[发明专利]镁电池电解液及其制备方法和镁电池

说明书

本发明涉及一种镁电池电解液，包括凝胶态电解质盐，所述电解质盐的化学式为[MgXM_p][B(ORO)₄]_n，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M为配位剂，所述p选自1～5的任意整数，所述n选自任意的正整数，所述R选自通式为‑(C_n1H_n2Y_n3O_n4)‑的基团，其中，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n₁选自2～10之间的任意整数，所述n₂、n₃、n₄均为大于等于0的整数，n₂+n₃≤2n₁。本发明还涉及一种所述镁电池电解液的制备方法，包括：将无水镁盐、无水多元醇和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MgXBH₄，所述无水多元醇为OH‑R‑OH。本发明进一步涉及一种镁电池，包括所述镁电池电解液。

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及其制备方法和镁电池。

背景技术

镁电池因其体积能量密度高于锂电池而受到广泛关注，尤其是镁硫电池，镁硫电池的理论能量密度大于4000WH/L。但是镁电池的发展仍然非常缓慢，主要原因之一是缺乏合适的电解液。

目前，已被开发的HMDS体系、MACC体系、B-based体系以及Mg(TFSI)₂体系等镁硫电池电解液，普遍存在容易发生电池内部短路、易泄露等问题。而最新被研发的一款基于硼氢化镁-聚四氢呋喃的电解液，其物理状态为凝胶态，虽然可以很好的降低电池内部发生短路的可能性低，避免电解液泄露等问题，但遗憾的是，该电解液并不能与硫正极进行匹配。

发明内容

基于此，有必要提供一种凝胶态的镁电池电解液及其制备方法和镁电池，该电解液能够可逆地沉积溶解镁并与硫正极匹配。

本发明提供一种镁电池电解液，包括凝胶态电解质盐，所述电解质盐的化学式为[MgXM_p][B(ORO)₄]_n，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M为配位剂，所述p选自1～5的任意整数，所述n选自任意的正整数，所述R选自通式为-(C_n1H_n2Y_n3O_n4)-的基团，其中，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n₁选自2～10之间的任意整数，所述n₂、n₃、n₄均为大于等于0的整数，n₂+n₃≤2n₁。所述电解质盐中的阳离子为与所述配位剂M配位的[MgX]⁺，阴离子为具有含硼聚合物骨架的[B(ORO)₄]_n^－。

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X选自Cl^-，所述Y选自F^-。