【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电解液领域，具体涉及一种基于氯化胆碱体系低共熔溶剂的低温电解液制备方法。
技术介绍
1、锌离子电池的能量密度和安全性能一直是科技界关注的热点问题。锌离子电池安全性高、成本低、环保、储量丰富且具有高电导率可以满足电池快速充放电等要求，在规模化储能等方面有很大的应用前景及市场。但是，对于锌离子电池还是有一系列的问题亟需解决。例如，锌离子电池负极锌的枝晶化、库伦效率低等难题制约着可充电锌离子电池的发展。发展电化学性能优越的电解液是解决这些问题的关键之一。
2、低共熔溶剂(des)具有低挥发性、化学稳定性好、导电性优异等特点，可以避免h2析出和其他水诱导的副反应有关的问题。此外，des电解液可以抑制锌阳极的自腐蚀，并且可以避免在充电过程中形成氧化锌钝化膜。同时，des具有低成本、易于制造、无毒性、生物可降解性等特点，是电池电解质的理想选择。基于此，本专利技术提供了一种基于氯化胆碱体系低共熔溶剂的低温电解液制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于氯化胆碱体系低共熔溶剂的低温电解液制备方法，该电解液由于采用了氯化胆碱-尿素-乙二醇低共熔溶剂，具有高安全性、不可燃、热稳定性强，该电解液的蒸汽压极低、几乎不挥发、热稳定性良好，电解质体系环境友好，可循环使用。
2、第一方面，本专利技术提供一种基于氯化胆碱体系低共熔溶剂的低温电解液制备方法，步骤包括：
3、将氯化胆碱和尿素进行干燥，然后在90-100℃加热搅拌共熔至清亮透明液体，合
4、(2)向步骤(1)合成的氯化胆碱-尿素低共熔溶剂中加入少量水、氯化锌和添加剂，搅拌溶解均匀，配制成电解液。
5、进一步地，所述尿素与乙二醇的摩尔比为1:(1-4)。
6、进一步地，所述氯化胆碱与尿素-乙二醇混合物的摩尔比为1:(1-10)。
7、进一步地，所述电解液中氯化锌的浓度为0.5～2.0mol/l。
8、进一步地，所述电解液中添加剂的浓度为0.05～0.4mol/l。
9、进一步地，所述电解液中加入少量水的量占电解液比为0.5～30wt％
10、进一步地，所述添加剂包括质量比为(2-3)：(9-10)：(10-12)的葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、氯化钠。
11、进一步地，所述电解液低温下结冰的凝固点温度低于零下90℃。
12、第二方面，本专利技术提供一种基于氯化胆碱体系低共熔溶剂的低温电解液，采用前述的制备方法制备。
13、第三方面，本专利技术提供一种锌离子电池，包括正极、负极、隔膜以及电解液，所述电解液采用前述的制备方法制备。
14、本专利技术的有益效果在于：
15、(1)本专利技术提供了一种基于氯化胆碱体系低共熔溶剂的低温电解液制备方法，电解质体系为氯化胆碱-尿素-乙二醇低共熔溶剂，其原料易得、制备简单，室温下蒸汽压极低，基本不挥发；这是由于低共熔溶剂中的氢键受体和氢键供体之间形成了稳定的氢键网络，这种网络结构有效地限制了溶剂分子的运动，使得溶剂在室温下难以挥发，因此蒸汽压极低。此外，这种稳定的结构还使得低共熔溶剂具有较高的热稳定性，能够承受较高的温度而不分解。因而使得这种电解液还具有不可燃性和低温稳定性等优点，有效降低了其发生火灾的风险。
16、(2)葡萄糖酸钠作为电解液添加剂加入氯化胆碱体系低共熔溶剂的低温电解液中可以显著提高氯化胆碱体系低共熔溶剂的稳定性和防腐性能；葡萄糖酸钠具有良好的防腐作用，能够有效抑制细菌和霉菌的生长，从而延长电解液的使用寿命；同时，它还能增强电解液的稳定性，减少因环境变化而导致的性能波动。
