相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2015年10月1日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請no.10-2015-0138618的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益、以及由其產(chǎn)生的全部權(quán)益，其內(nèi)容全部引入本文中作為參考。本公開內(nèi)容涉及包括負(fù)極的鋰金屬電池。
背景技術(shù)：
：鋰二次電池是在通常的二次電池之中具有最高的能量密度的高性能二次電池，且因而可用于多種領(lǐng)域例如電動車中。鋰二次電池的負(fù)極的實例可為鋰電極。鋰電極具有高的每單位重量的電容量，且因而包括鋰電極的電池也可具有高的容量。然而，包括鋰電極作為負(fù)極的鋰二次電池或鋰金屬電池常規(guī)地使用具有低粘度的液體電解質(zhì)例如碳酸酯電解質(zhì)或醚電解質(zhì)。此外，所述液體電解質(zhì)在鋰金屬界面上形成多孔鋰沉積層，并且在充電/放電過程期間由于所述電解質(zhì)高的反應(yīng)性，可發(fā)生所述電解質(zhì)和鋰金屬之間的副反應(yīng)。形成于鋰金屬表面上的高度多孔的鋰沉積層降低在電池的充電期間的能量密度并且可降低鋰金屬電池的壽命。因而，仍然存在對于具有改善的單元電池性能的鋰電池的需要。技術(shù)實現(xiàn)要素：提供鋰金屬電池，其通過增加鋰負(fù)極表面上的鋰沉積層的密度而具有改善的能量密度和改善的壽命特性。額外的方面將部分地在隨后的描述中闡明，且部分地，將由所述描述明晰，或者可通過所呈現(xiàn)的示例性實施方式的實踐獲悉。根據(jù)示例性實施方式的方面，鋰金屬電池包括：鋰金屬負(fù)極；正極；以及設(shè)置在所述鋰金屬負(fù)極和所述正極之間的液體電解質(zhì)，其中所述液體電解質(zhì)包括：包含由式1表示的陽離子和陰離子的離子液體、和有機(jī)溶劑：式1其中在式1中，x為n、p、或as；r1和r2各自獨(dú)立地為氫、取代或未取代的c1-c30烷基、取代或未取代的c4-c30碳環(huán)基團(tuán)、取代或未取代的c5-c30碳環(huán)烷基、或者取代或未取代的c2-c30烯基，其中r1和r2的至少一個具有4個或更多個碳原子；和r3-r6各自獨(dú)立地為氫原子、鹵素原子、氰基、取代或未取代的c1-c30烷基、取代或未取代的c2-c30烯基、取代或未取代的c2-c30炔基、取代或未取代的c6-c30芳基、取代或未取代的c1-c30烷氧基、取代或未取代的c2-c30烷氧基烷基、取代或未取代的c6-c30芳氧基、取代或未取代的c7-c30芳氧基烷基、取代或未取代的c7-c30芳烷基、取代或未取代的c2-c30雜芳基、取代或未取代的c2-c30雜芳氧基、取代或未取代的c3-c30雜芳烷基、取代或未取代的c4-c30碳環(huán)基團(tuán)、取代或未取代的c5-c30碳環(huán)烷基、取代或未取代的c4-c30碳環(huán)氧基、取代或未取代的c5-c30碳環(huán)氧基烷基、取代或未取代的c2-c30雜環(huán)基團(tuán)、取代或未取代的c3-c30雜環(huán)烷基、取代或未取代的c2-c30雜環(huán)氧基、或者取代或未取代的c3-c30雜環(huán)氧基烷基。