【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种固态电解质及镁离子电池，属于电解液制备及电化学。
技术介绍
1、镁离子电池是一种依靠镁离子在正、负极材料之间嵌入/脱出来实现充/放电的二次电池，有着良好的发展前景。与商用锂离子电池中使用的插层型负极材料相比，以镁金属及其合金作为负极，具有结构简单、固有安全性、廉价和良好的放电性能(理论电压为3.1v，能量密度为6.8kw h kg-1)的优点，会产生更高的能量密度和更快的动力学性能。同时，因为具有低扩散势垒和独特的平面六边形沉积生长过程，与锂和锌相比，镁金属在充电过程中不易形成枝晶，从而具有更长的循环寿命。但它们的发展受到mg钝化特性的严重阻碍，特别是在水溶液中。镁金属表面容易钝化生成mgo和mg(oh)2钝化膜，该钝化膜是不可渗透的mg2+离子的，从而抑制镁阳极的氧化还原反应和减缓镁电沉积的动力学。为解决这个问题，大多数研究人员专注于非水电解液系统，如有机电解液和离子液体电解液。例如格氏试剂、镁氯化铝络合物(macc)和有机硼酸盐/碳酸酯或非还原醚溶剂，例如四氢呋喃(thf)、二甲醚(dme)和甘氨酸等。其中一些策略成功地限制了钝化膜的生成，一些生成sei膜，以实现可逆的镁溶解和沉积。尽管如此，有机镁电池经常遭受电化学氧化不稳定和导电性差的困扰。同时，有机溶剂易燃、易挥发且价格较高，差的安全性和高成本问题，限制了它的发展。相比之下，离子液体表现出高电化学稳定性，低可燃性和快速的离子传导性。然而，高昂的成本使其难以实现大规模应用。
技术实现思路
1、本申请的目的是为了
2、根据本申请的一个方面，提供了一种固态电解质，所述固态电解质包括基体和固溶盐；所述基体为海藻酸盐；所述固溶盐包括镁盐。
3、可选地，所述固态电解质为柔性固态电解质。
4、可选地，所述海藻酸盐选自海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸镁中的至少一种。
5、可选地，所述镁盐选自氯化镁、硫酸镁、甲酸镁、乙酸镁中的至少一种。
6、可选地，所述基体和固溶盐的质量比为1：0.5～1：6。
7、可选地，所述基体和固溶盐的质量比选自1：0.5、1：1、1：2、1：3、1：4、1：5、1：6中的任意值或上述任意两点间的范围值。
8、可选地，所述固溶盐还包括其他盐；所述其他盐选自钠盐、锂盐、钾盐中的至少一种。
9、可选地，所述钠盐选自氯化钠、甲酸钠、硫酸钠、乙酸钠、氟硼酸钠中的至少一种。
10、可选地，所述锂盐选自氯化锂、硫酸锂、乙酸锂、甲酸锂中的至少一种。
11、可选地，所述钾盐选自乙酸钾、氯化钾、硫酸钾、氟硼酸钾中的至少一种。
12、可选地，所述镁盐与其他盐的质量比为1:0.01～1:10。
13、可选地，所述镁盐与其他盐的质量比选自1:0.01、1:0.2、1:1、1:2、1:5、1:10中的任意值或上述任意两点间的范围值。
14、根据本申请的另一个方面，提供一种镁离子电池，所述镁离子电池包括负极、正极和镁离子电池固态电解质；
15、所述固态电解质将所述正极和负极分隔；
16、所述固态电解质选自上述所述的镁离子电池电解质。
17、可选地，所述柔性可穿戴固态电解质起电解液和隔膜的作用。
18、可选地，所述正极选自选自五氧化二钒、水钠锰矿型二氧化锰(birnessite-mno2)、三氧化钼、na2mnfe(cn)6中的至少一种。
19、可选地，所述负极选自纯镁和/或镁合金。
20、可选地，所述镁合金选自az61镁合金、az31镁合金、az91镁合金中的至少一种。
21、可选地，所述镁离子电池的放电电压为0.1～3.5v。
22、可选地，所述镁离子电池的放电电压选自0.1v、0.5v、1.0v、1.5v、1.8v、2.2v、3.0v、3.5v中的任意值或上述任意两点间的范围值。
23、本专利技术提供一种镁离子电池，使用柔性可穿戴固态电解质为电解液，以az61为镁负极，以na2mnfe(cn)6为正极。本专利技术中，使用柔性可穿戴固态电解质，抑制az61镁合金在充放电过程中的钝化膜的生成，并在充放过程中实现镁可逆的沉积/溶解。本专利技术中，通过以na2mnfe(cn)6为正极，使电池具有高的工作电压。测试结果表明，在0.2c的电流密度下，组装的镁离子电池的放电电压平台可达2.80v。在1c电流密度下，组装的镁离子电池充放电寿命可以达到200次。优异的电化学性能表明其作为镁离子电池，具有非常大的应用前景。同时，制备工艺简单可控，设备简易，是一种易于进行大规模生产的方法。
24、本申请能产生的有益效果包括：
25、1)本专利技术采用的原料是氯化钠(nacl)、氟硼酸钾(kbf4)、(mgso4)、甲酸钠(nacooh)、海藻酸盐等廉价材料，材料来源广泛，绿色安全，成本低廉。
26、2)本专利技术制备方法简单，可以实现大规模生产。
27、3)本专利技术获得的柔性可穿戴固态电解质对抑制az61镁合金表面钝化膜的生成，及实现镁在充放电过程中可逆的沉积/溶解有明显的作用。
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1.一种固态电解质，其特征在于，所述固态电解质包括基体和固溶盐；
2.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，所述固态电解质为柔性固态电解质。
3.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，所述海藻酸盐选自海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸镁中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，所述基体和固溶盐的质量比为1:0.5～1:6。
5.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，所述固溶盐还包括其他盐；
6.根据权利要求5所述的固态电解质，其特征在于，所述镁盐与其他盐的质量比为1:0.01～1:10。
7.一种镁离子电池，其特征在于，所述镁离子电池包括负极、正极和固态电解质；
8.根据权利要求7所述的镁离子电池，其特征在于，所述正极选自选自五氧化二钒、Birnessite-MnO2、三氧化钼、Na2MnFe(CN)6中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的镁离子电池，其特征在于，所述负极选自纯镁和/或镁合金；
10.根据权利要求7所述的镁离子电池，其特征在
...【技术特征摘要】
1.一种固态电解质，其特征在于，所述固态电解质包括基体和固溶盐；
2.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，所述固态电解质为柔性固态电解质。
3.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，所述海藻酸盐选自海藻酸钠、海藻酸钾、海藻酸镁中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，所述基体和固溶盐的质量比为1:0.5～1:6。
5.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，所述固溶盐还包括其他盐；
6.根据权利要求5所述的固态电解质，...
【专利技术属性】
技术研发人员：王二东，张强，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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