[发明专利]用气体添加剂辅助形成固态电解质界面膜的方法和电解液

权利要求书

1.一种用气体添加剂辅助形成固态电解质界面膜的方法，其特征在于，所述方法包括：

将电解质AB按一定浓度溶于水得到第一溶液；其中，A为阳离子，包括碱金属离子、碱土金属离子、Zn²⁺、Al³⁺或离子液体基阳离子中的一种或者几种；B为含氟阴离子；

将含有碳、氟、氧、氮元素中一种或几种的气体作为气体添加剂引入所述第一溶液中，通过第一溶液中含氟阴离子的诱导，所述碳、氟、氧、氮元素中一种或几种与所述第一溶液中含氟阴离子之间存在电荷相互作用使得气体在所述第一溶液中富集，得到第二溶液；

将第二溶液用作水系电池的电解液装配电池，对电池施加偏压，所加偏压大小为-3.05至5V vs标准氢电极，所加偏压时长为5分钟-150小时，在电池的电极表面生成离子导通、电子绝缘的固态电解质界面膜。

2.根据权利要求1所述的用气体添加剂辅助形成固态电解质界面膜的方法，其特征在于，所述离子液体基阳离子包括:1-丁基-3-甲基咪唑、1-乙基-3-甲基咪唑、1-丙基-3-甲基咪唑、1-己基-3-甲基咪唑、1-癸基-3-甲基咪唑、1-辛基-3-甲基咪唑、1-苄基-3-甲基咪唑、1-十六烷基-3-甲基咪唑、1-羧甲基-3-甲基咪唑、1-羧甲基-4-甲基咪唑、1-羟乙基-3-甲基咪唑、1-乙酯甲基-3-甲基咪唑、1-乙基-2,3-二甲基咪唑、1-丁基-2,3-二甲基咪唑、1-己基-2,3-二甲基咪唑、1-辛基-2,3-二甲基咪唑、1-癸基-2,3-二甲基咪唑、1-烯丙基-3-甲基咪唑、1-十二烷基-3-甲基咪唑、1-十六烷基-2,3-二甲基咪唑、N-乙基吡啶、N-丁基吡啶、N-己基吡啶、N-甲基,丙基哌啶、N-甲基,丁基吡咯烷、四乙基铵、四丁基铵、4-(3-甲基-1-咪唑)-1-丁基磺酸、三甲基羟乙基铵中一种或者多种；

所述B为含有-F和/或-CF_x基团的阴离子，1≤x≤3；所述B具体包括：AsF₆^-、PF₆^-、BF₄^-、SO₃F^-、[N(SO₂F)₂]^-、SO₃CF₃^-、CO₂CF₃^-、[N(SO₂CF₃)₂]^-、[N(SO₂C₂F₅)₂]^-、[C(SO₂CF₃)₃]^-中一种或者多种。

3.根据权利要求2所述的用气体添加剂辅助形成固态电解质界面膜的方法，其特征在于，

所述碳元素与所述第一溶液中阴离子之间形成C-F键；

所述氧元素与所述第一溶液中阴离子之间形成O-F键；

所述氟元素与所述第一溶液中含有-CF_x基团的阴离子形成C-F键；

所述氮元素与所述第一溶液中阴离子之间形成N-F键。

4.根据权利要求1所述的用气体添加剂辅助形成固态电解质界面膜的方法，其特征在于，

所述第一溶液的浓度为0.01mol/kg-100mol/kg；

所述第二溶液中，气体添加剂的引入量为0.1mmol/L-10mol/L。

5.根据权利要求1所述的用气体添加剂辅助形成固态电解质界面膜的方法，其特征在于，所述气体添加剂具体包括：二氧化碳、氧气、空气、臭氧、一氧化碳、氟气、一氧化氮、二氧化氮、氮气、氨气、甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、乙炔、四氟化碳、三氟甲烷、二氟甲烷或一氟甲烷中一种或者多种；

所述气体添加剂的引入方式包括：溶液中固有溶解气体、从外部引入气体或者通过化学反应原位生成气体。