還公開了制造鋰金屬電池的方法，所述方法包括：提供其上設(shè)置有正極活性材料的正極；提供鋰金屬負(fù)極；將隔板設(shè)置在所述正極和所述鋰金屬負(fù)極之間；將所述正極、隔板、和負(fù)極設(shè)置在電池殼中；和將液體電解質(zhì)添加到電池殼，使得它接觸所述正極、所述鋰金屬負(fù)極、和隔板以制造所述鋰金屬電池，其中所述液體電解質(zhì)包括包含由式1表示的陽離子和陰離子的離子液體，和有機(jī)溶劑：式1其中在式1中，x為n、p、或as；r1和r2各自獨(dú)立地為氫、取代或未取代的c1-c30烷基、取代或未取代的c4-c30碳環(huán)基團(tuán)、取代或未取代的c5-c30碳環(huán)烷基、或者取代或未取代的c2-c30烯基，其中r1和r2的至少一個包括4個或更多個碳原子；和r3-r6各自獨(dú)立地為氫原子、鹵素原子、氰基、取代或未取代的c1-c30烷基、取代或未取代的c2-c30烯基、取代或未取代的c2-c30炔基、取代或未取代的c6-c30芳基、取代或未取代的c1-c30烷氧基、取代或未取代的c2-c30烷氧基烷基、取代或未取代的c6-c30芳氧基、取代或未取代的c7-c30芳氧基烷基、取代或未取代的c7-c30芳烷基、取代或未取代的c2-c30雜芳基、取代或未取代的c2-c30雜芳氧基、取代或未取代的c3-c30雜芳烷基、取代或未取代的c4-c30碳環(huán)基團(tuán)、取代或未取代的c5-c30碳環(huán)烷基、取代或未取代的c4-c30碳環(huán)氧基、取代或未取代的c5-c30碳環(huán)氧基烷基、取代或未取代的c2-c30雜環(huán)基團(tuán)、取代或未取代的c3-c30雜環(huán)烷基、取代或未取代的c2-c30雜環(huán)氧基、或者取代或未取代的c3-c30雜環(huán)氧基烷基。附圖說明由結(jié)合附圖考慮的示例性實施方式的下列描述，這些和/或其它方面將變得明晰和更容易理解，其中：圖1為根據(jù)示例性實施方式的鋰金屬電池的示意圖；圖2為相對強(qiáng)度(任意單位，a.u.)對保留時間(分鐘，min)的圖，其顯示對制備實施例2以及制備對比例1和5的液體電解質(zhì)進(jìn)行的凝膠滲透色譜法(gpc)分析的結(jié)果；圖3為使用在制備對比例1中制備的液體電解質(zhì)的測試單元電池的鋰沉積層的橫截面圖的掃描電子顯微鏡(sem)圖像；圖4為使用在制備實施例2中制備的液體電解質(zhì)的測試單元電池的鋰沉積層的橫截面圖的sem圖像；圖5a和5b為在對比例1中制備的沉積層的sem圖像；圖6a和6b為在實施例2中制備的沉積層的sem圖像；圖7為容量(毫安時/克，mah/g)對循環(huán)數(shù)(次數(shù))的圖，其說明在實施例1和2以及對比例1、2、3和5中制備的鋰金屬電池的每次循環(huán)的放電特性的變化；圖8為虛部阻抗-z”(歐姆平方厘米，ωcm2)對實部阻抗z’(歐姆平方厘米，ωcm2)的圖，其顯示在對比例1中制備的鋰金屬電池的阻抗分析的結(jié)果；圖9為虛部阻抗-z”(歐姆平方厘米，ωcm2)對實部阻抗z’(歐姆平方厘米，ωcm2)的圖，其顯示在實施例2中制備的鋰金屬電池的阻抗分析的結(jié)果；圖10為容量(毫安時/克，mah/g)對循環(huán)數(shù)(次數(shù))的圖，其說明在對比例1和7以及實施例2和3中制備的鋰金屬電池的每次循環(huán)的放電容量的變化；和圖11為虛部阻抗-z”(歐姆平方厘米，ωcm2)對實部阻抗z’(歐姆平方厘米，ωcm2)的圖，其顯示在對比例1和7以及實施例2中制備的鋰金屬電池的阻抗分析的結(jié)果。