權(quán)利要求書(shū)： 1.一種鎂電池電解液，其特征在于，包括凝膠態(tài)電解質(zhì)鹽，所述電解質(zhì)鹽的化學(xué)式為[MgXMp][B(ORO)4]n，其中，所述X選自?1價(jià)的鹵素離子和類鹵素離子中的一種或多種，所述M為配位劑，所述p選自1～5的任意整數(shù)，所述n選自任意的正整數(shù)，所述R選自通式為?(Cn1Hn2Yn3On4)?的基團(tuán)，其中，所述Y選自?1價(jià)的所述鹵素離子和所述類鹵素離子中的一種或多種，所述n1選自2~10之間的任意整數(shù)，所述n2、n3、n4均為大于等于0的整數(shù)，n2+n3≤2n1；

+

所述電解質(zhì)鹽中的陽(yáng)離子為與所述配位劑M配位的[MgX] ，陰離子為具有含硼聚合物骨－

架的[B(ORO)4]n 。

－ － － － －

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂電池電解液，其特征在于，所述X選自F 、Cl 、Br 、I 、CN 和－ － － － － － －SCN 中的一種或多種，所述Y選自F 、Cl 、Br 、I 、CN 和SCN 中的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鎂電池電解液，其特征在于，所述R為?(R1OR2OR3OR4)?，所述R1、R2、R3、R4各自獨(dú)立的選自通式為?(Cm1Hm2Ym3)?的基團(tuán)，其中，所述Y選自?1價(jià)的所述鹵素離子和所述類鹵素離子中的一種或多種，所述m1選自1~3之間的任意整數(shù)，所述m2、m3均為大于等于0的整數(shù)，m2+m3≤2m1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂電池電解液，其特征在于，還包括非水溶劑，所述非水溶劑和所述配位劑M為同種分子。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鎂電池電解液，其特征在于，所述非水溶劑和所述配位劑分別選自離子液體和有機(jī)溶劑中的一種或多種。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鎂電池電解液，其特征在于，所述離子液體包括咪唑類離子液體、哌啶類離子液體和吡咯類離子液體中的一種或多種，所述咪唑類離子液體選自1?乙基?

3?甲基咪唑四氟硼酸鹽和1?乙基?3?甲基咪唑雙(三氟甲烷磺酸)亞胺鹽中的一種或多種；

所述吡咯類離子液體選自N?丁基?N?甲基吡咯烷雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鹽，所述哌啶類離子液體選自N?丁基?N?甲基哌啶雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鹽。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鎂電池電解液，其特征在于，所述有機(jī)溶劑包括醚類化合物、酯類化合物和芳香類化合物中的一種或多種，所述醚類化合物選自四氫呋喃、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、二氧六環(huán)和聚乙二醇二甲醚中的一種或多種；所述酯類化合物選自乙酸乙酯；所述芳香類化合物選自吡啶、2?甲基吡啶、3?甲基吡啶、4?甲基吡啶、2 ,6?二氯吡啶、2?氨基吡啶、氮甲基咪唑中的一種或多種；還包括甲苯、二甲亞砜、二甲基甲酰胺、乙腈中的一種或多種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎂電池電解液，其特征在于，所述電解質(zhì)鹽的化學(xué)式為[MgClMp][B(OC2H2F2OC2F4OC2F4OC2H2F2)4]n、[MgBrMp][B(OC2H2F2OC2F4OC2F4OC2H2F2)4]n、[MgIMp][B(OC2H2F2OC2F4OC2F4OC2H2F2)4]n、[MgFMp][B(OC2H2F2OC2F4OC2F4OC2H2F2)4]n、[MgCNMp][B(OC2H2F2OC2F4OC2F4OC2H2F2)4]n、[MgSCNMp][B(OC2H2F2OC2F4OC2F4OC2H2F2)4]n、[MgClMp][B(OC2H2Cl2OC2Cl4OC2Cl4OC2H2Cl2)4]n、[MgBrMp][B(OC2H2Cl2OC2Cl4OC2Cl4OC2H2Cl2)4]n、[MgIMp][B(OC2H2Cl2OC2Cl4OC2Cl4OC2H2Cl2)4]n、[MgFMp][B(OC2H2Cl2OC2Cl4OC2Cl4OC2H2Cl2)4]n、[MgCNMp][B(OC2H2Cl2OC2Cl4OC2Cl4OC2H2Cl2)4]n、[MgSCNMp][B(OC2H2Cl2OC2Cl4OC2Cl4OC2H2Cl2)4]n、[MgClMp][B(OC2H2Br2OC2Br4OC2Br4OC2H2Br2)4]n、[MgBrMp][B(OC2H2Br2OC2Br4OC2Br4OC2H2Br2)4]n、[MgIMp][B(OC2H2Br2OC2Br4OC2Br4OC2H2Br2)4]n、[MgFMp][B(OC2H2Br2OC2Br4OC2Br4OC2H2Br2)4]n、[MgCNMp][B(OC2H2Br2OC2Br4OC2Br4OC2H2Br2)4]n、[MgSCNMp][B(OC2H2Br2OC2Br4OC2Br4OC2H2Br2)4]n、[MgClMp][B(OC2H2I2OC2I4OC2I4OC2H2I2)4]n、[MgBrMp][B(OC2H2I2OC2I4OC2I4OC2H2I2)4]n、[MgIMp][B(OC2H2I2OC2I4OC2I4OC2H2I2)4]n、[MgFMp][B(OC2H2I2OC2I4OC2I4OC2H2I2)4]n、[MgCNMp][B(OC2H2I2OC2I4OC2I4OC2H2I2)4]n、[MgSCNMp][B(OC2H2I2OC2I4OC2I4OC2H2I2)4]n、[MgClMp][B(OC2H2(CN)2OC2(CN)4OC2(CN)4OC2H2(CN)2)4]n、[MgBrMp][B(OC2H2(CN)2OC2(CN)4OC2(CN)4OC2H2(CN)2)4]n、[MgIMp][B(OC2H2(CN)2OC2(CN)4OC2(CN)4OC2H2(CN)2)4]n、[MgFMp][B(OC2H2(CN)2OC2(CN)4OC2(CN)4OC2H2(CN)2)4]n、[MgCNMp][B(OC2H2(CN)2OC2(CN)4OC2(CN)4OC2H2(CN)2)4]n、[MgSCNMp][B(OC2H2(CN)2OC2(CN)4OC2(CN)

