一种可充镁离子电池电解液和可充镁离子电池.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115084645A(43)申请公布日2022.09.20(21)申请号202210646679.6(22)申请日2022.06.08(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人努丽燕娜张树鑫张铎(74)专利代理机构上海旭诚知识产权代理有限公司31220专利代理师郑立(51)Int.Cl.H01M10/0563(2010.01)H01M10/058(2010.01)H01M10/054(2010.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称一种可充镁离子电池电解液和可充镁离子电池(57)摘要本发明公开了一种可充镁离子电池电解液和可充镁离子电池，所述电解液中包含选自于铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、银离子的一种或两种以上的金属离子，进而制备可充镁离子电池，或者以金属夹片、添加至正极和/负极的形式将上述金属离子引入可充镁离子电池。本发明的可充镁离子电池具有高的容量和好的倍率性能，且电池成本低，安全性高。CN115084645ACN115084645A权利要求书1/2页1.一种可充镁离子电池电解液，所述可充镁离子电池电解液由镁盐、溶剂和金属离子组成，所述金属离子选自于铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、银离子的一种或两种以上。2.根据权利要求1所述的可充镁离子电池电解液，其特征在于，所述镁盐选自于氯化镁、氟化镁、溴化镁、碘化镁、硼氢化镁、高氯酸镁、硝酸镁、硫酸镁、铬酸镁、乙酸镁、六氟化镁、双(六甲基二硅叠氮)镁、双(三氟甲磺酰基)酰亚胺镁、双(氟磺酰)亚胺镁和三氟甲基磺酸镁中的一种或两种以上。3.根据权利要求1所述的可充镁离子电池电解液，其特征在于，所述溶剂选自于水、乙腈、乙醚、四氢呋喃、2‑甲基四氢呋喃、1,3‑二氧环戊烷、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、二氧六环、聚乙二醇二甲醚、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、二甲醚、二乙醚、甲酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丁酯、丁酸乙酯中的一种或两种以上。4.根据权利要求1所述的可充镁离子电池电解液，其特征在于，所述镁盐、金属离子二者的摩尔质量比为1:0.01‑5。5.根据权利要求1‑4中任一项所述的可充镁离子电池电解液的制备方法，所述方法为：A.当金属离子以其金属盐的形式添加到电解液时，制备方法包括：在空气或惰性气氛环境下，将镁盐和含金属离子的金属盐按质量分数称重好后加入到溶剂中，在常温下搅拌0.5‑2小时使其完全溶解，得到所述可充镁离子电池电解液；或者，B.当金属离子通过氧化金属集流体的形式添加到电解液时，制备方法包括：步骤1：溶剂的预处理量取溶剂加入到电解池中，使用金属作为工作电极，铂丝作为对电极，甘汞电极作为参比电极，将该三电极体系连接电化学工作站，进行循环伏安法循环，即可得到含有金属离子的溶剂；步骤2：电解液的制备在空气中或氩气手套箱中，将镁盐添加到上述含有金属离子的溶剂中并混合，在常温下搅拌0.5‑2小时使其完全溶解，得到所述可充镁离子电池电解液。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，方法B步骤1中所述金属选自于铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、银，所述金属为其对应的金属片。7.一种可充镁离子电池，其包含电池壳、正极、负极、位于所述正极和所述负极之间的隔膜，以及根据权利要求1‑4中任一项所述的可充镁离子电池电解液或根据权利要求5或6所述的制备方法得到的可充镁离子电池电解液。8.一种可充镁离子电池，其包含电池壳、正极、负极、位于所述正极和所述负极之间的隔膜，以及含有镁盐的电解液，其中，正极和隔膜之间有金属夹层，和/或负极和隔膜之间有金属夹层，所述金属夹层为选自于铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、银的金属片；或者在正极和/或负极中含有金属离子，上述金属离子选自于铬离子、锰离子、铁离子、钴离子、镍离子、铜离子、锌离子、银离子的一种或两种以上。9.根据权利要求8所述的可充镁离子电池，其特征在于，所述镁盐选自于氯化镁、氟化2CN115084645A权利要求书2/2页镁、溴化镁、碘化镁、硼氢化镁、高氯酸镁、硝酸镁、硫酸镁、铬酸镁、乙酸镁、六氟化镁、双(六甲基二硅叠氮)镁、双(三氟甲磺酰基)酰亚胺镁、双(氟磺酰)亚胺镁和三氟甲基磺酸镁中的一种或两种以上。10.权利要求7‑9中任一项所述的可充镁离子电池的制备方法，所述方法包括：将所述正极的活性材料、导电剂和粘结剂混合，滴加溶剂后球磨制得匀浆，涂覆于正极集流体上，干燥除溶剂，制备正极极片；正极集流体选自于铜、铝、不锈钢、镍、钼、哈氏合金、钛、碳中的一种，将所述负极的活性材料、导电剂和