【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池，具体涉及与氟苯相适配的醚类电解液及其制备方法、锂金属电池。
技术介绍
1、随着社会的发展，人们对储能的需求日益提升。锂离子电池经过三十多年的发展，已经逐渐接近其理论能量密度(300wh kg-1)。锂金属负极由于具有较高的理论比容量(3800mah g-1)以及相对较低的电极电势(-3.04v vs.she)，是实现高能量储能系统的最具有潜力的材料。然而，循环过程中枝晶的生长以及“死锂”的堆积严重的限制了其进一步的应用。电解质工程作为一种实现高性能锂金属负极的简单而有效的策略，近年来取得了长足的进步。
2、当前应用于锂金属负极的电解液主要包含醚基和酯基电解液，醚类与锂金属具有较好的还原稳定性，已被广泛应用于锂金属电池中。为了降低电解液黏度和提升离子电导率，多种反溶剂也被引入电解质体系中，氟苯作为一类低氟化芳香烃，与当前应用广泛的酯基以及醚基电解质具有良好的混溶性，并且具有轻质、低成本等独特优势，是一种极具潜力的锂金属负极电解液稀释剂。
3、然而，卤代烃与碱金属在室温下会发生取代反应生成有机金属化合物，当溶液中存在可溶解有机金属化合物的介质时，有机金属化合物会持续的与卤代烃发生反应。不幸的是，氟苯在传统的醚基溶剂(乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚以及四氢呋喃等)中，会与锂金属发生剧烈的化学反应，严重的限制了其在锂金属负极中的应用。
技术实现思路
1、针对上述的问题不足，为了解决氟苯在传统醚溶剂中与锂金属反应的问
2、本专利技术的技术解决方案如下：
3、本专利技术第一方面提供与氟苯相适配的醚类电解液，包括溶质、溶剂和氟苯，所述溶剂包括醚类溶剂，所述醚类溶剂包含甲撑二甲醚、亚乙基二甲基醚、亚甲基二乙醚、二乙氧基乙烷以及2,5-二甲基四氢呋喃中的至少一种。
4、优选地，所述溶质、溶剂和氟苯的摩尔比为1：5～30：5～30。
5、优选地，所述溶质、溶剂和氟苯的摩尔比为1：8～20：8～20。
6、优选地，所述溶质、溶剂和氟苯的摩尔比为1：10～15：10～15。
7、优选地，所述溶质包括锂盐，所述锂盐选自lipf6、libf4、litfsi、lifsi或lidfob中的至少一种。
8、优选地，所述醚类电解液中锂盐浓度小于3mol/l。
9、优选地，所述醚类电解液中锂盐浓度为0.5～2mol/l。
10、本专利技术第二方面提供一种与氟苯相适配的醚类电解液的制备方法，包括：先将溶质加入溶剂中，搅拌至完全溶解后再加入氟苯，混合均匀，得到醚类电解液。
11、本专利技术第三方面提供一种锂金属电池，包括上述醚类电解液或采用上述的制备方法得到的醚类电解液。
12、优选地，所述锂金属电池的负极为金属锂，正极为磷酸铁锂、钛酸锂、钴酸锂和硫化聚丙烯腈中的至少一种，隔膜为玻璃纤维隔膜、聚四氟乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、聚乙烯隔膜和纤维素隔膜中的至少一种。
13、本专利技术至少具有以下有益效果之一：
14、1、现有技术中，由于锂金属与电解液中的氟苯通常会发生氧化还原反应生成苯基锂和氟化锂，并且生成的苯基锂在传统的醚类溶剂中可以二聚体的形式稳定存在，从而能够进一步与氟苯发生持续的化学反应。为此，本专利技术的电解液创新地采用醚类溶剂甲撑二甲醚、亚乙基二甲基醚、亚甲基二乙醚、二乙氧基乙烷以及2,5-二甲基四氢呋喃，这类醚类溶剂可以抑制锂金属与氟苯的反应；并且，本专利技术中的醚类溶剂无法溶解苯基锂，从而能够避免苯基锂继续与氟苯发生反应；同时，在溶剂混合后，由于溶剂在锂金属表面的吸附能不一样，而本专利技术中的醚类溶剂与锂金属有更高的吸附能，优先吸附在锂金属表面，从而抑制了氟苯与锂金属的反应；另一方面，即使有苯基锂生成，也无法稳定在溶液中进一步与氟苯发生取代反应。