4OC2H2(CN)2)4]n、[MgClMp][B(OC2H2(SCN)2OC2(SCN)4OC2(SCN)4OC2H2(SCN)2)4]n、[MgBrMp][B(OC2H2(SCN)2OC2(SCN)4OC2(SCN)4OC2H2(SCN)2)4]n、[MgIMp][B(OC2H2(SCN)2OC2(SCN)4OC2(SCN)4OC2H2(SCN)2)4]n、[MgFMp][B(OC2H2(SCN)2OC2(SCN)4OC2(SCN)4OC2H2(SCN)2)4]n、[MgCNMp][B(OC2H2(SCN)2OC2(SCN)4OC2(SCN)4OC2H2(SCN)2)4]n、[MgSCNMp][B(OC2H2(SCN)2OC2(SCN)4OC2(SCN)4OC2H2(SCN)2)4]n中的一種或多種。

9.一種根據(jù)權(quán)利要求1 8任一項(xiàng)所述的鎂電池電解液的制備方法，包括：將無(wú)水鎂鹽、~

無(wú)水多元醇和權(quán)利要求4 7任一項(xiàng)所述非水溶劑混合得到混合物；以及將所述混合物在25~

℃～200℃下反應(yīng)；其中，所述無(wú)水鎂鹽為MgXBH4，所述無(wú)水多元醇為OH?R?OH，所述R選自通式為?(Cn1Hn2Yn3On4)?的基團(tuán)，其中，所述Y選自?1價(jià)的所述鹵素離子和所述類鹵素離子中的一種或多種，所述n1選自2~10之間的任意整數(shù)，所述n2、n3、n4均為大于等于0的整數(shù)，n2+n3≤2n1。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鎂電池電解液的制備方法，其特征在于，所述無(wú)水鎂鹽和所述無(wú)水多元醇的摩爾比為1：（4 6）。

~

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鎂電池電解液的制備方法，其特征在于，所述無(wú)水鎂鹽在所述混合物中的濃度為0.1mol/L～3mol/L。

