【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池电解液领域，具体涉及一种无活化镁电池镁铝氯复合物电解液及其制备方法。
技术介绍
1、镁离子电池具有安全性好、理论比容量高、成本低廉等优势，被认为是21世纪最具潜力的电化学储能体系之一。然而简单镁盐(如氯化镁、过氯酸镁、硫酸镁)和常规极性溶剂(如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、乙腈)组成的典型电解质易与镁负极反应，生成阻碍镁离子可逆沉积/溶解的钝化膜，这极大地限制了电解液组分的选择范围，严重阻碍了镁离子电池的发展应用。
2、镁铝氯复合电解液体系避开了有机金属组分的诸多限制，原料来源广泛，制备工艺简单且成本低廉，能够实现镁离子可逆沉积/溶解，并在一定程度上与镁离子电池正极具有良好的相容性，商业化应用前景广阔。
3、目前的镁铝复核电解液如专利号cn202410458495.6所公开的一种镁二次电池电解液及其制备方法和应用中所示，其中镁二次电池电解液为包含以下组分的复合体系；至少一种镁盐、溶剂和添加剂；每种镁盐溶解于溶剂后的浓度分别独立地为0.05～1.5mol/l，优选为0.3～1.0mol/l；电解液中添加剂的浓度为0.01～2.0mol/l，优选为0.2～0.6mol/l。镁盐为单核镁阳离子化盐，优选地，单核镁阳离子化盐的化学式为[mgl1m][ml2n]2，其中l1为四氢呋喃、乙二醇二甲醚、二氧六环、丁醚、三乙二醇二甲醚或聚乙二醇二甲醚，m为ga3+、al3+或gd3+，l2为卤素离子，m为0～6中的任一整数，n为0～4中的任一整数。
4、但上述的镁铝氯复合电解液体系仍存在一个“活化
技术实现思路
1、本专利技术意在提供一种无活化镁电池镁铝氯复合物电解液及其制备方法，以解决电解液的制作成本较高和使用时需要进行活化的问题。
2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种无活化镁电池镁铝氯复合物电解液，原料包括溶剂、离子液体、至少一种镁盐和至少一种其它盐，镁盐和其它盐的浓度均为0.01～1.0mol/l；所述溶剂为乙二醇二甲醚(dme)、四氢呋喃(thf)中的至少一种；
3、离子液体为1-甲基-1-戊基吡咯烷鎓双(三氟甲磺酰基)亚胺、1-甲基-1-n-辛基吡咯烷鎓双(三氟甲磺酰基)亚胺、1-烯丙基-1-甲基吡咯烷鎓双(三氟甲磺酰)亚胺、1-甲基-3-(4-磺丁基)咪唑鎓双(三氟甲磺酰基)亚胺、n-甲基,乙基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐、1-甲基吡啶鎓双(三氟甲磺酰基)亚胺中的至少一种。
4、本方案的有益效果为：本方案中的电解液的原料包括离子液体，在传统的电池领域，离子液体通常用于提高电解液的电化学性能，目前的镁电池镁铝氯电解液在配制完成后需要一个“活化过程”。如图1所示，活化未完成时，电解液的性能低，无法正常使用；活化完成后，电解液的性能大幅度的上升，此时才能正常使用。
5、但专利技术人在偶然的实验过程中发现采用本方案中的离子液体与原镁电池镁铝氯电解液混合，制作的镁电池不需要经过活化即表现出很好的电化学性能：经过持续的检测，发现即使经过长于现有电解液的活化时间，本方案中的电解液的性能仍然与开始检测时的性能基本接近，这正说明电解液在一开始就跨过了活化过程，在使用时无需先进行活化，使得采用本专利技术的电解液在制备完成后即可正常使用，制作成本低，并有效提高使用的便捷性以及使用效率。
6、进一步，每种盐的浓度小于等于0.5mol/l。
7、本方案的有益效果为：本方案中的电解液的性能更好，且可避免盐过多导致需要进行过滤，也避免盐过少而导致电解液中的有效物质过少。
8、进一步，离子液体与溶剂的体积比为0.01～0.2：3。
9、进一步，离子液体与溶剂的体积比为0.02～0.1：3。
10、本方案的有益效果为：本方案中的电解液的电化学性能更好，有利于提高电解液的整体性能。
11、进一步，溶剂为四氢呋喃和乙二醇二甲醚，离子液体为1-甲基-1-戊基吡咯烷鎓双(三氟甲磺酰基)亚胺，镁盐为氯化镁，其它盐为氯化铝。
12、本方案的有益效果为：现有的镁铝氯电解液需要经过“活化过程”改变电解液的化学环境，促进(mg2cl3)(thf)6+、alcl4-等活性物质的生成。本方案中采用的离子液体的电解液中包括阳离子以及双(三氟甲磺酰基)亚胺阴离子，双(三氟甲磺酰基)亚胺阴离子和其它阳离子会部分分解，从而产生更多的如alcl3f-等离子，离子数量的增加可以提高电解液的离子电导率。与此同时，alcl3f-为阴离子，还能够与mg2+结合，在电池使用时传输镁离子，从而跨过“活化”过程。
13、一种无活化镁电池镁铝氯复合物电解液的制备方法，包括以下步骤：
14、步骤1，将溶剂、离子液体、镁盐和其它盐混合，得到混合溶液；
15、步骤2，在20～30℃下搅拌至溶液清澈透明，得到电解液。
16、本方案的有益效果为：本方案的制备过程可在常温下完成而无需高温等条件，制备更为方便和简单，且耗能更低。
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1.一种无活化镁电池镁铝氯复合物电解液，其特征在于：原料包括溶剂、离子液体、至少一种镁盐和至少一种其它盐，镁盐和其它盐的浓度均为0.01～1.0mol/L；所述溶剂为乙二醇二甲醚(DME)、四氢呋喃(THF)中的至少一种；
2.根据权利要求1所述的一种无活化镁电池镁铝氯复合物电解液，其特征在于：每种盐的浓度小于等于0.5mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种无活化镁电池镁铝氯复合物电解液，其特征在于：离子液体与溶剂的体积比为0.01～0.2：3。
4.根据权利要求3所述的一种无活化镁电池镁铝氯复合物电解液，其特征在于：离子液体与溶剂的体积比为0.02～0.1：3。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种无活化镁电池镁铝氯复合物电解液，其特征在于：溶剂为四氢呋喃和乙二醇二甲醚，离子液体为1-甲基-1-戊基吡咯烷鎓双(三氟甲磺酰基)亚胺，镁盐为氯化镁，其它盐为氯化铝。
6.一种无活化镁电池镁铝氯复合物电解液的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种无活化镁电池镁铝氯复合物电解液，其特征在于：原料包括溶剂、离子液体、至少一种镁盐和至少一种其它盐，镁盐和其它盐的浓度均为0.01～1.0mol/l；所述溶剂为乙二醇二甲醚(dme)、四氢呋喃(thf)中的至少一种；
2.根据权利要求1所述的一种无活化镁电池镁铝氯复合物电解液，其特征在于：每种盐的浓度小于等于0.5mol/l。
3.根据权利要求1所述的一种无活化镁电池镁铝氯复合物电解液，其特征在于：离子液体与溶剂的体积比为0....
【专利技术属性】
技术研发人员：魏鑫，卢立伟，王敬丰，潘复生，
申请(专利权)人：重庆新型储能材料与装备研究院，
类型：发明
国别省市：
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