[发明专利]一种多功能锂空气电池电解质添加剂

说明书

本发明公开了一种多功能锂空气电池电解质添加剂，属于锂空气电池领域。本发明以烟酰胺作为锂空气电池电解质的添加剂。该添加剂不仅能降低电池反应的能垒，减少电池内部副反应的发生，保护电池组分免受高活性含氧基团的攻击，还能促进锂负极表面稳定SEI膜的产生，从而有效抑制锂枝晶的生长，最终实现锂空气电池循环性能的提升。

技术领域

本发明涉及锂空气电池领域，具体涉及的是一种多功能锂空气电池电解质添加剂。

背景技术

为了发展人类社会的可持续能源经济，低成本且可靠的储能技术至关重要。锂离子电池技术作为最先进的电池技术之一，已在现代通信领域取得了重大进展，并且在未来几年仍将继续在电动汽车和电网的快速发展中发挥重要作用。然而，锂离子电池有限的能量密度难以满足人类日益增长的需求，而锂空气电池因其超高的理论能量密度，受到了越来越多的关注。但是，锂空气电池还处于初始研究阶段，电池的容量衰减较为严重，循环性能较差。电池中复杂的内部环境，尤其是活泼的单线态氧(¹O₂)的存在，对锂空气电池电解质的稳定性要求很高，且绝缘的放电产物过氧化锂分解所造成的较高的充电过电势也易引发电解质的分解。另外，金属锂负极的锂枝晶问题也很严重，阻碍了锂空气电池的进一步发展。

烟酰胺是护肤品中常见的一种成分，可以对人类皮肤起到美白和抑菌的效果。烟酰胺是烟酸的生物活性形式，广泛见于多种动植物中。它也是辅助因子NADH(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)和NADPH(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸)的重要前体。它与还原型NADH和NADPH一起，在40多种生化反应中起到辅酶的作用，也可起到抗氧化剂的作用。

近年来，有不少关于锂空气电池电解质添加剂的研究报道，少量的添加剂就能对电池性能的提升起到很大的作用。但是，到目前为止，还没有文献报道将烟酰胺作为锂空气电池电解质添加剂。

发明内容

本发明提供了一种多功能锂空气电池电解质添加剂，本发明以烟酰胺作为锂空气电池电解质的添加剂，其具有多种功能，不仅能够有效保护锂金属负极，而且还能够促进充放电反应进行和避免电解质分解。

本发明首先提供了烟酰胺在作为锂空气电池电解质添加剂中的应用。

本发明的另一个目的是提供烟酰胺在制备锂空气电池电解质中的应用。

本发明第三个目的是提供一种电池电解质，包括锂盐、溶剂和添加剂。

上述的电池电解质，所述电池电解质由锂盐、溶剂和添加剂组成。

上述的电池电解质中，所述锂盐为LiN(SO₂CF₃)₂、LiCF₃SO₃、LiC(SO₂CF₃)₃和LiClO₄中的至少一种；

所述溶剂为二甲基亚砜、环丁砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚和四乙二醇二甲醚中的至少一种；

所述添加剂为烟酰胺。

上述的电池电解质中，所述锂盐的浓度为0.001～5mol/L；具体可为0.05～3mol/L；更具体可为1mol/L；

所述添加剂的浓度为0.001～5mol/L；具体可为0.001～0.5mol/L；更具体可为0.005～0.3mol/L、0.01～0.2mol/L、0.05mol/L或0.1mol/L。

本发明还提供了上述电池电解质的制备方法，包括如下步骤：

将所述锂盐溶解到所述溶剂中，然后加入所述添加剂，即得所述电池电解质。

上述的制备方法还包括加入所述添加剂后再加活化后的分子筛并静置的步骤。