12.一種鎂電池，其特征在于，所述鎂電池包括根據(jù)權(quán)利要求1 8任一項(xiàng)所述的鎂電池~

電解液。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鎂電池，其特征在于，所述鎂電池為鎂硫電池。

說(shuō)明書(shū)： 鎂電池電解液及其制備方法和鎂電池技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及能源技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鎂電池電解液及其制備方法和鎂電池。背景技術(shù)[0002] 鎂電池因其體積能量密度高于鋰電池而受到廣泛關(guān)注，尤其是鎂硫電池，鎂硫電池的理論能量密度大于4000WH/L。但是鎂電池的發(fā)展仍然非常緩慢，主要原因之一是缺乏合適的電解液。[0003] 目前，已被開(kāi)發(fā)的HMDS體系、MACC體系、B?based體系以及Mg(TFSI)2體系等鎂硫電池電解液，普遍存在容易發(fā)生電池內(nèi)部短路、易泄露等問(wèn)題。而最新被研發(fā)的一款基于硼氫化鎂?聚四氫呋喃的電解液，其物理狀態(tài)為凝膠態(tài)，雖然可以很好的降低電池內(nèi)部發(fā)生短路的可能性低，避免電解液泄露等問(wèn)題，但遺憾的是，該電解液并不能與硫正極進(jìn)行匹配。發(fā)明內(nèi)容[0004] 基于此，有必要提供一種凝膠態(tài)的鎂電池電解液及其制備方法和鎂電池，該電解液能夠可逆地沉積溶解鎂并與硫正極匹配。[0005] 本發(fā)明提供一種鎂電池電解液，包括凝膠態(tài)電解質(zhì)鹽，所述電解質(zhì)鹽的化學(xué)式為[MgXMp][B(ORO)4]n，其中，所述X選自?1價(jià)的鹵素離子和類鹵素離子中的一種或多種，所述M為配位劑，所述p選自1～5的任意整數(shù)，所述n選自任意的正整數(shù)，所述R選自通式為?(Cn1Hn2Yn3On4)?的基團(tuán)，其中，所述Y選自?1價(jià)的所述鹵素離子和所述類鹵素離子中的一種或多種，所述n1選自2～10之間的任意整數(shù)，所述n2、n3、n4均為大于等于0的整數(shù)，n2+n3≤2n1。+

所述電解質(zhì)鹽中的陽(yáng)離子為與所述配位劑M配位的[MgX] ，陰離子為具有含硼聚合物骨架－

的[B(ORO)4]n 。

[0006] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述X選自F－、Cl－、Br－、I－、CN－和SCN－中的一種或多種，所－ － － － － －述Y選自F 、Cl 、Br 、I 、CN 和SCN 中的一種或多種。

[0007] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述X選自Cl?，所述Y選自F?。[0008] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述R為?(R1OR2OR3OR4)?，所述R1、R2、R3、R4各自獨(dú)立的選自通式為?(Cm1Hm2Ym3)?的基團(tuán)，其中，所述Y選自?1價(jià)的所述鹵素離子和所述類鹵素離子中的一種或多種，所述m1選自1～3之間的任意整數(shù)，所述m2、m3均為大于等于0的整數(shù)，m2+m3≤2m1。

[0009] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述R1和R4選自同種基團(tuán)，所述R2和R3選自同種基團(tuán)。[0010] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括非水溶劑，所述配位劑M和所述非水溶劑為同種分子。[0011] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述非水溶劑和所述配位劑分別選自離子液體和有機(jī)溶劑中的一種或多種。[0012] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述離子液體包括咪唑類離子液體、哌啶類離子液體和吡咯類離子液體中的一種或多種，所述咪唑類離子液體選自1?乙基?3?甲基咪唑四氟硼酸鹽和1?乙基?3?甲基咪唑雙(三氟甲烷磺酸)亞胺鹽中的一種或多種；所述吡咯類離子液體選自N?丁基?N?甲基吡咯烷雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鹽，所述哌啶類離子液體選自N?丁基?N?甲基哌啶雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鹽。[0013] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述有機(jī)溶劑包括醚類化合物、脂類化合物和芳香類化合物中的一種或多種，所述醚類化合物選自四氫呋喃、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、二氧六環(huán)和聚乙二醇二甲醚中的一種或多種；所述酯類化合物選自乙酸乙酯；所述芳香類化合物選自吡啶、2?甲基吡啶、3?甲基吡啶、4?甲基吡啶、2,6?二氯吡啶、2?氨基吡啶、氮甲基咪唑中的一種或多種；還包括甲苯、二甲亞砜、二甲基甲酰胺、乙腈中的一種或多種。[0014] 在其中一個(gè)實(shí)施例中 ，所述電解質(zhì)鹽的化學(xué)式為[MgClMp][B(OC2H2F2OC2F4OC2F4OC2H2F2)4]n、[MgBrMp][B(OC2H2F2OC2F4OC2F4OC2H2F2)4]n、[MgIMp][B(OC2H2F2OC2F4OC2F4OC2H2F2)4]n、[MgFMp][B(OC2H2F2OC2F4OC2F4OC2H2F2)4]n、[MgCNMp][B(OC2H2F2OC2F4OC2F4OC2H2F2)4]n、[MgSCNMp][B(OC2H2F2OC2F4OC2F4OC2H2F2)4]n、[MgClMp][B(OC2H2Cl2OC2Cl4OC2Cl4OC2H2Cl2)4]n、[MgBrMp][B(OC2H2Cl2OC2Cl4OC2Cl4OC2H2Cl2)4]n、[MgIMp][B(OC2H2Cl2OC2Cl4OC2Cl4OC2H2Cl2)4]n、[MgFMp][B(OC2H2Cl2OC2Cl4OC2Cl4OC2H2Cl2)4]n、[MgCNMp][B(OC2H2Cl2OC2Cl4OC2Cl4OC2H2Cl2)4]n、[MgSCNMp][B

