一种稳定金属锂沉积的电解液及其在锂金属电池中的应用的制作方法

文档序号:22552128发布日期:2020-10-17 02:29阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种稳定金属锂沉积的电解液,其特征在于,包括导电锂盐、有机溶剂和添加剂;

所述的添加剂为纳米级的氮化硼、氮化铝、氮化钙、氮化镁、氮化硅、氮化钛、氮化钒、氮化钨、氮化铌、氮化钽中的一种或几种。

2.如权利要求1所述的稳定金属锂沉积的电解液,其特征在于,所述的添加剂的粒径为1nm-500nm,优选为20-200nm。

3.如权利要求2所述的稳定金属锂沉积的电解液,其特征在于,所述的添加剂为各自化合物的纳米晶、纳米球、纳米花、纳米线、纳米棒、纳米片中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的稳定金属锂沉积的电解液,其特征在于,所述的电解液中,添加剂的添加百分含量为0.01-10wt.%,优选为0.1-5wt.%;进一步优选为1-4wt.%。

5.如权利要求1所述的稳定金属锂沉积的电解液,其特征在于,所述的导电锂盐为双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂盐、三氟甲磺酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟双(草酸根)合磷酸锂、二草酸硼酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂中的一种或几种;

优选的,所述的锂盐的摩尔浓度为0.5-10mol/l,优选为1-7mol/l;进一步优选为2-5mol/l。

6.如权利要求1所述的稳定金属锂沉积的电解液,其特征在于,所述的有机溶剂为酯类溶剂、醚类溶剂和/或砜类溶剂。

优选的,所述的酯类溶剂为碳酸乙烯亚乙酯、1,3-丙磺酸内酯、碳酸亚乙烯酯、乙酸丙酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸甲丙酯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯中的一种或几种;

优选的,所述的醚类溶剂为四乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、四氢呋喃、1,3二氧戊环、1,4二氧六环、乙二醇二甲醚、苷二醇二甲醚、2-甲基四氢呋喃、2,5-二乙基四氢呋喃、二甲氧基丙烷中的一种或几种;

优选的,所述的砜类溶剂为二甲基砜、二甲基亚砜、环丁砜、乙基甲基砜、二乙基砜、甲基异丙基砜、乙基甲氧基乙基砜、甲氧基乙基甲基砜、乙基异丙基砜、乙基正丁基砜中的一种或几种。

7.如权利要求1~6任一项所述的所述的稳定金属锂沉积的电解液,其特征在于,所述的电解液中还包含辅助添加剂,所述的辅助添加剂包含硝酸锂、多硫化锂、硝酸钾、硝酸铯、硝酸钡、硝酸铵、亚硝酸锂、亚硝酸钾、亚硝酸铯、亚硝酸铵、硝酸甲酯、硫化磷、溴化锂、碘化锂、碘化铟、二硫化二苯骈噻唑、碘代硝基苯、三苯基磷中的至少一种。

8.如权利要求7所述的所述的稳定金属锂沉积的电解液,其特征在于,所述的辅助添加剂的添加量为0.1-5%wt.%。

9.一种权利要求1~8任一项所述的所述的稳定金属锂沉积的电解液的应用,其特征在于,将其添加至锂金属电池的电解液中,用于制备锂金属电池。

10.一种锂金属电池,其特征在于,包含权利要求1~8任一项所述的所述的稳定金属锂沉积的电解液;

所述的锂金属电池包括锂三元电池、锂硫电池、锂空电池、锂氧电池、锂硒电池、锂碲电池、锂碘电池、锂二氧化碳电池和锂氮电池中的至少一种。


技术总结
本发明属于锂金属电池领域,具体公开了一种稳定金属锂沉积的电解液;包含导电锂盐、有机溶剂和添加剂组成的有机溶液;所述的所述的添加剂为纳米级的氮化硼、氮化铝、氮化钙、氮化镁、氮化硅、氮化钛、氮化钒、氮化钨、氮化铌、氮化钽中的一种或几种。本发明还包括所述的电解液的应用以及包含所述电解液的锂金属电池。本发明所述电解液配方简单、成本低廉且适合大规模产业化。采用本发明所述电解液可以实现均匀的锂沉积,有效避免充放电过程中的锂枝晶,极大的改善了其循环性能安全性能。该电解液可以作为锂硫电池、锂空电池等以金属锂为负极的储能器件中,实现其长循环的稳定性。

技术研发人员:赖延清;洪波;高春晖;向前;范海林
受保护的技术使用者:中南大学
技术研发日:2019.04.04
技术公布日:2020.10.16
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