【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开一种锂氧气电池不燃电解液及制备方法，本专利技术还进一步提供了采用该不燃电解液生产的锂氧气电池，属于锂氧气电池。
技术介绍
1、锂氧气电池的理论能量密度为~3500wh/kg，是锂离子电池能量密度的近十倍，极具有研发和应用前景。电解液作为锂氧气电池的重要组成部分，对电池的电化学性能和安全性等方面均有重要影响。有机溶剂作为锂氧气电池电解液的重要组成部分，具有低闪点、易燃烧的特性，在高温、碰撞等环境下很可能会发生热失控，引起燃烧，甚至发生爆炸。此外，锂氧气电池金属锂负极在电池循环过程中易产生锂枝晶，很可能会刺穿隔膜，使电池内部短路，影响电池的循环稳定性，甚至发生火灾事故。因此，利用阻燃剂和成膜添加剂改性锂氧气电池电解液，开发出阻燃且能抑制锂枝晶生长的电解液对锂氧气电池的发展具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种锂氧气电池不燃电解液及其制备方法；同时还提供了采用该不燃电解液生产的锂氧气电池，以提高锂氧气电池的安全性和循环稳定性。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：
3、本专利技术所述的锂氧气电池不燃电解液，包括阻燃添加剂、成膜添加剂、质子惰性溶剂、可溶性锂盐，所述阻燃添加剂为磷酸酯类阻燃剂；
4、所述阻燃添加剂与质子惰性溶剂在锂氧气电池不燃电解液中的体积比为1：1~9；所述成膜添加剂在锂氧气电池不燃电解液的含量为0.1~2mol/l；所述可溶性锂盐在锂氧气电池不燃电解液的含量为0.05~3mo
5、优选的，所述磷酸酯类阻燃剂包括磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、甲基膦酸二甲酯、三（2,2,2-三氟乙基）磷酸酯中的一种。
6、优选的，所述成膜添加剂包括硝酸锂和氟化锂中的一种。
7、优选的，所述质子惰性溶剂包括四乙二醇二甲醚和二甲基亚砜中的一种。
8、优选的，所述可溶性锂盐包括双三氟甲基磺酰亚胺锂、高氯酸锂、双氟磺酰亚胺锂、六氟磷酸锂中的一种。
9、本专利技术还提供上述技术方案所述锂氧气电池不燃电解液的制备方法，包括以下步骤：
10、将阻燃添加剂和质子惰性溶剂混合并搅拌均匀制成混合溶剂；
11、将成膜添加剂和可溶性锂盐加入到混合溶剂中，搅拌至成膜添加剂和锂盐完全溶解，即可得到锂氧气电池不燃电解液。
12、具体步骤如下：
13、将阻燃添加剂和质子惰性溶剂用4å型分子筛干燥，干燥时间优选为2~7天，进一步优选为3~6天，更优选为4~5天。
14、在充满氩气的手套箱中，将干燥后的阻燃添加剂和质子惰性溶剂混合并搅拌均匀制成混合溶剂，搅拌转速优选为100~700r/min，进一步优选为200~600r/min，更优选为300~500r/min；搅拌时间优选为0.5~12h，进一步优选为1~10h，更优选为2~8h。
15、将成膜添加剂和可溶性锂盐进行真空干燥，所述干燥温度优选为50~150℃，进一步优选为65~140℃，更优选为80~130℃；干燥时间优选为12~24h，进一步优选为14~22h，更优选为16~20h。
16、在充满氩气的手套箱中，将干燥后的成膜添加剂和可溶性锂盐加入到混合溶剂中，搅拌至锂盐完全溶解，搅拌转速优选为200~1000r/min，进一步优选为300~900r/min，更优选为400~700r/min；搅拌时间优选为1~24h，进一步优选为4~22h，更优选为6~20h。
17、本专利技术还提供了一种锂氧气电池，包括正极、隔膜、金属锂负极、电解液和电池壳；
18、所述电解液为上述技术方案所述的锂氧气电池不燃电解液或上述技术方案所述制备方法制备得到的锂氧气电池不燃电解液。
19、在本专利技术中，所述正极包括碳纸和涂覆在碳纸表面的正极材料；所述正极材料包括粘结剂和导电碳材料；所述粘结剂为聚偏氟乙烯；所述导电碳材料为super p；所述正极材料在碳纸上的负载量优选为0.1~0.9mg/cm2，进一步优选为0.2~0.8mg/cm2，更优选为0.3~0.7mg/cm2；所述粘结剂和导电碳材料的质量比为1：9。
20、在本专利技术中，所述隔膜优选为玻璃纤维隔膜，所述金属锂负极优选为厚度为0.6mm的锂片。
21、本专利技术对所述隔膜和锂片的来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
22、本专利技术的积极效果在于：
23、提供了一种新的锂氧气电池不燃电解液，包括阻燃添加剂、成膜添加剂、质子惰性溶剂、可溶性锂盐；将磷酸酯类阻燃添加剂引入到锂氧气电池电解液中可以使电解液具有不燃性，提高锂氧气电池的安全性；同时，成膜添加剂有助于在金属锂负极表面形成稳定的sei膜，抑制锂枝晶的生长和死锂的形成，改善金属锂负极的循环稳定性，进而提高电池的使用寿命。
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1.一种锂氧气电池不燃电解液，包括阻燃添加剂、成膜添加剂、质子惰性溶剂、可溶性锂盐，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的锂氧气电池不燃电解液，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的锂氧气电池不燃电解液，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的锂氧气电池不燃电解液，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的锂氧气电池不燃电解液，其特征在于：
6.权利要求1~5任一项所述的锂氧气电池不燃电解液的制备方法，包括以下步骤：
7.一种锂氧气电池，包括正极、隔膜、金属锂负极、电解液和电池壳，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种锂氧气电池不燃电解液，包括阻燃添加剂、成膜添加剂、质子惰性溶剂、可溶性锂盐，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的锂氧气电池不燃电解液，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的锂氧气电池不燃电解液，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的锂氧...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯明，孙桂儒，卢微，杨大明，陈秋旭，刘思含，
申请(专利权)人：吉林师范大学，
类型：发明
国别省市：
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