一种基于氘代水的水系电解质、其制备方法及在金属离子二次电池中的应用技术

本发明专利技术涉及一种基于氘代水的水系电解质，包括以下原料：含有金属离子的电解质盐、水，所述水中氘代水的体积比例为5

【技术实现步骤摘要】
一种基于氘代水的水系电解质、其制备方法及在金属离子二次电池中的应用


[0001]本专利技术属于化学电源领域和新能源
，具体涉及一种基于氘代水的水系电解质、其制备方法及在金属离子二次电池中的应用。

技术介绍

[0002]为应对能源危机和环境问题，亟需开发太阳能、风能、潮汐能等清洁、可再生能源。为提升新型可再生能源的综合利用效率，电网侧、输配电侧和用户侧需设计搭配高性能的储能系统。以水系锂离子电池、水系钠离子电池等为代表的水系金属离子二次电池具有安全性高、功率密度高、价廉环保等显著优势，是一类有前景的电化学储能装置。目前制约水系电池应用的主要因素为水系电解质的电化学窗口较窄(仅为1.23V)，这极大限制了正负极材料的选择，并显著降低电池的能量密度。此外，由于水系电解质电化学窗口较窄，水系电池循环过程中电极/电解质界面化学不稳定，因此存在库伦效率低、循环寿命短等问题。如何拓宽电解质的电化学窗口，提高水系电池的电化学稳定性是本
面临的难题一。

技术实现思路

[0003]针对上述技术问题，本专利技术目的是提供一种新型的基于氘代本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于氘代水的水系电解质，包括以下原料：含有金属离子的电解质盐、水，其特征在于，所述水中氘代水的体积比例为5
‑
100％。2.根据权利要求1所述的水系电解质，其特征在于，所述水中，氘代水的体积比例占30％以上。3.根据权利要求1所述的水系电解质，其特征在于，所述水系电解质还包括有机溶剂，所述有机溶剂为小分子有机溶剂、高分子有机物中的一种或多种的组合；以水和有机溶剂总和为100％，有机溶剂占0
‑
80％，优选占0％
‑
70％。4.根据权利要求1所述的水系电解质，其特征在于，水系电解质中，所述电解质盐的浓度为5
‑
35mol/kg，优选为15
‑
20mol/kg。5.根据权利要求4所述的水系电解质，其特征在于，所述电解质盐阳离子包括锂离子(Li
+
)、钠离子(Na
+
)、钾离子(K
+
)、锌离子(Zn
2+
)、镁离子(Mg
2+
)、铝离子(Al
3+
)的一种或多种；阴离子包括双三氟甲基磺酰亚胺根(TFSI
‑
)、三氟甲磺酸根(OTf
‑
)、双氟磺酰亚胺根(FSI
‑
)、双五氟乙基磺酰亚胺根(BETI
‑
)、硝酸根(NO3‑
)、硫酸根(SO
42
‑
)、氯离子(Cl
‑
)、溴离子(Br
‑
)、硫酸根(SO
42
‑
)、高氯酸根(ClO4‑
)、乙酸根(CH3COO
‑
)的一种或多种。优选地，电解质盐可选自双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)、双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)、三氟甲磺酸锂(LiOTf)、双五氟乙基磺酰亚胺锂(LiBETI)、高氯酸锂(LiClO4)、硝酸锂(LiNO3)、氯化锂(LiCl)、溴化锂(LiBr)、硫酸锂(Li2SO4)、乙酸锂(CH3COOLi)、双三氟甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛森，丑佳，郭玉国，张娟，殷雅侠，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：