至3的电解质的离子传 导率为5. 0至7.OmS/cm并且不含有离子液体的实施例4和5的电解质的离子传导率分别 为4. 5mS/cm和5.OmS/cm，其高于比较例1的电解质（4.OmS/cm)。
[0090] 此外，在实施例1至5的电解质中Mg2+盐的离解度得到了改善。
[0091] 测试连施例2 :由化学稳定忡评估
[0092] 在该测试实施例中，评估了实施例1至3和比较例1的电解质的电化学稳定性。首 先，组装儀电极、PP隔板和作为对电极的儀金属，W构建儀半电池化alfcell)。将实施例 1至3和比较例1的电解质各自注入半电池中。此后，通过线性扫描伏安法WIOmV/秒的扫 描速率研究电池的电化学稳定性。结果示于图1。 阳09引参照图1，发现实施例1至3的电解质在O至4V(相对于Mg/Mg2+)的电压范围中 显示出比比较例1的电解质更稳定的电化学性质。运些结果表明，在实施例1至3的电解 液中形成的[MgCl，5TH円可日[MgzCls，3TH円+阳离子W及式3和式4的阴离子在电极表面 上进行较少的氧化分解，表明与电解质一起使用高电压阴极材料可导致更稳定的电化学行 为。
[0094] 测试连施例3 :测量儀由術忡能
[0095] 在该测试实施例中，对使用实施例I至3的电解质是否有助于改善儀可再充电电 池和儀混合电池的性能进行了研究。首先，组装儀阳极、PP隔板和MOeSs阴极并将电解质各 自注入其中W制造儀可再充电电池或儀混合电池。在设定为0. 5至1. 9V的充电/放电电 压下研究电池的容量和循环寿命。结果示于图2中。
[0096] 参照图2,发现包括实施例1至3的电解质的电池在100次充电/放电循环后，具 有102mAh/g或更高的每单位质量的放电容量，比包括比较例1的电解质的电池（85mAh/g) 高得多。
[0097] 总之，实施例1至3的电解质比常规电解质具有更高的离子传导率并显示出更好 的电化学稳定性。此外，实施例1至3的电解质中Mg2+盐的离解度高于常规电解质。发现 包括实施例1至3的电解质的电池具有显著改善的容量和循环寿命特征。特别地，发现包 括实施例1至3的电解质的电池在100次充电/放电循环后，与包含常规电解质的电池相 比，具有大大改善的每单位质量的比放电容量。
[0098] 不含离子液体化合物的实施例4和实施例5的电解质略不如实施例1至3的电解 质有效，但是发现与比较例1的电解质相比，显示出很大的改善效果。
【主权项】
1. 一种用于儀可再充电电池的电解质溶液，其由金属氯化物、儀金属和有机溶剂的组 合制成。2. 根据权利要求1所述的电解质溶液，其中所述电解质溶液通过从金属氯化物、儀金 属和儀离子处于平衡状态的溶液中除去固体级分，并收集剩余的液体级分而获得。3. 根据权利要求1所述的电解质溶液，其中所述金属氯化物选自A1C13。咕（其中η是 0至3的整数，R选自烷基、芳基、杂芳基和締基）、BCI3。咕（其中η和R如W上所限定）、 CrCls、化CI3、MnClz、化CI2、C0CI2、NiClz、CuClz、aiClz、TiCl4、ZrCl4、VCI4、NbCls、化CI3及其 混合物。4. 根据权利要求1所述的电解质溶液，其中所述有机溶剂选自四氨巧喃（THF)、甘醇二 甲酸、二甘醇二甲酸、Ξ甘醇二甲酸、四甘醇二甲酸、二氧六环、苯甲酸、冠酸、聚乙二醇、乙 腊、碳酸亚丙醋及其混合物。5. 根据权利要求1所述的电解质溶液，其中所述金属氯化物W0. 001M至1. 0M的浓度 存在。6. 根据权利要求1所述的电解质溶液，其中所述金属氯化物盐是W下物质的混合物： (i)选自AICI3。