[发明专利]镁电池电解液、其制备方法以及镁电池

说明书

本发明公开了一种镁电池电解液，包括非水溶剂和溶解于所述非水溶剂中的电解质盐，所述电解质盐的化学式为[Mg₂X₃M_p][LiY₂N_q]，其中，所述X选自‑1价的卤素离子和类卤素离子中的一种或多种，所述Y选自‑1价的所述卤素离子和所述类卤素离子中的一种或多种，所述M和N为同种或不同种配位剂，所述p选自1～6中的任意整数，所述q选自1～6中的任意整数。本发明还公开了一种所述的镁电池电解液的制备方法，包括：将无水镁盐、无水锂盐和所述非水溶剂混合得到混合物；以及将所述混合物在25℃～200℃下反应；其中，所述无水镁盐为MgX₂，所述无水锂盐为LiY；和/或，所述无水镁盐为MgY₂，所述无水锂盐为LiX。本发明还公开了一种镁电池，所述镁电池包括所述的镁电池电解液。

技术领域

本发明涉及能源技术领域，特别是涉及一种镁电池电解液、其制备方法以及镁电池。

背景技术

近年来，镁电池因其体积能量密度高于锂电池，引起了业界的广泛关注。但是，镁电池的发展仍然非常缓慢，主要的原因之一是缺乏能够合适的电解液和正极材料。

目前，镁电池电解液的合成主要是基于醚类溶剂中的路易斯酸碱反应。路易斯碱通常为具有非亲核性质的镁盐，路易斯酸则为包含铝或者包含硼的化合物。遗憾的是，使用铝基的镁硫电池电解液，由于金属镁和金属铝电化学还原电位接近，会发生镁铝共沉积的现象，影响镁沉积溶解过程中的库伦效率。而硼基镁硫电池电解液中，使用的硼盐价格昂贵，稳定性差，合成过程复杂，就目前而言，铝基和硼基的镁硫电池电解液很难满足未来商业化的要求。

发明内容

基于此，有必要提供一种稳定性好、镁溶解性高的镁电池电解液、其制备方法以及镁电池。

一种镁电池电解液，包括非水溶剂和溶解于所述非水溶剂中的电解质盐，所述电解质盐的化学式为[Mg₂X₃M_p][LiY₂N_q]，其中，所述X选自-1价的卤素离子和类卤素离子中的一种或多种，所述Y选自-1价的所述卤素离子和所述类卤素离子中的一种或多种，所述M和N为同种或不同种配位剂，所述p选自1～6中的任意整数，所述q选自1～6中的任意整数。

在其中一个实施例中，所述电解质盐中的阳离子为与所述配位剂M配位的[Mg₂X₃]⁺，阴离子为与所述配位剂N配位的[LiY₂]^-。

在其中一个实施例中，所述X和Y选自同种离子。

在其中一个实施例中，所述X选自F^-、Cl^-、Br^-、I^-、CN^-和SCN^-中的一种或多种，所述Y选自F^-、Cl^-、Br^-、I^-、CN^-和SCN^-中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述M和N选自同种所述配位剂。

在其中一个实施例中，所述非水溶剂和所述配位剂M和N为同种分子。

在其中一个实施例中，所述非水溶剂和所述配位剂分别选自离子液体和有机溶剂中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述离子液体包括咪唑类离子液体、哌啶类离子液体和吡咯类离子液体中的一种或多种。