(OC2H2Cl2OC2Cl4OC2Cl4OC2H2Cl2)4]n、[MgClMp][B(OC2H2Br2OC2Br4OC2Br4OC2H2Br2)4]n、[MgBrMp][B(OC2H2Br2OC2Br4OC2Br4OC2H2Br2)4]n、[MgIMp][B(OC2H2Br2OC2Br4OC2Br4OC2H2Br2)4]n、[MgFMp][B(OC2H2Br2OC2Br4OC2Br4OC2H2Br2)4]n、[MgCNMp][B(OC2H2Br2OC2Br4OC2Br4OC2H2Br2)4]n、[MgSCNMp][B(OC2H2Br2OC2Br4OC2Br4OC2H2Br2)4]n、[MgClMp][B(OC2H2I2OC2I4OC2I4OC2H2I2)4]n、[MgBrMp][B(OC2H2I2OC2I4OC2I4OC2H2I2)4]n、[MgIMp][B(OC2H2I2OC2I4OC2I4OC2H2I2)4]n、[MgFMp][B(OC2H2I2OC2I4OC2I4OC2H2I2)4]n、[MgCNMp][B(OC2H2I2OC2I4OC2I4OC2H2I2)4]n、[MgSCNMp][B(OC2H2I2OC2I4OC2I4OC2H2I2)4]n、[MgClMp][B(OC2H2(CN)2OC2(CN)4OC2(CN)4OC2H2(CN)2)4]n、[MgBrMp][B(OC2H2(CN)2OC2(CN)4OC2(CN)4OC2H2(CN)2)4]n、[MgIMp][B(OC2H2(CN)2OC2(CN)4OC2(CN)4OC2H2(CN)2)4]n、[MgFMp][B(OC2H2(CN)2OC2(CN)4OC2(CN)4OC2H2(CN)2)4]n、[MgCNMp][B(OC2H2(CN)2OC2(CN)4OC2(CN)4OC2H2(CN)2)4]n、[MgSCNMp][B(OC2H2(CN)2OC2(CN)4OC2(CN)

4OC2H2(CN)2)4]n、[MgClMp][B(OC2H2(SCN)2OC2(SCN)4OC2(SCN)4OC2H2(SCN)2)4]n、[MgBrMp][B(OC2H2(SCN)2OC2(SCN)4OC2(SCN)4OC2H2(SCN)2)4]n、[MgIMp][B(OC2H2(SCN)2OC2(SCN)4OC2(SCN)4OC2H2(SCN)2)4]n、[MgFMp][B(OC2H2(SCN)2OC2(SCN)4OC2(SCN)4OC2H2(SCN)2)4]n、[MgCNMp][B(OC2H2(SCN)2OC2(SCN)4OC2(SCN)4OC2H2(SCN)2)4]n、[MgSCNMp][B(OC2H2(SCN)2OC2(SCN)4OC2(SCN)4OC2H2(SCN)2)4]n中的一種或多種。

[0015] 本發(fā)明還提供一種所述的鎂電池電解液的制備方法，包括：將無(wú)水鎂鹽、無(wú)水多元醇和權(quán)利要求7～10所述非水溶劑混合得到混合物；以及將所述混合物在25℃～200℃下反應(yīng)；其中，所述無(wú)水鎂鹽為MgXBH4，所述無(wú)水多元醇為OH?R?OH，所述R選自通式為?(Cn1Hn2Yn3On4)?的基團(tuán)，其中，所述Y選自?1價(jià)的所述鹵素離子和所述類鹵素離子中的一種或多種，所述n1選自2～10之間的任意整數(shù)，所述n2、n3、n4均為大于等于0的整數(shù)，n2+n3≤2n1。[0016] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述無(wú)水鎂鹽和所述無(wú)水多元醇的摩爾比為1：(4～6)。[0017] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述無(wú)水鎂鹽在所述混合物中的濃度為0.1mol/L～3mol/L。[0018] 本發(fā)明進(jìn)一步提供一種鎂電池，所述鎂電池包括所述的鎂電池電解液。[0019] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述鎂電池為鎂硫電池。[0020] 本發(fā)明提供的所述鎂電池電解液[MgXMp][B(ORO)4]n為鎂基凝膠態(tài)電解液，陰離子－ +[B(ORO)4]n 具有聚合物骨架，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而陽(yáng)離子[MgX]與配位劑配位結(jié)合，配位+

劑被所述空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和所述陽(yáng)離子[MgX]鎖定在電解質(zhì)鹽中，使所述鎂電池電解液呈凝膠態(tài)，能夠有效避免電池內(nèi)部發(fā)生短路和電解液泄露的問(wèn)題，使電池的柔性提升。并且，該電解質(zhì)鹽中不含有親核鍵，為非親核電解液，能與硫正極進(jìn)行很好的匹配，可作為鎂硫電池+