具體實施方式現(xiàn)在將對鋰金屬電池的示例性實施方式詳細(xì)地進(jìn)行介紹，其實例說明于附圖中，其中相同的附圖標(biāo)記始終指的是相同的元件。在這點(diǎn)上，本示例性實施方式可具有不同的形式且不應(yīng)被解釋為限于本文中闡明的描述。因此，下面僅通過參考附圖描述示例性實施方式以說明本公開內(nèi)容的方面。如本文中使用的，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)列舉項目的一個或多個的任何和全部組合。表述例如“的至少一個(種)”當(dāng)在要素列表之前或之后時，修飾整個要素列表且不修飾所述列表的單獨(dú)要素。在本文中參照作為理想化實施方式的示意圖的橫截面圖描述示例性實施方式。這樣，將預(yù)計到作為例如制造技術(shù)和/或公差的結(jié)果的與圖的形狀的偏差。因而，本文中描述的實施方式不應(yīng)解釋為限于如本文中所示的區(qū)域的具體形狀，而是包括由例如制造所導(dǎo)致的形狀方面的偏差。例如，圖示或描述為平坦的區(qū)域可具有粗糙的和/或非線性的特征。而且，所圖示的尖銳的角可為圓化的。因而，圖中所示的區(qū)域在本質(zhì)上是示意性的，并且它們的形狀不意圖圖示區(qū)域的精確形狀且不意圖限制本權(quán)利要求的范圍。將理解，盡管術(shù)語第一、第二、第三等可在本文中用于描述各種元件、組分、區(qū)域、層和/或部分，但這些元件、組分、區(qū)域、層和/或部分不應(yīng)受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用于將一個元件、組分、區(qū)域、層或部分區(qū)別于另外的元件、組分、區(qū)域、層或部分。因而，在不背離本實施方式的教導(dǎo)的情況下，下面討論的第一元件、組分、區(qū)域、層或部分可稱為第二元件、組分、區(qū)域、層或部分。本文中使用的術(shù)語僅為了描述具體實施方式的目的且不意圖為限制性的。如本文中使用的，單數(shù)形式“一個(種)(a，an)”和“所述(該)(the)”也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清楚地另外指明。術(shù)語“或”意味著“和/或”。如本文中使用的，術(shù)語例如“包括”、“包含”、“具有”等意圖表示在本說明書中公開的特征、區(qū)域、整體、步驟、操作、組分、和/或元件的存在，且不意圖排除如下可能性：一個或多個其它特征或元件可存在，或者可添加一個或多個其它特征或元件。還將理解，當(dāng)一個元件例如層、區(qū)域或部件被稱為“在”另外的層或元件“上”時，其可直接在所述另外的層或元件上，或者還可存在中間層、區(qū)域、或部件。相反，當(dāng)一個元件被稱為“直接在”另外的元件“上”時，則不存在中間元件。在附圖中，為了便于描述，元件的尺寸被放大或縮小。為了更好的理解或便于描述，附圖中顯示的各元件的尺寸或厚度被任意地圖示，且因而本公開內(nèi)容不限于此。除非另外定義，在本文中所使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語)的含義與本總的發(fā)明構(gòu)思所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同。將進(jìn)一步理解，術(shù)語，例如在常用字典中定義的那些，應(yīng)被解釋為其含義與它們在相關(guān)領(lǐng)域和本公開內(nèi)容的背景中的含義一致，并且將不以理想化或過度形式的意義進(jìn)行解釋，除非在本文中清楚地如此定義。