【技术实现步骤摘要】
一种可充镁空气电池及其制备方法
[0001]本专利技术属于新能源电池材料的开发及应用
,具体涉及一种可充镁空气电池及其电池材料制备方法。
技术介绍
[0002]金属空气电池以空气中的氧气作为正极活性物质,金属(锂、锌、镁或铝等)作为负极活性物质,氧气通过气体扩散电极到达气
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固
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液三相界面被电化学催化还原,同时,金属负极发生氧化反应,放出电能。理论上空气可以为金属空气电池无限提供正极反应材料。在众多类型的金属空气电池体系中,镁空气电池是一个具有前景的候选者。相比较目前研究较多的锂空气电池,金属镁具有以下优势:(1)镁离子在沉积过程中不存在枝晶现象,并且相对锂活泼性较弱,其安全性更胜一筹:(2)镁在地壳中储量丰富(2.33%,锂仅为0.0065%),因此其价格更为低廉,具有成本优势;(3)镁是二价金属,且相比于锂密度较高,因此其理论体积比容量可达3833mAh
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cm
‑3,远高于锂(2046mAh
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cm
‑3);(4)镁空气电池理论电压可达2.95V,与锂空气电池(2.91V)相当。所以综合来看,镁空气电池具有高理论电压、高容量、高安全性与低成本的优势。
[0003]镁空气电池分为一次镁空气电池与可充镁空气电池。一次镁空气电池目前研究较多,相关产品主要应用于小型、轻便的便携式电力系统,应急灯和应急电源备份系统,以及灯塔等海底仪器、监测设备和浮标等。一次镁空气电池在军事领域也得到了应用,为一些军用探测器供应能量。相 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可充镁空气电池,其采用双四(三氟乙氧基)硼酸镁的醚溶液作为电解液。2.根据权利要求1所述的可充镁空气电池,其中,所述醚选自于四氢呋喃、2
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甲基四氢呋喃、1,3
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二氧环戊烷、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、二氧六环、聚乙二醇二甲醚中的一种以上。3.根据权利要求1所述的可充镁空气电池,其中,所述双四(三氟乙氧基)硼酸镁醚溶液的浓度范围为0.1~1.5mol/L。4.根据权利要求1所述的可充镁空气电池,其中,所述双四(三氟乙氧基)硼酸镁醚溶液采用以下方法制备获得:方法一,S1,在惰性气氛下取二丁基镁/己烷溶液与三氟乙醇混合反应,其中二丁基镁与三氟乙醇的物质的量之比为1:0.5~3,得到混合物;S2,将S1中的上述混合物在常温、真空状态下抽干溶剂,得到的剩余粉末溶解在醚中,并加入硼烷
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四氢呋喃充分搅拌混合,混合后加入三氟乙醇进行反应,持续搅拌10~14h,其中,硼烷、三氟乙醇与S1中二丁基镁的物质的量之比为0.5~3:4~8.5:1;S3,将S2中反应完成的混合溶液在常温、真空状态下抽干溶剂,即可得到双四(三氟乙氧基)硼酸镁盐;S4,将S3中反应得到的双四(三氟乙氧基)硼酸镁盐,溶解在醚中,持续搅拌10~14h,即可得到双四(三氟乙氧基)硼酸镁的醚溶液,方法二,S1,在惰性气氛下,将硼氢化镁溶解在醚中,控制浓度在0.05~0.75mol/L;醚选自于四氢呋喃、2
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甲基四氢呋喃、1,3
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二氧环戊烷、乙二醇二甲醚的一种及以上;S2,向上述溶液中滴加三氟乙醇并不断搅拌,使硼氢化镁与三氟乙醇充分反应,其中,硼氢化镁与三氟乙醇的物质的量之比为1:8~1:10,持续搅拌20~24h;S3,将S2反应完成的溶液在常温、真空状态下抽干溶剂,并在真空烘箱中常温烘干20~24h,即可得到双四(三氟乙氧基)硼酸镁盐;S4,将S3中得到的双四(三氟乙氧基)硼酸镁盐溶解在醚中,搅拌6~18h,即可得到双四(三氟乙氧基)硼酸镁的醚溶液,方法三,S1,将镁盐溶解在醚中,得到镁盐的醚溶液,其中镁盐选自于氯化镁、氟化镁、双(二异丙基)酰胺镁、氧化镁、三氟甲基磺酸镁;醚选自于四氢呋喃、2
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甲基四氢呋喃、1,3
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二氧环戊烷、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、二氧六环、聚乙二醇二甲醚中的一种以上,优选二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、聚乙二醇二甲醚中的...
【专利技术属性】
技术研发人员:努丽燕娜,孙煜坤,王雅茹,张鹏,
申请(专利权)人:上海交通大学,
类型:发明
国别省市:
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