的電解液。[MgX]阻力小、傳質(zhì)快，利用該鎂電池電解液制作的電池性能優(yōu)異。

附圖說(shuō)明[0021] 圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的鎂電池電解液的制備方法流程圖；[0022] 圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的鎂電池電解液的照片；[0023] 圖3為本發(fā)明一實(shí)施例的鎂電池電解液的紅外光譜圖，圖中MCT?B?PFTEG為[MgCl(THF)3][B(OC2H2F2OC2F4OC2F4OC2H2F2)4]n，PFTEG為氟化四乙醇；[0024] 圖4為本發(fā)明一實(shí)施例的鎂電池電解液的拉曼光譜圖，圖中MCT?B?PFTEG為[MgCl(THF)3][B(OC2H2F2OC2F4OC2F4OC2H2F2)4]n，PFTEG為氟化四乙醇；[0025] 圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的鎂電池電解液制備方法中原料發(fā)生的反應(yīng)式；[0026] 圖6為本發(fā)明一實(shí)施例的鎂電池電解液中電解質(zhì)鹽的結(jié)構(gòu)示意圖；[0027] 圖7為本發(fā)明一實(shí)施例的鎂電池電解液在金屬鉑電極上的循環(huán)伏安特性曲線圖；[0028] 圖8為本發(fā)明一實(shí)施例的鎂電池電解液在金屬鉑電極上的線性掃描曲線圖；[0029] 圖9為本發(fā)明一實(shí)施例的鎂硫電池的充放電循環(huán)?比容量曲線圖；[0030] 圖10為本發(fā)明一實(shí)施例的鎂硫電池的充放電比容量?電壓曲線圖。具體實(shí)施方式[0031] 為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實(shí)施例。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容的理解更加透徹全面。[0032] 除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。[0033] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種鎂電池電解液，包括凝膠態(tài)電解質(zhì)鹽，所述電解質(zhì)鹽的化學(xué)式為[MgXMp][B(ORO)4]n，其中，所述X選自?1價(jià)的鹵素離子和類鹵素離子中的一種或多種，所述M為配位劑，所述p選自1～5的任意整數(shù)，所述n選自任意的正整數(shù)，所述R選自通式為?(Cn1Hn2Yn3On4)?的基團(tuán)，其中，所述Y選自?1價(jià)的所述鹵素離子和所述類鹵素離子中的一種或多種，所述n1選自2～10之間的任意整數(shù)，所述n2、n3、n4均為大于等于0的整數(shù)，n2+n3≤+2n1。所述電解質(zhì)鹽中的陽(yáng)離子為與所述配位劑M配位的[MgX] ，陰離子為具有含硼聚合物骨－

架的[B(ORO)4]n 。

[0034] 本發(fā)明實(shí)施例的所述鎂電池電解液[MgXMp][B(ORO)4]n為鎂基凝膠態(tài)電解液，陰離－ +子[B(ORO)4]n 具有聚合物骨架，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而陽(yáng)離子[MgX]與配位劑配位結(jié)合，配+

位劑被所述空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和所述陽(yáng)離子[MgX] 鎖定在電解質(zhì)鹽中，使所述鎂電池電解液呈凝膠態(tài)，能夠有效避免電池內(nèi)部發(fā)生短路和電解液泄露的問(wèn)題，使電池的柔性提升。并且，該電解質(zhì)鹽中不含有親核鍵，為非親核電解液，能與硫正極進(jìn)行很好的匹配，可作為鎂硫電+

池的電解液。[MgX]阻力小、傳質(zhì)快，利用該鎂電池電解液制作的電池性能優(yōu)異。

[0035] 所述X、Y可分別選自所述鹵素離子和所述類鹵素離子中的一種或多種，所述鹵素－ － － － － －離子可以選自F 、Cl 、Br 和I 中的一種或多種。所述類鹵素離子可以選自CN 和SCN 中的一種或多種。

[0036] 優(yōu)選的，所述X選自Cl?。所述X為Cl?，形成的所述陽(yáng)離子[MgX]+更穩(wěn)定。[0037] 優(yōu)選的，所述Y選自F?。所述Y為F?，形成的所述陰離子[B(ORO)4]n－更穩(wěn)定。[0038] 在一實(shí)施例中，所述R為?(R1OR2OR3OR4)?，所述R1、R2、R3、R4各自獨(dú)立的選自通式為?(Cm1Hm2Ym3)?的基團(tuán)，其中，所述Y選自?1價(jià)的所述鹵素離子和所述類鹵素離子中的一種或多種，所述m1選自1～3之間的任意整數(shù)，所述m2、m3均為大于等于0的整數(shù)，m2+m3≤2m1。具有?－(R1OR2OR3OR4)?結(jié)構(gòu)的R集團(tuán)，形成的所述陰離子[B(ORO)4]n 更穩(wěn)定。