如本文中使用的“約”或“大約”包括所陳述的值并且意味著在如由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員考慮到所討論的測量和與具體量的測量有關(guān)的誤差(即，測量系統(tǒng)的限制)而確定的對于具體值的可接受的偏差范圍內(nèi)。例如，“約”可意味著相對于所陳述的值在一種或多種偏差范圍內(nèi)，或者在±30％、20％、10％、5％范圍內(nèi)。在下文中，參照附圖，將詳細(xì)地描述根據(jù)示例性實施方式的用于二次電池的電解質(zhì)、制備所述電解質(zhì)的方法、和包括所述電解質(zhì)的二次電池。然而，這些僅用于說明性目的且不意圖限制本公開內(nèi)容的范圍。根據(jù)示例性實施方式，鋰金屬電池包括：鋰金屬負(fù)極；正極；以及設(shè)置在鋰金屬負(fù)極和正極之間的液體電解質(zhì)，其中液體電解質(zhì)包括離子液體和有機(jī)溶劑，和其中離子液體包括由式1表示的陽離子和陰離子：式1在式1中，x為n、p、或as，r1和r2各自獨(dú)立地為氫、取代或未取代的c1-c30烷基、取代或未取代的c4-c30碳環(huán)基團(tuán)、取代或未取代的c5-c30碳環(huán)烷基、或者取代或未取代的c2-c30烯基，其中r1和r2的至少一個包括4個或更多個碳原子；和r3-r6各自獨(dú)立地為氫原子、鹵素原子、氰基、取代或未取代的c1-c30烷基、取代或未取代的c2-c30烯基、取代或未取代的c2-c30炔基、取代或未取代的c6-c30芳基、取代或未取代的c1-c30烷氧基、取代或未取代的c2-c30烷氧基烷基、取代或未取代的c6-c30芳氧基、取代或未取代的c7-c30芳氧基烷基、取代或未取代的c7-c30芳烷基、取代或未取代的c2-c30雜芳基、取代或未取代的c2-c30雜芳氧基、取代或未取代的c3-c30雜芳烷基、取代或未取代的c4-c30碳環(huán)基團(tuán)、取代或未取代的c5-c30碳環(huán)烷基、取代或未取代的c4-c30碳環(huán)氧基、取代或未取代的c5-c30碳環(huán)氧基烷基、取代或未取代的c2-c30雜環(huán)基團(tuán)、取代或未取代的c3-c30雜環(huán)烷基、取代或未取代的c2-c30雜環(huán)氧基、或者取代或未取代的c3-c30雜環(huán)氧基烷基。通常，當(dāng)將常規(guī)的離子液體添加到液體電解質(zhì)時，離子液體可作為單一電解質(zhì)單獨(dú)地使用或者作為以約30體積百分比(體積％)或更大的量與液相的碳酸酯電解質(zhì)溶液的混合物使用以增加阻燃性。而且，常規(guī)的離子液體根據(jù)陽離子鏈結(jié)構(gòu)對鋰金屬負(fù)極中的鋰沉積層的密度的影響尚未被驗證。此外，當(dāng)使用常規(guī)的離子液體時，在高的電壓或高的電流密度下，在鋰金屬負(fù)極界面處可發(fā)生電化學(xué)安全性問題。這可導(dǎo)致鋰金屬電池的能量密度和性能的惡化，并且由于在鋰金屬負(fù)極一側(cè)的厚度膨脹，單元電池可不是穩(wěn)定的。相反，根據(jù)實施方式的鋰金屬電池在液體電解質(zhì)中包括具有如式1中所示的吡咯烷陽離子的離子液體，所述吡咯烷陽離子具有取代基，所述取代基具有包括4個或更多個碳原子的非極性鏈結(jié)構(gòu)。這樣的離子液體增加鋰金屬負(fù)極表面上的鋰沉積層的密度，且因而在充電過程期間鋰金屬電池的能量密度可增加。