【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及二次电池，具体而言，涉及钾盐电解液及二次电池和应用。
技术介绍
1、锂离子电池在电动汽车、储能和便携电子设备等领域得到了极其广泛的应用。然而，锂资源稀缺的瓶颈限制了锂离子电池的可持续性推广和应用。钠离子电池是一类新兴的低成本长寿命二次电池体系，其具有取代锂离子电池在储能领域应用的巨大潜力。然而，金属钠电位较高(-2.714v vs.h+/h2)导致含钠正极电位较低，且负极只能使用价格较高的硬碳材料(钠离子无法嵌入石墨层间)。因此，开发新型的高比能低成本二次离子电池体系势在必行。
2、由于金属钾电位(-2.928v vs.h+/h2)更接近金属锂电位(-3.045v vs.h+/h2)，且钾离子可以在石墨层间可逆嵌脱(理论比容量为280mah g-1)，钾离子电池具有高比能和低成本的优势。然而，目前已经研究的钾盐电解液，无论是以碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)为代表的碳酸酯溶剂体系，还是以乙二醇二甲醚(dme)为代表的醚溶剂体系，以及以磷酸三甲酯(tmp)、磷酸三乙酯(tep)为代表的磷酸酯溶剂体系，都无法同时在石墨负极和高电压正极表面形成稳定的固态电解质界面(分别为cei和sei)。因此，钾离子电池的长寿命稳定循环依然难以实现。
3、现有钾离子电解液无法同时兼顾高正负极稳定性、高离子电导率和低成本，因此，研究开发出同时兼容石墨负极和高电压正极的低成本钾盐电解液具有重要的意义。
技术实现思路
1、为了克服上述的技术问题，本专利技术提供了钾
2、第一方面，本专利技术提供了一种钾盐电解液，包括电解质钾盐和乙二醇二乙醚，所述电解质钾盐溶于乙二醇二乙醚中。
3、优选地，还包括共溶剂，和/或添加剂。
4、优选地，所述电解质钾盐包括双氟磺酰亚胺钾、双三氟磺酰亚胺钾、六氟磷酸钾、高氯酸钾中的任意一种，所述电解质钾盐的浓度为0.1-7mol/l。
5、优选地，所述共溶剂的体积为所述共溶剂和乙二醇二乙醚总体积的0-80％；
6、所述共溶剂包括碳酸酯类、羧酸酯类、醚类、砜类、腈类和氟代溶剂中的至少一种。
7、优选地，所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、kpo2f2、1,3-丙磺酸内酯、丁二腈、三(三甲基硅基)硼酸酯和三(三甲基硅基)磷酸酯中的至少一种；所述添加剂占钾盐电解液的质量分数为0.01％～10％。
8、第二方面，本专利技术提供一种钾离子二次电池，包括正极、负极以及介于所述正极与负极之间的隔膜和上述的钾盐电解液。
9、优选地，正极活性材料为普鲁士蓝类似物，化学式为kxfeym2-y(cn)z·nh2o，其中，x取值范围为1-2，y的取值范围为0-2，m为v、mn、fe、co、ni、cu、zn的至少一种，n的取值范围0-3；
10、或，为过渡金属氧化物，化学式为kzao2，其中，z取值范围为0.2-1，a为ti、v、cr、mn、fe、co、ni的至少一种；
11、或，为聚阴离子化合物，所述聚阴离子化合物包括k3v2(po4)3、kvopo4、kvpo4f、kfeso4f中的任意一种；
12、或，为有机物，所述有机物包括醌类、酰亚胺类和共轭羧酸类中的任意一种。
13、优选地，负极活性材料为天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、硬碳、软碳、石墨烯、无定形碳、合金和金属硫族化合物中的任意一种，所述合金包括锡、锑和铋中的至少一种。
14、第三方面，本专利技术还提供一种储能设备，包括如上述的钾离子二次电池。
15、第四方面，本专利技术还提供一种用电设备，包括如上述的钾离子二次电池。
16、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
17、本专利技术的钾盐电解液，将电解质钾盐溶于乙二醇二乙醚，利用低成本溶剂的弱溶剂化效应同时避免了电解液高电压腐蚀分解和溶剂共嵌入石墨层间，从而解决了现有钾盐电解液无法同时在石墨负极和高电压正极表面形成稳定的固态电解质界面的技术问题；与现有高浓度电解液相比，具有成本低的优势；与现有醚类和碳酸酯电解液相比，具有高正极稳定性；与现有电解液相比，还具有高负极稳定性的优势。
18、本专利技术的钾离子二次电池、储能设备和用电设备，包含上述钾盐电解液，均具有较好的循环稳定性。
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1.一种钾盐电解液，其特征在于，包括电解质钾盐和乙二醇二乙醚，所述电解质钾盐溶于乙二醇二乙醚中。
2.根据权利要求1所述的钾盐电解液，其特征在于，还包括共溶剂，和/或添加剂。
3.根据权利要求1所述的钾盐电解液，其特征在于，所述电解质钾盐包括双氟磺酰亚胺钾、双三氟磺酰亚胺钾、六氟磷酸钾、高氯酸钾中的至少一种，所述电解质钾盐的浓度为0.1-7mol/L。
4.根据权利要求2所述的钾盐电解液，其特征在于，所述共溶剂的体积为所述共溶剂和乙二醇二乙醚总体积的0-80％；
5.根据权利要求2所述的钾盐电解液，其特征在于，所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、KPO2F2、1,3-丙磺酸内酯、丁二腈、三(三甲基硅基)硼酸酯和三(三甲基硅基)磷酸酯中的至少一种；所述添加剂占钾盐电解液的质量分数为0.01％～10％。
6.一种钾离子二次电池，其特征在于，包括正极、负极以及介于所述正极与负极之间的隔膜和权利要求1-5任意一项所述的钾盐电解液。
7.根据权利要求6所述的钾离子二次电池，其特征在于，
8.根据权利要求6所述的钾离子二次电池，其特征在于，负极活性材料为天然石墨、人造石墨、中间相碳微球、硬碳、软碳、石墨烯、无定形碳、合金和金属硫族化合物中的任意一种，所述合金包括锡、锑和铋中的至少一种。
9.一种储能设备，其特征在于，包括如权利要求6所述的钾离子二次电池。
10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求6所述的钾离子二次电池。
...【技术特征摘要】
1.一种钾盐电解液，其特征在于，包括电解质钾盐和乙二醇二乙醚，所述电解质钾盐溶于乙二醇二乙醚中。
2.根据权利要求1所述的钾盐电解液，其特征在于，还包括共溶剂，和/或添加剂。
3.根据权利要求1所述的钾盐电解液，其特征在于，所述电解质钾盐包括双氟磺酰亚胺钾、双三氟磺酰亚胺钾、六氟磷酸钾、高氯酸钾中的至少一种，所述电解质钾盐的浓度为0.1-7mol/l。
4.根据权利要求2所述的钾盐电解液，其特征在于，所述共溶剂的体积为所述共溶剂和乙二醇二乙醚总体积的0-80％；
5.根据权利要求2所述的钾盐电解液，其特征在于，所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、kpo2f2、1,3-丙磺酸内酯、丁二腈、三(三甲基硅基)硼酸酯和三(三甲基硅基)磷酸酯中的至少一种；所述添加剂占钾盐电解液的质量分数为0.01％～10％...
【专利技术属性】
技术研发人员：王旭升，薛面起，马慧，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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