[0039] 優(yōu)選的，所述R1和R4選自同種基團(tuán)，所述R2和R3選自同種基團(tuán)。所述R1和R4為同種基－團(tuán)，所述R2和R3為同種基團(tuán)，形成的所述陰離子[B(ORO)4]n 更穩(wěn)定。

[0040] 所述電解質(zhì)鹽的化學(xué)式可以為[MgClMp][B(OC2H2F2OC2F4OC2F4OC2H2F2)4]n、[MgBrMp][B(OC2H2F2OC2F4OC2F4OC2H2F2)4]n、[MgIMp][B(OC2H2F2OC2F4OC2F4OC2H2F2)4]n、[MgFMp][B(OC2H2F2OC2F4OC2F4OC2H2F2)4]n、[MgCNMp][B(OC2H2F2OC2F4OC2F4OC2H2F2)4]n、[MgSCNMp][B(OC2H2F2OC2F4OC2F4OC2H2F2)4]n、[MgClMp][B(OC2H2Cl2OC2Cl4OC2Cl4OC2H2Cl2)4]n、[MgBrMp][B(OC2H2Cl2OC2Cl4OC2Cl4OC2H2Cl2)4]n、[MgIMp][B(OC2H2Cl2OC2Cl4OC2Cl4OC2H2Cl2)4]n、[MgFMp][B(OC2H2Cl2OC2Cl4OC2Cl4OC2H2Cl2)4]n、[MgCNMp][B(OC2H2Cl2OC2Cl4OC2Cl4OC2H2Cl2)4]n、[MgSCNMp][B(OC2H2Cl2OC2Cl4OC2Cl4OC2H2Cl2)4]n、[MgClMp][B(OC2H2Br2OC2Br4OC2Br4OC2H2Br2)4]n、[MgBrMp][B(OC2H2Br2OC2Br4OC2Br4OC2H2Br2)4]n、[MgIMp][B(OC2H2Br2OC2Br4OC2Br4OC2H2Br2)4]n、[MgFMp][B(OC2H2Br2OC2Br4OC2Br4OC2H2Br2)4]n、[MgCNMp][B(OC2H2Br2OC2Br4OC2Br4OC2H2Br2)4]n、[MgSCNMp][B

(OC2H2Br2OC2Br4OC2Br4OC2H2Br2)4]n、[MgClMp][B(OC2H2I2OC2I4OC2I4OC2H2I2)4]n、[MgBrMp][B(OC2H2I2OC2I4OC2I4OC2H2I2)4]n、[MgIMp][B(OC2H2I2OC2I4OC2I4OC2H2I2)4]n、[MgFMp][B(OC2H2I2OC2I4OC2I4OC2H2I2)4]n、[MgCNMp][B(OC2H2I2OC2I4OC2I4OC2H2I2)4]n、[MgSCNMp][B(OC2H2I2OC2I4OC2I4OC2H2I2)4]n、[MgClMp][B(OC2H2(CN)2OC2(CN)4OC2(CN)4OC2H2(CN)2)4]n、[MgBrMp][B(OC2H2(CN)2OC2(CN)4OC2(CN)4OC2H2(CN)2)4]n、[MgIMp][B(OC2H2(CN)2OC2(CN)4OC2(CN)4OC2H2(CN)2)4]n、[MgFMp][B(OC2H2(CN)2OC2(CN)4OC2(CN)4OC2H2(CN)2)4]n、[MgCNMp][B(OC2H2(CN)2OC2(CN)4OC2(CN)4OC2H2(CN)2)4]n、[MgSCNMp][B(OC2H2(CN)2OC2(CN)4OC2(CN)

4OC2H2(CN)2)4]n、[MgClMp][B(OC2H2(SCN)2OC2(SCN)4OC2(SCN)4OC2H2(SCN)2)4]n、[MgBrMp][B(OC2H2(SCN)2OC2(SCN)4OC2(SCN)4OC2H2(SCN)2)4]n、[MgIMp][B(OC2H2(SCN)2OC2(SCN)4OC2(SCN)4OC2H2(SCN)2)4]n、[MgFMp][B(OC2H2(SCN)2OC2(SCN)4OC2(SCN)4OC2H2(SCN)2)4]n、[MgCNMp][B(OC2H2(SCN)2OC2(SCN)4OC2(SCN)4OC2H2(SCN)2)4]n、[MgSCNMp][B(OC2H2(SCN)2OC2(SCN)4OC2(SCN)4OC2H2(SCN)2)4]n中的一種或多種。

