【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于電解液，具體涉及一種鉀離子電池環(huán)醚電解液及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、隨著社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人類對(duì)于能源的需求正在與日俱增，但由于人類對(duì)于化石燃料過于依賴，如今已經(jīng)引起了嚴(yán)重的環(huán)境危機(jī)與過度的資源消耗。目前廣泛使用的能源體系多為傳統(tǒng)的不可再生能源，故為了降低使用化石燃料所帶來的一系列環(huán)境問題，如今的全球能源結(jié)構(gòu)正迅速轉(zhuǎn)向更為環(huán)保的清潔能源體系。在眾多的儲(chǔ)能技術(shù)中，電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)是最具發(fā)展前景的一種儲(chǔ)能技術(shù)。
2、雖然鋰離子電池已經(jīng)是一類發(fā)展較為成熟的儲(chǔ)能系統(tǒng)，但由于鋰資源分布不均勻且儲(chǔ)量不足，使得目前鋰離子電池的成本居高不下，而且無法滿足日益發(fā)展的大規(guī)模儲(chǔ)能需求。由此，開發(fā)具備高能量密度、高功率密度且成本低廉的替代能源系統(tǒng)的需求變得越來越迫切。由于鉀成本低廉、儲(chǔ)量豐富，并且鉀離子具有更小的溶劑化能，在電解液中形成的斯托克斯半徑較鋰離子更小，具有更加優(yōu)異的擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)具有較好的發(fā)展前景。石墨由于其低成本以及低污染的特點(diǎn)是最有發(fā)展前景的鉀離子電池負(fù)極材料。然而，鉀離子電池的電極材料在循環(huán)過程中由于鉀離子較大的離子半徑易產(chǎn)生體積效應(yīng)，這將導(dǎo)致石墨電極結(jié)構(gòu)的損傷粉化、容量損失以及循環(huán)壽命衰減。因此，目前的鉀離子電池發(fā)展的主要挑戰(zhàn)是缺乏與石墨電極材料相容性較好的電解液來維持石墨材料的穩(wěn)定循環(huán)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)的目的在于提供一種鉀離子電池環(huán)醚電解液及其制備方法和應(yīng)用。該電解液用于以石墨為負(fù)極活性材料的鉀離子電池中時(shí)，可以有效防止或減輕石
2、為了解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)采用以下技術(shù)方案：
3、提供一種鉀離子電池環(huán)醚電解液，包括雙氟磺酰亞胺鉀(kfsi)和四氫吡喃(thp)溶劑；其中雙氟磺酰亞胺鉀濃度為1-2mol/l。
4、按上述方案，雙氟磺酰亞胺鉀濃度為1.5-2mol/l。
5、按上述方案，所述鉀離子電池以石墨為負(fù)極活性材料。
6、提供一種上述鉀離子電池環(huán)醚電解液的制備方法，包括以下步驟：
7、將雙氟磺酰亞胺鉀與四氫吡喃混合，雙氟磺酰亞胺鉀完全溶解即得鉀離子電池環(huán)醚電解液。
8、提供一種上述鉀離子電池環(huán)醚電解液在鉀離子電池中的應(yīng)用，其中所述鉀離子電池以石墨為負(fù)極活性材料。
9、提供一種鉀離子電池，包括正極、負(fù)極、電解液和隔膜，其中所述負(fù)極以石墨為活性材料；所述電解液為上述鉀離子電池環(huán)醚電解液。
10、按上述方案，所述負(fù)極為石墨、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑混合涂布在負(fù)極集流體上制備得到。
11、優(yōu)選地，石墨、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑質(zhì)量比為7-9.5：0.25-1.1:0.5-1.1。
12、優(yōu)選地，導(dǎo)電劑為導(dǎo)電炭黑、碳納米管、氧化石墨烯、乙炔黑、石墨中的一種或幾種。
13、優(yōu)選地，負(fù)極集流體為銅箔。
14、優(yōu)選地，粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯中一種或幾種。
15、本專利技術(shù)的有益效果如下：
16、1.本專利技術(shù)提供了一種鉀離子電池環(huán)醚電解液，以雙氟磺酰亞胺鉀為鉀鹽，以四氫吡喃為溶劑，具有更寬的電化學(xué)窗口；用于以石墨為負(fù)極活性材料的鉀離子電池中時(shí)，由于其溶劑化結(jié)構(gòu)使其擁有較低的界面反應(yīng)活化能促進(jìn)鉀離子的去溶劑化過程，且產(chǎn)生的固體電解質(zhì)界面膜(sei)中s大多數(shù)以無機(jī)態(tài)存在是的sei更加薄且堅(jiān)固更有利于離子傳輸，可以有效防止或減輕石墨材料的損傷，使電池表現(xiàn)出更長的循環(huán)壽命，具有重要的應(yīng)用前景。
17、2.本專利技術(shù)通過簡單組分的電解液，即實(shí)現(xiàn)了以石墨為負(fù)極活性材料的鉀離子電池中石墨的穩(wěn)定循環(huán)，促進(jìn)了鉀離子電池的發(fā)展，具有重要的工業(yè)化應(yīng)用價(jià)值。
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1.一種鉀離子電池環(huán)醚電解液，其特征在于，包括雙氟磺酰亞胺鉀和溶劑四氫吡喃；其中雙氟磺酰亞胺鉀濃度為1-2mol/L。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉀離子電池環(huán)醚電解液，其特征在于，雙氟磺酰亞胺鉀濃度為1.5-2mol/L。
3.一種權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的鉀離子電池環(huán)醚電解液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.一種權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的鉀離子電池環(huán)醚電解液在鉀離子電池中的應(yīng)用，其特征在于，所述鉀離子電池以石墨為負(fù)極活性材料。
5.一種鉀離子電池，包括正極、負(fù)極、電解液和隔膜，其特征在于，所述負(fù)極以石墨為活性材料；所述電解液為權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的鉀離子電池環(huán)醚電解液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉀離子電池，其特征在于，所述負(fù)極為石墨、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑混合涂布在負(fù)極集流體上制備得到。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鉀離子電池，其特征在于，石墨、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑質(zhì)量比為7-9.5：0.25-1.1:0.5-1.1。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鉀離子電池，導(dǎo)電劑為導(dǎo)電炭黑、碳納米管、氧化石墨烯、乙炔黑
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鉀離子電池，負(fù)極集流體為銅箔。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鉀離子電池，粘結(jié)劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚四氟乙烯中一種或幾種。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種鉀離子電池環(huán)醚電解液，其特征在于，包括雙氟磺酰亞胺鉀和溶劑四氫吡喃；其中雙氟磺酰亞胺鉀濃度為1-2mol/l。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉀離子電池環(huán)醚電解液，其特征在于，雙氟磺酰亞胺鉀濃度為1.5-2mol/l。
3.一種權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的鉀離子電池環(huán)醚電解液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.一種權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的鉀離子電池環(huán)醚電解液在鉀離子電池中的應(yīng)用，其特征在于，所述鉀離子電池以石墨為負(fù)極活性材料。
5.一種鉀離子電池，包括正極、負(fù)極、電解液和隔膜，其特征在于，所述負(fù)極以石墨為活性材料；所述電解液為權(quán)利要...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳偉，成朝杰，麥立強(qiáng)，羅雯，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：武漢理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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