在這點(diǎn)上，單元電池在充電/放電過程期間的總的厚度變化可最小化，且因而鋰金屬電池的穩(wěn)定性和壽命特性可改善。當(dāng)離子液體的陽離子的非極性鏈結(jié)構(gòu)的取代基具有4個或更多個碳原子的長度時，鋰離子在液體電解質(zhì)中的溶劑化體積可增加。鋰離子的溶劑化體積的增加可通過增加在鋰金屬負(fù)極表面上的鋰沉積的成核和生長均勻性改善鋰沉積層的沉積密度，而不是降低界面反應(yīng)動力學(xué)。此外，具有由式1表示的吡咯烷陽離子的離子液體在充電/放電過程期間在鋰金屬負(fù)極界面處形成穩(wěn)定的鋰沉積層，且因而鋰金屬電池的電化學(xué)穩(wěn)定性和界面穩(wěn)定性可改善。如本文中使用的，術(shù)語“吡咯烷陽離子”表示涉及吡咯烷結(jié)構(gòu)或其衍生物的式1的陽離子，且其不嚴(yán)格地限于吡咯烷化合物的特定陽離子。因而，如式1中所示的在實施方式中使用的離子液體可包括具有任何包含va族元素例如n、p、或as的吡咯烷結(jié)構(gòu)的陽離子。在一些實施方式中，所述陽離子可為由式2表示的吡咯烷陽離子：式2在式2中，r1和r2各自獨(dú)立地為氫、取代或未取代的c1-c30烷基、取代或未取代的c4-c30碳環(huán)基團(tuán)、取代或未取代的c5-c30碳環(huán)烷基、或者取代或未取代的c2-c30烯基，其中r1和r2的至少一個具有4個或更多個碳原子；和r3-r6各自獨(dú)立地為氫原子、鹵素原子、氰基、取代或未取代的c1-c30烷基、取代或未取代的c2-c30烯基、取代或未取代的c2-c30炔基、取代或未取代的c6-c30芳基、取代或未取代的c1-c30烷氧基、取代或未取代的c2-c30烷氧基烷基、取代或未取代的c6-c30芳氧基、取代或未取代的c7-c30芳氧基烷基、取代或未取代的c7-c30芳烷基、取代或未取代的c2-c30雜芳基、取代或未取代的c2-c30雜芳氧基、取代或未取代的c3-c30雜芳烷基、取代或未取代的c4-c30碳環(huán)基團(tuán)、取代或未取代的c5-c30碳環(huán)烷基、取代或未取代的c4-c30碳環(huán)氧基、取代或未取代的c5-c30碳環(huán)氧基烷基、取代或未取代的c2-c30雜環(huán)基團(tuán)、取代或未取代的c3-c30雜環(huán)烷基、取代或未取代的c2-c30雜環(huán)氧基、或者取代或未取代的c3-c30雜環(huán)氧基烷基。例如，所述陽離子可為由式2a表示的吡咯烷陽離子：式2a在式2a中，r1和r2各自獨(dú)立地為氫、取代或未取代的c1-c30烷基、取代或未取代的c4-c30碳環(huán)基團(tuán)、取代或未取代的c5-c30碳環(huán)烷基、或者取代或未取代的c2-c30烯基，其中r1和r2的至少一個具有4個或更多個碳原子。在式1、2、和2a中，r1-r6的至少一個氫原子可被如下代替：鹵素原子、被鹵素原子取代的c1-c30烷基、c1-c30烷氧基、c2-c30烷氧基烷基、羥基、硝基、氰基、氨基、脒基、肼基、腙基、羧酸基團(tuán)或其鹽、磺?；?、氨磺酰基、磺酸基團(tuán)或其鹽、磷酸基團(tuán)或其鹽、c1-c30烷基、c2-c30烯基、c2-c30炔基、c1-c30雜烷基、c6-c30芳基、c7-c30芳烷基、c2-c30雜芳基、c3-c30雜芳烷基、c2-c30雜芳氧基、c3-c30雜芳氧基烷基、c3-c30雜芳烷氧基、c4-c30碳環(huán)基團(tuán)、c5-c30碳環(huán)烷基、c4-c30碳環(huán)氧基、c5-c30碳環(huán)氧基烷基、c2-c30雜環(huán)基團(tuán)、c3-c30雜環(huán)烷基、c2-c30雜環(huán)氧基、或c3-c30雜環(huán)氧基烷基。