[0041] 上述電解質(zhì)鹽[MgXMp][B(ORO)4]n除提供鎂離子，具有電解鹽的作用外，還具有聚合物的作用，還可進(jìn)一步作為溶劑，因此不需要添加額外的溶劑也具有凝膠的性質(zhì)。[0042] 在一實(shí)施例中，所述鎂電池電解液還包括非水溶劑。[0043] 所述非水溶劑與所述配位劑可以為同種分子也可以為不同分子。在一實(shí)施例中，所述非水溶劑與所述配位劑為同種分子。[0044] 通過(guò)所述配位劑(即配體)，可以得到穩(wěn)定的陽(yáng)離子[MgX]+和穩(wěn)定的陰離子[B－(ORO)4]n 。在一實(shí)施例中，所述配位劑可選自所述非水溶劑，即所述非水溶劑的分子與所述+ +

[MgX]配位。通過(guò)配位劑得到的陽(yáng)離子[MgX]易在所述非水溶劑中溶解。

[0045] 在一實(shí)施例中，所述非水溶劑和所述配位劑可以選自離子液體和有機(jī)溶劑中的一種或多種。[0046] 在一實(shí)施例中，所述離子液體包括咪唑類離子液體、哌啶類離子液體和吡咯類離子液體中的一種或多種，所述咪唑類離子液體選自1?乙基?3?甲基咪唑四氟硼酸鹽和1?乙基?3?甲基咪唑雙(三氟甲烷磺酸)亞胺鹽中的一種或多種；所述吡咯類離子液體選自N?丁基?N?甲基吡咯烷雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鹽，所述哌啶類離子液體選自N?丁基?N?甲基哌啶雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鹽。[0047] 在一實(shí)施例中，所述有機(jī)溶劑包括醚類化合物、脂類化合物和芳香類化合物中的一種或多種，所述醚類化合物選自四氫呋喃、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、二氧六環(huán)和聚乙二醇二甲醚中的一種或多種；所述酯類化合物選自乙酸乙酯；所述芳香類化合物選自吡啶、2?甲基吡啶、3?甲基吡啶、4?甲基吡啶、2,6?二氯吡啶、2?氨基吡啶、氮甲基咪唑中的一種或多種；還包括甲苯、二甲亞砜、二甲基甲酰胺、乙腈中的一種或多種。[0048] 請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種鎂電池電解液的制備方法，包括：[0049] S100，將無(wú)水鎂鹽、無(wú)水多元醇和所述非水溶劑混合得到混合物；以及[0050] S200，將所述混合物在25℃～200℃下反應(yīng)；[0051] 其中，所述無(wú)水鎂鹽為MgXBH4，所述無(wú)水多元醇為OH?R?OH，所述R選自通式為?(Cn1Hn2Yn3On4)?的基團(tuán)，其中，所述Y選自?1價(jià)的所述鹵素離子和所述類鹵素離子中的一種或多種，所述n1選自2～10之間的任意整數(shù)，所述n2、n3、n4均為大于等于0的整數(shù)，n2+n3≤2n1。[0052] 所述無(wú)水鎂鹽為MgXBH4可以通過(guò)已知的合成方法進(jìn)行制備。在一實(shí)施例中，所述無(wú)水鎂鹽為MgXBH4的制備方法為：將Mg(BH4)2和MgX2按照摩爾比1:1加入所述非水溶劑(有機(jī)溶劑和/或離子液體)中，攪拌24h得到。[0053] 多元醇一般被認(rèn)為是普通的醇類有機(jī)物，不具有酸堿性。本發(fā)明經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，開(kāi)創(chuàng)性地利用硼鎂鹽作為路易斯堿、無(wú)水多元醇作為路易斯酸制備所述鎂電池電解液，硼鎂+ －鹽和無(wú)水多元醇在配位劑的作用下分別得到配位陽(yáng)離子[MgXMp]和陰離子[B(ORO)4]n ，[B－ + +

(ORO)4]n 為聚合物，具有空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，[MgXMp]中陽(yáng)離子[MgX]與配位劑配位結(jié)合，配位+

劑被所述空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和所述陽(yáng)離子[MgX]鎖定在電解質(zhì)鹽中，從而形成穩(wěn)定的非親核凝膠態(tài)電解質(zhì)鹽。本發(fā)明的制備成本低廉，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，得到的電解質(zhì)鹽為非親核凝膠態(tài)電解質(zhì)鹽，能夠有效避免電池內(nèi)部發(fā)生短路和電解液泄露的問(wèn)題，使電池的柔性提升。利用所述電解質(zhì)鹽作為電解液得到的鎂電池性能優(yōu)異。

