磷酸基添加剂作为钠/钾离子电池局域高浓度电解液的金属负极枝晶抑制剂的应用制造技术

技术编号:41829366 阅读:44 留言:0更新日期:2024-06-27 18:14
本发明专利技术属于钠/钾离子电池电解液技术领域,具体涉及磷酸基添加剂作为钠/钾离子电池局域高浓度电解液的金属负极枝晶抑制剂的应用。本发明专利技术通过调控本征安全的磷酸基添加剂本身当中的官能团成分,能够调控局域高浓度电解液溶剂鞘结构中钠/钾离子的溶剂化作用,在金属负极上生成更为稳定的SEI膜界面,抑制枝晶的产生,有效地增加电解液的不可燃特性,同时保持其原有的电化学性能,从而提升电池总体的安全性和稳定性,在钠/钾离子电池金属负极体系中具有广阔的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钠/钾离子电池中金属负极用的电解液。更具体地,涉及磷酸基添加剂作为钠/钾离子电池局域高浓度电解液的金属负极枝晶抑制剂的应用


技术介绍

1、21世纪以来,电动交通工具和便携式电子产品如电动汽车和智能手机等得到了迅速发展,而锂离子电池作为其主要的能源,也随之广泛应用。近年来,为了解决锂资源的昂贵成本、不均储量、价格波动等问题,同样位于碱金属主族的钠/钾离子电池的研究受到了广泛关注。钠/钾离子电池的金属负极体系(以下统称为“钠/钾金属电池”)由于具有同体系中最高的理论比容量从而极大地提升电池的能量密度,成为了储能领域研究的热门话题。然而,与锂电池中的锂金属相比,钠/钾电池中的钠/钾金属与电解质具有更高的反应活性,存在的问题更加严峻:钠/钾金属电池在长续航和快速充电等复杂的实际使用场景下,容易产生枝晶生长现象,导致电解液的过度消耗,甚至引发热失控、火灾等安全事故。这主要是由于电芯构造中常用的电解液是酯基可燃有机溶剂,其安全性和稳定性较低,影响了电芯乃至电池的循环寿命和安全性能。

2、为了解决这一问题,常见的策略是在电解液中添加具有阻燃特本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.磷酸基添加剂作为钠/钾离子电池局域高浓度电解液中金属负极的枝晶抑制剂的应用,其特征在于,所述磷酸基添加剂的结构如式(I)所示:

2.根据权利要求1所述应用,其特征在于,式(I)结构中,R1、R2、R3各自独立地选自以下任一基团:氢、Ph-R4、C1~12烷基,R4为苯环上的取代基,取代基的数目为一个或多个,取代基各自独立地选自氢或C1~6烷基;且R1、R2、R3不同时为氢。

3.根据权利要求2所述应用,其特征在于,式(I)结构中,R1、R2、R3各自独立地选自以下任一基团:氢、苯基、-Ph-CH3、-2-乙基己烷、乙基、丁基、十二烷基,且R1、R2、R3不同时...

【技术特征摘要】

1.磷酸基添加剂作为钠/钾离子电池局域高浓度电解液中金属负极的枝晶抑制剂的应用,其特征在于,所述磷酸基添加剂的结构如式(i)所示:

2.根据权利要求1所述应用,其特征在于,式(i)结构中,r1、r2、r3各自独立地选自以下任一基团:氢、ph-r4、c1~12烷基,r4为苯环上的取代基,取代基的数目为一个或多个,取代基各自独立地选自氢或c1~6烷基;且r1、r2、r3不同时为氢。

3.根据权利要求2所述应用,其特征在于,式(i)结构中,r1、r2、r3各自独立地选自以下任一基团:氢、苯基、-ph-ch3、-2-乙基己烷、乙基、丁基、十二烷基,且r1、r2、r3不同时为氢。

4.一种用于钠/钾离子电池的金属负极用的电解液,其特征在于,所述电解液包括磷酸基添加剂、电解质盐、共溶剂和稀释剂,所述电解质盐中的阳离子选自钠离子或钾离子,所述电解质盐的盐浓度≤2m;所述磷酸基添加剂的结构如式(i)所示:

5.根据权利要求4所述电解液,其特征在于,式(i)结构中,r1、r2、r3各自独立地选自以下任一基团:氢、ph-r4、c1~12烷基,r4为苯环上的取代基,取代基的数目为一个或多个,取代基各自独立地选自氢或c1~6烷基;且r1、r2、r3不同时为氢。

6.根据权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢俊鹏刘雅杰邰志新
申请(专利权)人:江门双碳实验室
类型:发明
国别省市:

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