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新材料技术,高分子材料

本发明属于碱金属电池电解液技术领域，并具体公开了一种二维纳米结构电解液添加剂、制备方法及应用。该二维纳米结构电解液添加剂为二维结构有机或无机纳米片，所述二维纳米结构材料为氮化硼纳米片、氧化石墨烯、过渡金属硫化物纳米片、二维金属有机骨架材料、二维共价有机骨架材料中的一种或多种，其厚度不大于10纳米。所述方法包括将有机或无机块状材料剥离成厚度小于10纳米的二维纳米片，然后将其加入去离子水中分散均匀后进行冷冻干燥后，得到二维纳米结构电解液添加剂。所述电解液包括电解质盐、非水有机溶剂、上述的二维纳米结构电解液添加剂。本发明可改善电池的长效循环稳定性和安全性。

主要具备以下的技术优点： 1.本发明采用本发明制备方法制备而成的二维纳米结构电解液添加剂具有高强度和一定的柔性，且其厚度不大于10纳米，当其在电解液中形成均匀的胶体时，其可机械压制电解液枝晶的生长、增强电极/电解质的界面稳定性，更进一步的，碱金属离子或电解质盐阴离子可通过静电力或范德华力与二维纳米结构电解液添加剂相互作用，从而提升了电解液的电导率及离子迁移数，促进了碱金属离子的均匀沉积。 2.本发明所述二维纳米结构电解液添加剂可在锂电池电解液中形成均匀胶体，以此方式，碱金属离子或电解质盐阴离子与二维纳米结构电解液添加剂之间的相互作用更加均匀，提升了电解液的电导率及离子迁移数，促进了碱金属离子的均匀沉积。 3.本发明制备方法，采用球磨、超声分散或者化学方法将有机或无机块状材料剥离成厚度小于10纳米的二维纳米片，然后将二维纳米片进行分散均匀分散后进行冷冻干燥，所得到的二维纳米结构电解液添加剂厚度更好控制，形貌更加均匀，使其可在锂电池电解液中形成均匀胶体。

李真：华中科技大学材料科学与工程学院教授、博导，2020年入选国家海外高层次青年人才计划，2019年入选湖北省“百人计划”青年百人，2017年获湖北省优秀博士学位论文，2020年获湖北省自然科学一等奖（“基于协同传输机制的新型下一代电池关键材料”，排名4/5）。于2014年在华中科技大学获得博士学位，2015-2018年在新加坡南洋理工大学从事博士后研究。主要研究锂离子电池、金属硫基电池、水系电池、固态电池、新型电池监测技术等，主持国家重点研发计划青年科学家课题、国家自然科学基金面上项目和湖北省技术创新专项子课题等，在Nat. Commun.，Sci. Adv.，Joule，Adv. Mater.，Angew. Chem. Int. Ed.等期刊发表论文40余篇，公开或获授权发明专利20余项。 其他成员：;吴敬一;黄云辉;袁利霞