15、2、现有技术中，即使在醚类低浓度电解液中，由于存在较多游离的溶剂，电极/电解质界面的副反应仍然较为严重进而导致较低的库伦效率。而本专利技术中的醚类溶剂与锂离子的结合能力较低，允许更多的阴离子进入内溶剂化鞘层，阴离子与稀释剂协同作用构筑富含无机物的sei层，阻挡了电极/电解质界面的副反应，实现了较高的锂金属负极库伦效率。
16、3、本专利技术的电解液中的锂盐浓度较低，所构筑的电解液也具有更低的密度，相同体积下的质量更小，因此使用本专利技术的电解液能够进一步的提高锂金属电池的能量密度。此外，低盐浓度也带来了低粘度、低成本高润湿性的优势，并且醚类化合物是常规的工业原料，来源广泛、价格低廉，极大的降低了电解液的成本，能够大规模应用，具有极高的商业价值。
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1.与氟苯相适配的醚类电解液，包括溶质、溶剂和氟苯，其特征在于，所述溶剂包括醚类溶剂，所述醚类溶剂包含甲撑二甲醚、亚乙基二甲基醚、亚甲基二乙醚、二乙氧基乙烷以及2,5-二甲基四氢呋喃中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的与氟苯相适配的醚类电解液，其特征在于，所述溶质、溶剂和氟苯的摩尔比为1：5～30：5～30。
3.根据权利要求1所述的与氟苯相适配的醚类电解液，其特征在于，所述溶质、溶剂和氟苯的摩尔比为1：8～20：8～20。
4.根据权利要求1所述的与氟苯相适配的醚类电解液，其特征在于，所述溶质、溶剂和氟苯的摩尔比为1：10～15：10～15。
5.根据权利要求1所述的与氟苯相适配的醚类电解液，其特征在于，所述溶质包括锂盐，所述锂盐选自LiPF6、LiBF4、LiTFSI、LiFSI或LiDFOB中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的与氟苯相适配的醚类电解液，其特征在于，所述醚类电解液中锂盐浓度小于3mol/L。
7.根据权利要求5所述的与氟苯相适配的醚类电解液，其特征在于，所述醚类电解液锂盐浓度为0.
8.与氟苯相适配的醚类电解液的制备方法，其特征在于，包括：先将溶质加入溶剂中，搅拌至完全溶解后再加入氟苯，混合均匀，得到醚类电解液。
9.一种锂金属电池，其特征在于，包括权利要求1～7任意一项所述的醚类电解液或采用权利要求8所述的制备方法得到的醚类电解液。
10.根据权利要求9所述的一种锂金属电池，其特征在于，所述锂金属电池的负极为金属锂，正极为磷酸铁锂、钛酸锂、钴酸锂和硫化聚丙烯腈中的至少一种，隔膜为玻璃纤维隔膜、聚四氟乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、聚乙烯隔膜和纤维素隔膜中的至少一种。
...【技术特征摘要】
1.与氟苯相适配的醚类电解液，包括溶质、溶剂和氟苯，其特征在于，所述溶剂包括醚类溶剂，所述醚类溶剂包含甲撑二甲醚、亚乙基二甲基醚、亚甲基二乙醚、二乙氧基乙烷以及2,5-二甲基四氢呋喃中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的与氟苯相适配的醚类电解液，其特征在于，所述溶质、溶剂和氟苯的摩尔比为1：5～30：5～30。
3.根据权利要求1所述的与氟苯相适配的醚类电解液，其特征在于，所述溶质、溶剂和氟苯的摩尔比为1：8～20：8～20。
4.根据权利要求1所述的与氟苯相适配的醚类电解液，其特征在于，所述溶质、溶剂和氟苯的摩尔比为1：10～15：10～15。
5.根据权利要求1所述的与氟苯相适配的醚类电解液，其特征在于，所述溶质包括锂盐，所述锂盐选自lipf6、libf4、litfsi、lifsi或lidfob中的至少一...
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