咕、BCI3JCS其混合物的第一金属氯化物盐，W及（ii)选自化C13、化CI3、MnClz、化(：12、C0CI2、NiClz、CuClz、aiClz、TiCl4、ZrCl4、VCI4、NbCls、化CI3及其混合物的第二 金属氯化物盐。7. 根据权利要求6所述的电解质溶液，其中所述第一金属氯化物盐和所述第二金属氯 化物盐各自W0. 01M至1. 0M的浓度存在。8. 根据权利要求1所述的电解质溶液，其中1-氧杂-2-儀杂环己烧是用于形成所述电 解质溶液的前体。9. 根据权利要求1所述的电解质溶液，其还包含式1的化合物：其中R选自未被取代的Ci-Ci。直链或支化烷基、被Ci-Ci。直链或支化烷氧基取代的Ci-Ci。直链或支化烷基、未被取代的C5-C12环烷基、被Ci-Ci。直链或支化烷氧基取代的C5-C12 环烷基、未被取代的C5-C12芳基、被Ci-Ci。直链或支化烷氧基取代的C5-Ci2芳基、未被取代的 締丙基W及被Ci-Ci。直链或支化烷氧基取代的締丙基，并且X选自面素基团、未被取代的横 酷亚胺基、被面代烷基取代的横酷亚胺基、未被取代的横酷胺基和被面代烷基取代的横酷 胺基。10. 根据权利要求9所述的电解质溶液，其中式1中的R选自締丙基、甲基、乙基、丙基、 异丙基、下基、异下基、2-[2-(2-甲氧基乙氧基）乙氧基]乙基、环戊基、环己基和苯基。11. 根据权利要求10所述的电解质溶液，其中所述式1的化合物W按重量计0. 01%至 1 %的量存在。12. 根据权利要求10所述的电解质溶液，其中所述式1的化合物选自N-締丙基-N-甲 基化咯烧，纖氯化物、N-締丙基-N-甲基化咯烧,鐵^漠化物、N-締丙基-N-甲基化咯烧 .ft双（Ξ氣甲烧）横酷亚胺、N-下基-N-甲基化咯烧iff漠化物、N-下基-N-甲基化咯 烧,fi·氯化物、1-{2-巧-(2-甲氧基乙氧基）乙氧基]乙基}-1-甲基化咯烧f翁漠化物和 1-{2-巧-(2-甲氧基乙氧基）乙氧基]乙基}-1-甲基化咯烧，繪氯化物。13. 根据权利要求9所述的电解质溶液，其中所述式1的化合物与儀离子的络合物存在 于所述电解质中。14. 根据权利要求9所述的电解质溶液，其还包含裡盐。15. 根据权利要求14所述的电解质溶液，其中所述裡盐选自LiCl、双（Ξ氣甲烧横酷 基）酷亚胺裡、LiCl〇4、LiBF4、Li化及其混合物。16. 根据权利要求14所述的电解质溶液，其中所述裡盐W0. 1M至0. 5M的浓度存在。17. -种儀电池，其包括根据权利要求9所述的电解质溶液，其中所述儀电池是儀二次 电池或儀混合电池。18. -种儀电池，其包括根据权利要求9所述的电解质溶液，其中所述儀电池是儀可再 充电电池或可充电儀混合电池。
【专利摘要】公开了用于镁可再充电电池的电解质溶液，其与常规电解质溶液相比，具有高的离子传导率和宽的电化学窗口。所述电解质溶液通过使用金属氯化物催化剂的组合将金属镁溶解到醚溶液中来制备。所述电解质溶液可应用于制造镁可再充电电池和镁混合电池，其与使用常规电解质溶液的那些电池相比具有显著增加的可逆容量、倍率能力和循环寿命。还公开了用于制备所述电解质的方法。
【IPC分类】H01M10/0567, H01M12/00, H01M10/054, H01M10/0568
【公开号】CN105322229
【申请号】CN201510114231
【发明人】吴是衡, 赵炳源, 郑暻胤, 李重基, 张元英, 赵宰显, 河正勋
【申请人】韩国科学技术研究院
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年3月16日
【公告号】US20160028117