本技术涉及一种锂金属电池宽温电解液及其制备方法和应用，属于锂电池。
背景技术：
1、随着下一代大规模储能设备的要求越来越高，传统锂离子电池(lithium-ionbatteries,libs)的能量密度已逐渐到达瓶颈(300whkg-1)。考虑到锂金属负极的理论比容量为3860mahg-1和最低的电化学电位(-3.04v vs.标准氢电极)。锂金属电池(lithium-metal batteries,lmbs)被认为是恢复下一代锂电池实际比能量密度超过350whkg-1的“圣杯”。然而，令人不满意的循环稳定性和安全性问题是目前lmbs的两个主要问题，特别是在高温下。这些缺陷与致命的锂枝晶生长和活性锂与不稳定电解质之间的过度副反应有关，导致低库仑效率(ce)和安全隐患。不幸的是，全球变暖导致极端天气和异常气候事件越来越频繁地发生，更令人印象深刻的是，2022年，全球经历了持续的热浪，部分地区最高温度接近50℃，严重危及libs的安全运行。因此，有必要提高lmbs在高温下的循环性能和安全性。其中，lmbs所使用的体相电解液占据了至关重要的位置。
2、固体电解质相界面(sei)的化学和物理性质(如机械强度、电阻、均匀性、最高已占据分子轨道(homo)能级和最低未占据分子轨道(lumo)能级等)强烈依赖于电解液的溶剂化结构。然而，商业化的六氟磷酸锂/碳酸酯电解液被证明与锂金属不相容。碳酸盐溶剂固有的低lumo能级会导致锂电极发生明显的自发/非自发钝化，随后，sei的反复破裂和形成导致lmbs的ce降低，同时也表现出相当严重的锂枝晶生长。此外，商业电解质表现出可燃性，并在高温下产生腐蚀性氢氟酸。环境温度对电池电化学过程的热力学和动力学有很大影响。在高温下，离子在体相电解质中的扩散速率和在界面上的电荷转移得到了提高，从而产生了优异的倍率性能。然而，枝晶生长和界面副反应严重，最终破坏了包括ce、循环寿命和安全性在内的重要性能。探索用于lmbs的功能电解液对于解决锂金属负极的稳定性和安全性挑战至关重要，特别是在高温下。
技术实现思路
1、根据本技术的一个方面，提供了一种锂金属电池电解液，采用了具有与锂金属较好的相容性以及与常规醚类溶剂相比增强的溶剂化强度和空间位阻效应的电解液主溶剂，结合了局部高浓度电解液的设计策略，成功解决了现有技术中锂金属电池在极端高温、高压条件下工作时，由于不稳定的电极/电解质相界面和电解液本征的溶剂化壳层结构所带来的严重容量衰退、快速失效和安全问题，为极具前景的锂金属电池体系在恶劣条件下的稳定运行提供了可能。
2、本技术采用如下技术方案：
3、一种锂金属电池宽温电解液，包括锂盐、长链醚、稀释剂；
4、所述长链醚为多锂离子结合位点的长链醚。
5、多锂离子结合位点的长链醚即指多路易斯酸结合位点的链状醚，结合长链提供的空间位阻效应，保证锂离子的溶剂化强度以及热稳定性和氧化稳定性。
6、可选地，所述锂盐、长链醚、稀释剂的摩尔比为1:(0.5～1.5):(3.0～5.0)。
7、可选地，所述锂盐、长链醚、稀释剂的摩尔比为1:(0.9～1):(3.6～3.8)。
8、可选地，所述锂盐选自双(氟磺酰)亚胺锂、六氟磷酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、二草酸硼酸锂、高氯酸锂中的至少一种。
9、可选地，所述长链醚选自二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、二甲氧甲烷、1,2-二甲氧丙烷中的至少一种。
10、可选地，所述稀释剂选自1,1,2,2-四氟乙基2,2,3,3-四氟丙醚、1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚、1h,1h,5h-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚、2,2,2-三氟乙基甲酸酯中的至少一种。
11、根据本技术的另一方面，提供了一种上述锂金属电池宽温电解液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
12、将锂盐溶解于长链醚中得到混合溶液，然后加入稀释剂，混合，得到所述锂金属电池宽温电解液。
13、可选地，所述锂金属电池宽温电解液中锂盐的浓度为0.5～3mmol/ml。
14、可选地，所述锂金属电池宽温电解液中锂盐的浓度为0.5～1.5mmol/ml。
15、可选地，所述锂金属电池宽温电解液中锂盐的浓度选自0.5mmol/ml、0.75mmol/ml、1.0mmol/ml、1.25mmol/ml、1.5mmol/ml、1.75mmol/ml、2.0mmol/ml、2.25mmol/ml、2.5mmol/ml、2.75mmol/ml、3.0mmol/ml中的任意值或任意两者间的范围值。
16、可选地，所述长链醚、稀释剂的体积比为1:(3～5)。
17、可选地，所述长链醚、稀释剂的体积比选自1:3、1:3.1、1:3.2、1:3.3、1:3.4、1:3.5、1:3.6、1:3.7、1:3.8、1:3.9、1:4、1:4.1、1:4.2、1:4.3、1:4.4、1:4.5、1:4.6、1:4.7、1:4.8、1:4.9、1:5中的任意值或任意两者间的范围值。
18、可选地，所述静置的条件为：静置的时间为4～24h。
19、可选地，所述静置的条件为：静置的时间为10～14h。
20、根据本技术的另一方面，还提供了一种上述锂金属电池宽温电解液、上述制备方法制备得到的锂金属电池宽温电解液中至少一种在锂金属电池中的应用。
21、可选地，所述锂金属电池的工作温度为-20～80℃。
22、可选地，所述锂金属电池的工作温度为30～60℃。
23、本技术的技术方案以dg-dme这种多路易斯酸结合位点的长链醚作为锂金属电池局部高浓度电解液的主溶剂获得新型的醚基局部高浓度电解液，利用了其比常规以乙二醇二甲醚为代表醚类溶剂更强的锂离子螯合能力以及增大的空间位阻效应，稀释剂tte的加入进一步调控了电解液的溶剂化环境并氟化了电极/电解质相界面，从而构建了体相电解液稳定的溶剂化结构以及优异的电极/电解质相界面，使得锂金属电池在恶劣的高温、高压条件下能够稳定的运行。
24、本技术能产生的有益效果包括：
25、本技术所提供的锂金属电池电解液，是一种新型高安全性的锂金属电池电解液，该电解液应用在锂电池中能够实现锂金属电池在恶劣的高温条件下稳定的循环，室温下，搭载该电解液的锂||镍钴锰523电池在0.3c的电流密度和4.2v的充电截止电压下循环250次后仍然能够保留95.6％的初始放电比容量。由于所设计的电解液具有稳定的溶剂化结构，并诱导形成稳定的电极/电解质相界面，将温度提高至60℃，搭载该电解液的电池仍然能够在同等循环次数下保留78.4％的容量。该测试结果远超过同等测试条件下的商业化电解液(室温下不到80圈便完全失效)。此外，该电解液还具有优异的氧化稳定性，能够实现锂||镍钴锰523电池在高电位下的稳定运行。该发明为下一代锂金属电池在严苛的高温、高压条件下的稳定运行提供了可能，也为其他二次电池的高温电解液设计提供了研发思路。