[发明专利]一种高盐水系电解液、电池及其用途

说明书

本发明公开了一种高盐水系电解液、电池及其用途，所述高盐水系电解液包括：季铵盐(R₄N)X和在水中化学稳定的金属盐AB构成的高盐浓度水溶液；在所述(R₄N)X中，R₄N⁺为阳离子，其中的R为烃基，与N元素成键；X为阴离子，包括F^‑、Cl^‑、Br^‑、I^‑、HSO₄^‑、RCOO^‑、CF₃SO₃^‑、(CF₃SO₂)₂N^‑、F₂N(SO₂)₂^‑、H₂PO₄^‑中的一种或几种；在所述金属盐AB中，A为阳离子，包括碱金属离子、碱土金属离子、Zn²⁺或Al³⁺中的一种或几种；B为阴离子，包括SO₄^2‑、NO₃^‑、PO₄^3‑、CO₃^2‑、CH₃COO^‑、CF₃SO₃^‑、双三氟甲烷磺酰亚胺基TFS I^‑、双氟磺酰亚胺基FS I^‑、双(五氟乙基磺酰基)亚氨基BET I^‑或(全氟丁基磺酰)亚胺基NFN^‑中的一种或几种。

技术领域

本发明涉及新能源储能器件技术领域，尤其涉及一种高盐水系电解液、电池及其用途。

背景技术

随着石油资源的不断消耗和环境污染的日益加剧,发展风能、太阳能等可再生能源及电动汽车已经成为全球性的课题。在发展这些新能源过程中，储能成为限制可再生能源大规模应用的关键技术之一。在所有储能体系中，电化学储能以维护简单、转换效率高、灵活性等优点得到各国政府和学者的广泛关注。其中水系可充电池由于安全、无毒、成本低廉是一类非常具有前景的电化学储能候选器件。但是水系电池存在电压窗口窄(纯水窗口只有1.23V)、能量密度低、输出电压低(平均电压一般低于1.4V)且不能在低倍率下稳定循环(0.5C)等缺点。近年来高盐水系电解液使得水系锂离子电池不仅平均电压超过2V、能量密度得到大幅提升而且可以在倍率下稳定循环【Science.2015，350，6263】。

但是高盐水系电解液内在要求电解质盐在水中具有较高的溶解度，而这个要求在其他水系电池体系中不能完全被满足。因此这也是把类似概念推广于其他水系金属电池的一大挑战。

发明内容

本发明实施例提供了一种高盐水系电解液、电池及其用途，通过使用季铵盐和金属盐，构建一种新型的高盐水系电解液。

第一方面，本发明实施例提供了一种高盐水系电解液包括：季铵盐(R₄N)X和在水中化学稳定的金属盐AB构成的高盐浓度水溶液；