一种含镁离子的电解质及其制备方法和应用

本发明涉及锂离子电池电解质，尤其涉及一种含镁离子的电解质及其制备方法和应用。

背景技术：

1、锂离子电池具有高容量、高能量密度、记忆效应小和自放电速度慢的特点，在过去几十年中得到了迅速的发展，鉴于电动汽车和可再生能源存储的需求不断增加，将会带来更大的社会需求。锂离子仍然是新能源时代的主要驱动力，但循环寿命有限、能量密度不令人满意和安全问题等重大挑战仍然存在。

2、licoo2(lco)阴极在索尼首次商业化后，由于其高理论容量(274mah·g-1)、优异的离子/电子电导率和高体积能量密度，在3c市场上占据主导地位约30年。然而，在实际应用中，lco在4.2v(相对于li+/li)下，约一半锂离子可以从层状结构中可逆脱嵌，产生140mah·g-1的有效容量，这对于高能量密度储能装置来说是不够的。

3、因此，lco在高压下的应用成功的吸引了学术界和工业界的关注。lco正极材料因其在当前锂离子电池(libs)中提供更高能量密度的潜力而引起了人们的极大关注。然而，由于lco与电解液之间的副反应以及电压的增加加剧了结构和性能的退化。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种含镁离子的电解质及其制备方法和应用。所述含镁离子的电解质可以提高锂离子电池的电化学稳定性。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种含镁离子的电解质，包括锂盐、镁盐、添加剂和有机溶剂。

4、优选的，所述锂盐包括lipf6、lino3、libob和libf4中的一种或几种。

5、优选的，所述有机溶剂包括质量比为70:5:25的碳酸二甲酯、碳酸甲基乙酯和碳酸亚乙酯。

6、优选的，所述添加剂包括lipo2f2、litdi、lioh、libf2(c2o4)(lidfob)、libf4和lifsi中的一种或几种。

7、优选的，所述镁盐包括mg(tfsi)2、mg(dpm)2、mg[b(hfip)4]2和mgcf3so3中的一种或几种。

8、优选的，所述含镁离子的电解质中的添加剂的质量浓度为0.5wt％～2wt％；

9、所述含镁离子的电解质中的镁盐的质量浓度为0.2wt％～2wt％。

10、优选的，所述含镁离子的电解质中的锂盐的浓度为1～2mol/l。

11、本发明还提供了上述技术方案所述含镁离子的电解质的制备方法，包括以下步骤：

12、将锂盐和有机溶剂第一混合，得到混合液；

13、将添加剂、镁盐和所述混合液第二混合，得到所述含镁离子的电解质。

14、本发明还提供了上述技术方案所述含镁离子的电解质或上述技术方案所述制备方法制备得到的含镁离子的电解质在锂离子电池中的应用。

15、优选的，所述锂离子电池中的正极材料为licoo2；

16、或所述锂离子电池中的负极材料为锂金属。

17、本发明提供了一种含镁离子的电解质，包括锂盐、镁盐、添加剂和有机溶剂。本发明在含镁离子的电解质中加入含镁离子的镁盐后，镁离子作为稳定剂占据了锂盐中的锂点位可以实现超薄且物理和化学性能更稳定的电解质界面，应用到锂离子电池中能够进一步提高锂离子电池的电化学性能。

技术特征：

1.一种含镁离子的电解质，其特征在于，包括锂盐、镁盐、添加剂和有机溶剂。

2.如权利要求1所述的含镁离子的电解质，其特征在于，所述锂盐包括lipf6、lino3、libob和libf4中的一种或几种。

3.如权利要求1所述的含镁离子的电解质，其特征在于，所述有机溶剂包括质量比为70:5:25的碳酸二甲酯、碳酸甲基乙酯和碳酸亚乙酯。

4.如权利要求1所述的含镁离子的电解质，其特征在于，所述添加剂包括lipo2f2、litdi、lioh、libf2(c2o4)(lidfob)、libf4和lifsi中的一种或几种。

5.如权利要求1所述的含镁离子的电解质，其特征在于，所述镁盐包括mg(tfsi)2、mg(dpm)2、mg[b(hfip)4]2和mgcf3so3中的一种或几种。

6.如权利要求1～5任一项所述含镁离子的电解质，其特征在于，所述含镁离子的电解质中的添加剂的质量浓度为0.5wt％～2wt％；

7.如权利要求6所述含镁离子的电解质，其特征在于，所述含镁离子的电解质中的锂盐的浓度为1～2mol/l。

8.权利要求1～7任一项所述含镁离子的电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.权利要求1～7任一项所述含镁离子的电解质或权利要求8所述制备方法制备得到的含镁离子的电解质在锂离子电池中的应用。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述锂离子电池中的正极材料为licoo2；

技术总结
本发明涉及锂离子电池电解质技术领域，尤其涉及一种含镁离子的电解质及其制备方法和应用。本发明提供了一种含镁离子的电解质，包括锂盐、镁盐、添加剂和有机溶剂。本发明在电解液中加入含镁离子的镁盐后，不仅形成了超薄且物理和化学性能更稳定的界面，而且还嵌入在LCO晶格表面，应用到锂离子电池中能够进一步提高锂离子电池的电化学性能。

技术研发人员：胡江涛,张黔玲,刘珮,李幸妍,黎烈武
受保护的技术使用者：深圳大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12