[0054] 在一實(shí)施例中，所述無(wú)水鎂鹽和所述無(wú)水多元醇的摩爾比可以為1：(4～6)，該比例范圍可以保證所述無(wú)水鎂鹽和所述無(wú)水多元醇充分反應(yīng)，另外也可以減少其他副反應(yīng)產(chǎn)物的生成。[0055] 在一實(shí)施例中，所述無(wú)水鎂鹽在所述混合物中的濃度為0.1mol/L～3mol/L。在該濃度范圍內(nèi)，所述無(wú)水鎂鹽和所述無(wú)水多元醇在所述非水溶劑中的反應(yīng)效率更高。[0056] 優(yōu)選的，所述無(wú)水多元醇OH?R?OH，R通式?(Cn1Hn2Yn3On4)?中Y為F，從而更容易得到所述電解質(zhì)鹽[MgXMp][B(ORO)4]n。[0057] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述R為?(R1OR2OR3OR4)?，所述R1、R2、R3、R4各自獨(dú)立的選自通式為?(Cm1Hm2Fm3)?的基團(tuán)，所述m1選自1～3之間的任意整數(shù)，所述m2、m3均為大于等于0的整數(shù)，m2+m3≤2m1,從而更容易得到所述電解質(zhì)鹽[MgXMp][B(ORO)4]n。[0058] 優(yōu)選的，所述無(wú)水鎂鹽中MgXBH4中X為Cl，從而更容易得到所述電解質(zhì)鹽[MgXMp][B(ORO)4]n。[0059] 本發(fā)明實(shí)施例還提供一種鎂電池，所述鎂電池包括所述的鎂電池電解液。[0060] 所述鎂電池包括正極和負(fù)極。所述鎂電池中的鎂主要在正極脫嵌，所述正極包括正極材料，所述正極材料可以選自無(wú)機(jī)過(guò)渡金屬氧化物、硫化物、硼化物或磷酸鹽。所述負(fù)極包括負(fù)極材料，所述負(fù)極材料可以選自金屬鎂或鎂合金。[0061] 所述鎂電池為鎂離子電池，優(yōu)選為鎂硫電池。[0062] 實(shí)施例[0063] 鎂電池電解液的制備：[0064] 在氧和水的含量低于1ppm且填充氬氣的手套箱中，將108mg無(wú)水Mg(BH4)2和190.42mg無(wú)水MgCl2溶于4mL四氫呋喃(THF)中，常溫?cái)嚢?4h，得到MgCl(THF)3溶液。

[0065] 將3280mg無(wú)水氟化四乙醇(C8H6F12O5，簡(jiǎn)寫為PFTEG)溶于4mL四氫呋喃(THF)中，常溫?cái)嚢?h，得到PFTEG溶液。將MgClBH4溶液和PFTEG溶液(體積比1:1)混合，并在25℃反應(yīng)24h，得到凝膠態(tài)鎂電池電解液，如圖2所示。將電解液進(jìn)行紅外光譜分析和拉曼光譜分析。

[0066] 請(qǐng)參閱圖3和圖4所示，紅外光譜分析結(jié)果表明，在添加MgClBH4后，PFTEG即氟化四乙醇中的兩個(gè)?OH的紅外吸收峰消失了(圖3中兩個(gè)虛線之間的峰表示?OH的紅外吸收峰)。?1

圖4拉曼光譜分析結(jié)果表明，在872cm 波長(zhǎng)處存在[B?O4]的特征峰。結(jié)合核磁和拉曼數(shù)據(jù)，說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例合成的電 解液中包含電解質(zhì)鹽[MgCl(THF)3][B

(OC2H2F2OC2F4OC2F4OC2H2F2)4]n。無(wú)水MgClBH4無(wú)水氟化四乙醇的反應(yīng)式如圖5所示，最終得到的電解質(zhì)鹽結(jié)構(gòu)如圖6所示。

[0067] 請(qǐng)參閱圖7和圖8，為了檢測(cè)該鎂電池電解液沉積溶解鎂的性能以及電解液的電化學(xué)窗口，我們測(cè)試了電解液在金屬鉑電極上的循環(huán)伏安特性曲線和線性掃描曲線，結(jié)果表明，該電解液可以沉積溶解鎂，且電解液的電化學(xué)窗口大于4.8。[0068] 請(qǐng)參閱圖9和圖10，為了說(shuō)明該鎂電池電解液在鎂硫電池上的應(yīng)用，我們組裝了以金屬鎂為負(fù)極材料，硫?yàn)檎龢O電池材料的鎂硫電池，測(cè)試了其充放電性能，結(jié)果表明，以本?1發(fā)明實(shí)施例的鎂電池電解液組裝的鎂硫電池循環(huán)50圈后的放電比容量約為1100mAhg 。圖

10可以看出該電池的充放電平臺(tái)，該鎂硫電池表現(xiàn)出良好的電池性能。

[0069] 以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書(shū)記載的范圍。[0070] 以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。