例如，r1-r6的所述至少一個氫原子可被氟(-f)原子代替。例如，所述陽離子可包括選自如下的至少一種：n-丁基-n-甲基吡咯烷、n-甲基-n-戊基吡咯烷、n-己基-n-甲基吡咯烷、n-庚基-n-甲基吡咯烷、n-甲基-n-辛基吡咯烷、n-甲基-n-壬基吡咯烷、n-癸基-n-甲基吡咯烷、n-甲基-n-十一烷基吡咯烷、n-十二烷基-n-甲基吡咯烷、n-甲基-n-十三烷基吡咯烷、n-甲基-n-十四烷基吡咯烷、n-甲基-n-十五烷基吡咯烷、n-十六烷基-n-甲基吡咯烷、n-十七烷基-n-甲基吡咯烷、n-甲基-n-十八烷基吡咯烷、n-甲基-n-十九烷基吡咯烷、n-二十烷基-n-甲基吡咯烷、n-丁基-n-乙基吡咯烷、n-丁基-n-丙基吡咯烷、n,n-二丁基吡咯烷、n-丁基-n-戊基吡咯烷、n-丁基-n-己基吡咯烷、n-丁基-n-庚基吡咯烷、n-丁基-n-辛基吡咯烷、n-丁基-n-壬基吡咯烷、和n-丁基-n-癸基吡咯烷。在一些實施方式中，所述陽離子的量可在基于100重量份的有機(jī)溶劑的大于約0重量份到約3重量份的范圍內(nèi)。例如，所述陽離子的量可在基于100重量份的有機(jī)溶劑的大于約0重量份-約2重量份、或基于100重量份的有機(jī)溶劑的大于約0重量份-約1重量份的范圍內(nèi)。盡管不希望受理論束縛，但認(rèn)為當(dāng)所述陽離子的量在這些范圍內(nèi)時，鋰沉積層的密度增加，且鋰金屬電池的壽命特性可改善。當(dāng)所述陽離子的量大于3重量份時，沉積密度降低，這可通過本說明書的實施例中的描述證實。離子液體的陰離子沒有特別限制，且可使用本領(lǐng)域中可用作對于離子液體的陽離子的抗衡離子的任何合適的陰離子。陰離子的實例可包括選自如下的至少一種：bf4-、pf6-、asf6-、sbf6-、alcl4-、hso4-、clo4-、ch3so3-、cf3co2-、(cf3so2)3c-、no3-、ch3coo-、cl-、br-、i-、so42-、cf3so3-、(c2f5so2)2n-、(c2f5so2)(cf3so2)n-、(cf3)2pf4-、(cf3)3pf3-、(cf3)4pf2-、(cf3)5pf-、(cf3)6p-、sf5cf2so3-、sf5chfcf2so3-、cf3cf2(cf3)2co-、(cf3so2)2ch-、(sf5)3c-、(o(cf3)2c2(cf3)2o)2po-、(fso2)2n-、和(cf3so2)2n-。在一些實施方式中，有機(jī)溶劑可包括醚溶劑。醚溶劑可具有優(yōu)異的沉積和解吸效率。在一些實施方式中，所述有機(jī)溶劑可包括：i)在其中鋰離子被溶劑化的高溶解能力的醚溶劑和ii)由下式3表示的氟取代的醚溶劑：式3r-{o(ch2)a}b-ch2-o-cnf2nh在式3中，r為cmf2mh或cmf2m+1，n為2或更大的整數(shù)，m為1或更大的整數(shù)，a為1或2的整數(shù)，和b為0或1。在其中鋰離子被溶劑化的高溶解能力的醚溶劑具有使得其能夠溶解鋰鹽至高濃度的溶解性特性，并且在電解質(zhì)中形成離子傳導(dǎo)活化域。通過使用這樣的醚溶劑，電解質(zhì)的抗氧化性可改善，且采用所述電解質(zhì)的鋰金屬電池的高倍率充電/放電特性也可改善。氟化醚溶劑在電解質(zhì)中形成離子傳導(dǎo)失活域，其中鋰鹽具有非常低的溶解性或者幾乎不具有溶解性。