有效

一种水系电池电解液的添加剂及其应用

索鎏敏、周安行、陈立泉
中国科学院物理研究所

专利价值洞察

基于大模型深度解析专利商业价值

解决问题

水系电池在充电过程中易发生析氢现象,影响电池性能和寿命。

达成效果

通过在负极表面形成疏水阳离子分子筛,有效阻止水分子在负极表面析氢,提高电池循环稳定性和使用寿命。

主要用途

适用于水系电池,如储能系统、太阳能和风能存储、电动汽车等领域,提升电池安全性和循环效率。

摘要

本发明公开了一种水系电池电解液的添加剂及其应用,水系电池电解液的添加剂的化学式为TX,具体为含有非水合阳离子的盐或离子液体;T为非水合阳离子,包括吡啶阳离子(C<Sub>5</Sub>H<Sub>5</Sub>NR)<Sup>+</Sup>、季鏻阳离子(R<Sub>4</Sub>P)<Sup>+</Sup>、三唑阳离子(C<Sub>2</Sub>H<Sub>2</Sub>N<Sub>3</Sub>R<Sub>2</Sub>)<Sup>+</Sup>、咪唑阳离子(C<Sub>3</Sub>H<Sub>3</Sub>N<Sub>2</Sub>R<Sub>2</Sub>)<Sup>+</Sup>、吡咯烷阳离子(C<Sub>4</Sub>H<Sub>8</Sub>NR<Sub>2</Sub>)<Sup>+</Sup>、哌啶阳离子(C<Sub>5</Sub>H<Sub>10</Sub>NR<Sub>2</Sub>)<Sup>+</Sup>、胍类阳离子(CN<Sub>3</Sub>R<Sub>6</Sub>)<Sup>+</Sup>、吗唑阳离子(C<Sub>4</Sub>H<Sub>8</Sub>ONR<Sub>2</Sub>)<Sup>+</Sup>、唑烷阳离子(C<Sub>3</Sub>H<Sub>6</Sub>NOR<Sub>2</Sub>)<Sup>+</Sup>、氨基酸类阳离子(CH<Sub>3</Sub>NO<Sub>2</Sub>R<Sub>2</Sub>)<Sup>+</Sup>、锍盐阳离子(R<Sub>3</Sub>S)<Sup>+</Sup>或其他离子半径大于95pm的金属大阳离子中的一种或几种;X为阴离子,包括I<Sup>‑</Sup>、Br<Sup>‑</Sup>、Cl<Sup>‑</Sup>、F<Sup>‑</Sup>、CF<Sub>3</Sub>SO<Sub>3</Sub><Sup>‑</Sup>、(CF<Sub>3</Sub>SO<Sub>2</Sub>)<Sub>2</Sub>N<Sup>‑</Sup>、F<Sub>2</Sub>N(SO<Sub>2</Sub>)<Sub>2</Sub><Sup>‑</Sup>、H<Sub>2</Sub>PO<Sub>4</Sub><Sup>‑</Sup>、RCOO<Sup>‑</Sup>、BF<Sub>4</Sub><Sup>‑</Sup>中的一种或几种;在水系电池充电过程中,添加剂TX中的非水合阳离子在电场作用下在电池负极表面形成一层疏水的阳离子分子筛,阻止水分子在电池负极表面发生析氢。