17、(3)柠檬酸钠作为添加剂可以进一步改善电解液的溶解性能和ph缓冲能力。柠檬酸钠具有良好的溶解性，能够帮助其他添加剂更好地分散在电解液中，实现均匀分布；此外，柠檬酸钠还可以形成强大的ph缓冲体系，有效维持电解液的酸碱平衡，防止因ph值变化而影响电解效果。
18、(4)氯化钠的加入可以降低电解液的熔点，提高电解效率；氯化钠作为一种电解质，能够降低氯化胆碱体系低共熔溶剂的熔点，使电解液在较低的温度下就能进行电解反应；这不仅可以节约能源，还能提高电解过程的效率；
19、(5)本专利技术利用质量比为(2-3)：(9-10)：(10-12)的葡萄糖酸钠、柠檬酸钠、氯化钠作为电解液添加剂，三者的协同作用可以有效提高电解液的离子浓度和迁移速率，从而增强电解液的导电能力；这有助于提升电解过程的效率和质量，实现更高效的能源转换和利用。同时，在保证电池高安全性的前提下，仍然具有优异的循环寿命，具有良好的应用前景。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于氯化胆碱体系低共熔溶剂的低温电解液制备方法，其特征在于，步骤包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于氯化胆碱体系低共熔溶剂的低温电解液制备方法，其特征在于，所述尿素与乙二醇的摩尔比为1:(1-4)。
3.根据权利要求1所述的一种基于氯化胆碱体系低共熔溶剂的低温电解液制备方法，其特征在于，所述氯化胆碱与尿素-乙二醇混合物的摩尔比为1:(1-10)。
4.根据权利要求1所述的一种基于氯化胆碱体系低共熔溶剂的低温电解液制备方法，所述电解液中氯化锌的浓度为0.5～2.0mol/L。
5.根据权利要求1所述的一种基于氯化胆碱体系低共熔溶剂的低温电解液制备方法，所述电解液中添加剂的浓度为0.05～0.4mol/L。
6.根据权利要求1所述的一种基于氯化胆碱体系低共熔溶剂的低温电解液制备方法，所述电解液中加入少量水的量占电解液比为0.5～30wt％。
7.根据权利要求1所述的一种基于氯化胆碱体系低共熔溶剂的低温电解液制备方法，其特征在于，所述添加剂包括质量比为(2-3)：(9-10)：(10-12)的葡萄糖酸钠
8.根据权利要求1所述的一种基于氯化胆碱体系低共熔溶剂的低温电解液制备方法，其特征在于，所述电解液低温下结冰的凝固点温度低于零下90℃。
9.一种基于氯化胆碱体系低共熔溶剂的低温电解液，采用权利要求1-7任一项所述的制备方法制备。
10.一种锌离子电池，包括正极、负极、隔膜以及电解液，所述电解液采用权利要求1-7任一项所述的制备方法制备。
...【技术特征摘要】
1.一种基于氯化胆碱体系低共熔溶剂的低温电解液制备方法，其特征在于，步骤包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于氯化胆碱体系低共熔溶剂的低温电解液制备方法，其特征在于，所述尿素与乙二醇的摩尔比为1:(1-4)。
3.根据权利要求1所述的一种基于氯化胆碱体系低共熔溶剂的低温电解液制备方法，其特征在于，所述氯化胆碱与尿素-乙二醇混合物的摩尔比为1:(1-10)。
4.根据权利要求1所述的一种基于氯化胆碱体系低共熔溶剂的低温电解液制备方法，所述电解液中氯化锌的浓度为0.5～2.0mol/l。
5.根据权利要求1所述的一种基于氯化胆碱体系低共熔溶剂的低温电解液制备方法，所述电解液中添加剂的浓度为0.05～0.4mol/l。
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓小楠，张颖朦，孙卉，吴娟，完玲中，叶泗洪，
申请(专利权)人：安徽省农业科学院棉花研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。