由移動。