【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属空气电池，尤其是涉及一种电解液及其制备方法和金属空气电池。
技术介绍
1、金属空气电池的构造包括空气电极、金属电极、电解液和隔膜，具有高能量密度和环境友好等优点。但在实际应用中，金属空气电池的正极、负极和电解液等方面存在多个挑战。
2、有关电解液方面，传统的水系电解液易挥发和干涸，碱性环境加速电极腐蚀，并且空气中的二氧化碳会与电解液反应生成碳酸盐，堵塞电极，需要频繁维护。离子液体，特别是室温离子液体，用于金属空气电池具有多重优势。针对传统水系电解液易挥发和干涸的问题，离子液体具有低挥发性和高热稳定性，保证了电解液的长期稳定性和低维护需求，显著提高了电池的耐用性和工作温度范围。
3、以上技术主要利用了离子液体低饱和蒸汽压的特点，应用到金属空气电池中，解决了半开放体系引起的水系电解液易挥发干涸，导致离子无法传输使得电池失效的问题。现有技术还有一种方式，采用一种离子液体添加金属盐或与水溶液混合作为金属空气电池的电解质，但是该方法不能同时对金属负极和空气正极存在的问题进行改善。
4、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于提供一种电解液，旨在解决现有技术中上述技术问题中的至少一种。
2、本专利技术的目的之二在于提供一种电解液的制备方法。
3、本专利技术的目的之三在于提供一种金属空气电池。
4、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
5、本专利技术
6、其中，所述含有第一金属盐的疏水性离子液体溶液是第一金属盐溶解在疏水性离子液体中形成。
7、所述含有第二金属盐的亲水性离子液体溶液是第二金属盐溶解在亲水性离子液体中形成。
8、所述第一金属盐和所述第二金属盐中的金属阳离子相同。
9、进一步地，所述含有第一金属盐的疏水性离子液体溶液中，第一金属盐的浓度不低于0.01mol/l。
10、优选地，所述含有第二金属盐的疏水性离子液体溶液中，第二金属盐的浓度不低于0.01mol/l。
11、进一步地，所述疏水性离子液体由第一阴离子和第一阳离子构成。
12、所述第一金属盐由金属阳离子和所述第一阴离子构成。
13、所述第一阴离子为含氟阴离子。
14、所述含氟阴离子包括双(三氟甲磺酰)亚胺根、二(氟磺酰)亚胺根、二(三氟乙基磺酰)亚胺根、六氟磷酸根、四氟硼酸根和双(三氟乙酸根)中的至少一种。
15、进一步地，所述亲水性离子液体由第二阴离子和第二阳离子构成。
16、所述第二金属盐由所述金属阳离子和所述第二阴离子构成。
17、所述第二阴离子包括二氰胺根、硫氰酸根和甲磺酸根中的至少一种。
18、进一步地，所述第一阳离子和所述第二阳离子各自独立地包括咪唑类阳离子、吡啶类阳离子、吡咯类阳离子、哌啶类阳离子、吗啉类阳离子、季铵阳离子和季磷阳离子中的至少一种。
19、进一步地，所述金属阳离子包括锌离子、铝离子、镁离子或锂离子。
20、进一步地，所述电解液还包括添加剂。
21、优选地，所述添加剂包括dmso、nmp和dmf中的至少一种。
22、优选地，所述添加剂在所述电解液中的体积占比为1％～10％。
23、本专利技术第二方面提供了所述的电解液的制备方法，将所述含有第一金属盐的疏水性离子液体溶液、所述含有第二金属盐的亲水性离子液体溶液和任选的添加剂混合均匀，得到所述电解液。
24、本专利技术第三方面提供了一种金属空气电池，包括金属负极、空气正极、隔膜和第一方面所述的电解液。
25、进一步地，所述金属负极包括锌、铝、镁或锂。
26、与现有技术相比，本专利技术至少具有如下有益效果：
27、本专利技术提供的电解液结合了疏水性离子液体和亲水性离子液体，提供了一种独特的电解液体系，该体系能够有效地调节金属盐的溶解性和稳定性，确保了电化学反应中金属离子的传输。在正极的电化学反应过程中，该电解液体系有助于正极的气体扩散和氧化还原反应，确保了电极的润湿性和催化剂的稳定性，并可以通过ph的调节改变反应路径；在负极的电化学反应过程中，该电解液体系能够优化离子迁移，有助于金属沉积和溶解，减少了金属离子的不均匀沉积和枝晶生长，提高了电池的循环稳定性并且抑制了析氢等副反应，降低了金属电极的腐蚀，延长了电池的使用寿命。
28、本专利技术提供的电解液的制备方法，通过简单的混合过程完成制备，无需复杂的合成步骤，有助于降低生产成本并提高生产效率。
29、本专利技术提供的金属空气电池，鉴于上述电解液带来的优势，使得应用该电解液的金属空气电池具有更好的正负极性能，优化了金属空气电池的整体性能，实现了更高的能量密度和更长的使用寿命。
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1.一种电解液，其特征在于，包括体积比为1:(1～5)的含有第一金属盐的疏水性离子液体溶液和含有第二金属盐的亲水性离子液体溶液；
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述含有第一金属盐的疏水性离子液体溶液中，所述第一金属盐的浓度不低于0.01mol/L；
3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述疏水性离子液体由第一阴离子和第一阳离子构成；
4.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述亲水性离子液体由第二阴离子和第二阳离子构成；
5.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，所述第一阳离子和所述第二阳离子各自独立地包括咪唑类阳离子、吡啶类阳离子、吡咯类阳离子、哌啶类阳离子、吗啉类阳离子、季铵阳离子和季磷阳离子中的至少一种。
6.根据权利要求1～5任一项所述的电解液，其特征在于，所述金属阳离子包括锌离子、铝离子、镁离子或锂离子。
7.根据权利要求1～5任一项所述的电解液，其特征在于，还包括添加剂；
8.一种权利要求1～7任一项所述的电解液的制备方法，其特征在于，将所述含有第一金属盐的
9.一种金属空气电池，其特征在于，包括金属负极、空气正极、隔膜和权利要求1～8任一项所述的电解液。
10.根据权利要求9所述的金属空气电池，其特征在于，所述金属负极包括锌、铝、镁或锂。
...【技术特征摘要】
1.一种电解液，其特征在于，包括体积比为1:(1～5)的含有第一金属盐的疏水性离子液体溶液和含有第二金属盐的亲水性离子液体溶液；
2.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述含有第一金属盐的疏水性离子液体溶液中，所述第一金属盐的浓度不低于0.01mol/l；
3.根据权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述疏水性离子液体由第一阴离子和第一阳离子构成；
4.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述亲水性离子液体由第二阴离子和第二阳离子构成；
5.根据权利要求4所述的电解液，其特征在于，所述第一阳离子和所述第二阳离子各自独立地包括咪唑类阳离子、吡啶类阳离子、吡咯类阳离子、哌啶类阳离子、吗啉类阳...
【专利技术属性】
技术研发人员：王梦茵，田景华，王卫伟，吴丹，裴昕迪，田中群，
申请(专利权)人：嘉庚创新实验室，
类型：发明
国别省市：
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