[发明专利]富勒烯衍生物作为电解液添加剂的应用及相应金属电池

权利要求书

1.富勒烯衍生物作为电解液添加剂的应用，其特征在于，该富勒烯衍生物具体是作为电解液添加剂添加至金属电池的电解液中，能够与金属负极反应原位生成钝化膜，阻挡金属负极与电解液的直接接触，减少金属负极的消耗；

所述富勒烯衍生物具体为富勒烯多氯化物，富勒烯多氟化物，富勒烯多溴代物，富勒烯多碘化物，富勒烯多硝基化物，富勒烯多羧酸化物，富勒烯多酯基化物，富勒烯多羟基化物，富勒烯多氨基化物，富勒烯多哌嗪化物，富勒烯多磺酰胺化物中的一种或几种；

并且，所述富勒烯衍生物在电解液中的浓度为0.1mM-100mM；

所述金属电池采用的正极材料为磷酸铁锂、钴酸锂、钛酸锂、锰酸锂、镍钴锰三元、镍钴铝三元、硫、氧气、二氧化碳、空气中的一种或几种；采用的负极材料为金属锂、金属钠、金属钾、金属锌、金属镁、金属铝中的一种。

2.如权利要求1所述应用，其特征在于，所述富勒烯衍生物具体是作为单组分添加剂或是与其他成分配合组成多成分的电解液添加剂，添加至金属电池的电解液中的；其中，所述其他成分为氟化碳酸酯、硝酸锂、多硫化锂、氟化锂、碳酸亚乙烯酯中的一种或几种。

3.如权利要求1所述应用，其特征在于，所述富勒烯衍生物添加剂在电解液中的浓度为1mM。

4.一种金属电池，包括正极材料、负极材料、隔膜及电解液，其特征在于，所述电解液主要由电解液添加剂和基质电解液构成，所述电解液添加剂包括富勒烯衍生物；富勒烯衍生物还与金属负极反应原位生成钝化膜，能够阻挡金属负极与电解液的直接接触，减少金属负极的消耗；

所述富勒烯衍生物具体为富勒烯多氯化物，富勒烯多氟化物，富勒烯多溴代物，富勒烯多碘化物，富勒烯多硝基化物，富勒烯多羧酸化物，富勒烯多酯基化物，富勒烯多羟基化物，富勒烯多氨基化物，富勒烯多哌嗪化物，富勒烯多磺酰胺化物中的一种或几种；

并且，所述富勒烯衍生物在电解液中的浓度为0.1mM-100mM；

所述正极材料为磷酸铁锂、钴酸锂、钛酸锂、锰酸锂、镍钴锰三元、镍钴铝三元、硫、氧气、二氧化碳、空气中的一种或几种；所述负极材料为金属锂、金属钠、金属钾、金属锌、金属镁、金属铝中的一种。

5.如权利要求4所述金属电池，其特征在于，所述富勒烯衍生物具体是作为单组分添加剂或是与其他成分配合组成多成分的电解液添加剂，添加至金属电池的电解液中的；其中，所述其他成分为氟化碳酸酯、硝酸锂、多硫化锂、氟化锂、碳酸亚乙烯酯中的一种或几种。

6.如权利要求4所述金属电池，其特征在于，所述电解液的工作电流为0.01mA cm^-2～100mA cm^-2。

7.如权利要求6所述金属电池，其特征在于，所述电解液的工作电流为0.5mA cm^-2。

8.如权利要求4所述金属电池，其特征在于，所述基质电解液选自醚类电解液、酯类电解液、醚酯混合电解液、离子液体类电解质中的一种或几种。

9.如权利要求4所述金属电池，其特征在于，所述隔膜选自PP隔膜、PE隔膜、PP/PE/PP隔膜、Al₂O₃涂层隔膜、玻璃纤维隔膜、PVDF隔膜、PET/Al₂O₃隔膜、纤维素隔膜、芳纶隔膜中的一种或几种。