如果電解質(zhì)包含氟化醚溶劑，則電解質(zhì)的總粘度可降低，且可有效地防止在電解質(zhì)的界面中的離子傳導(dǎo)活化域的氧化。此外，氟化醚溶劑可通過阻斷電解質(zhì)與活性氧的反應(yīng)以如下方式起到賦予阻燃性的作用：對于引燃是相對敏感的(vulnerable)高溶解能力的醚溶劑對于暴露于高溫可變得穩(wěn)定化。氟取代的醚溶劑可在分子中除-cnf2nh基團(tuán)之外還包括-ch2-o-單元，其中-ch2-o-單元可具有擁有未共享電子對的氧，且所述氧可與鋰形成配位鍵。在這樣的情況中，更加促進(jìn)鋰的擴(kuò)散，且電解質(zhì)的離子傳導(dǎo)性可改善。與具有-ch2-o-單元的式3的化合物相比，具有在-cnf2nh基團(tuán)旁邊的-cf2-o-單元代替-ch2-o-單元的氟化醚溶劑可使鋰的擴(kuò)散是困難的，這歸因于其中氧的未共享電子對彼此相鄰的電子接受性cf2基團(tuán)。在一些實施方式中，由式3表示的氟取代的醚溶劑的量可大于在其中鋰離子被溶劑化的高溶解能力的醚溶劑的量。如果由式3表示的氟取代的醚溶劑的量小于在其中鋰離子被溶劑化的高溶解能力的醚溶劑的量或與其相同，則獲得具有合適的高電壓穩(wěn)定性和阻燃性的電解質(zhì)可為困難的，或者獲得合適的離子傳導(dǎo)性可為困難的，這歸因于電解質(zhì)的顯著高的粘度?；诟呷芙饽芰Φ拿讶軇┖头〈拿讶軇┑目傮w積，可以約15體積％-約45體積％、例如約20體積％-約40％、或約25體積％-約35體積％的量包含在其中鋰離子被溶劑化的高溶解能力的醚溶劑。盡管不希望受理論束縛，但理解，當(dāng)高溶解能力的醚溶劑在以上的量范圍內(nèi)時，電解質(zhì)可具有優(yōu)異的離子傳導(dǎo)性。基于高溶解能力的醚溶劑和氟取代的醚溶劑的總體積，可以約55體積％-約85體積％、例如約60體積％-約85％、或約65體積％-約85體積％的量包含氟取代的醚溶劑。盡管不希望受理論束縛，但理解，當(dāng)氟取代的醚溶劑在以上的量范圍內(nèi)時，電解質(zhì)容易制備，且電解質(zhì)可具有優(yōu)異的離子傳導(dǎo)性而不使鋰金屬電池的抗氧化性或阻燃性惡化、或者電解質(zhì)的粘度值沒有變得太高。當(dāng)使用在其中鋰離子被溶劑化的高溶解能力的醚溶劑和由式3表示的氟取代的醚溶劑時，鋰鹽的量增加，這根據(jù)在充電過程期間產(chǎn)生的濃度梯度最小化導(dǎo)致離子傳導(dǎo)性(高倍率)特性改善。因而，溶劑分子接觸鋰金屬負(fù)極的機(jī)會減少，由此減少由電解質(zhì)和固體電解質(zhì)界面(sei)層的還原產(chǎn)物形成的副產(chǎn)物層。因此，根據(jù)實施方式的鋰金屬電池中的鋰鹽的含量可在約0.1摩爾濃度(m)-約7m、約0.5摩爾濃度(m)-約5m、或約1摩爾濃度(m)-約3m的范圍內(nèi)，且在充電過程期間溶劑的量可減少，這可防止在鋰金屬負(fù)極表面上的sei層的形成。由式3表示的氟取代的醚溶劑影響電解質(zhì)的阻燃性和抗氧化性。將氟取代的醚溶劑添加在電解質(zhì)中，使得在負(fù)極表面上形成多孔薄膜形的sei以導(dǎo)致抑制電解質(zhì)的另外的還原反應(yīng)，防止在與鋰負(fù)極的界面上的電解質(zhì)的氧化，改善電解質(zhì)的阻燃性，和將電解質(zhì)的粘度降低至約5厘泊(cp)或更低，即使在高的鋰鹽濃度值下亦然。式3的氟取代的醚溶劑使在正極側(cè)的電解質(zhì)的氧化最小化，降低電解質(zhì)的粘度，有效地賦予電解質(zhì)以阻燃性，和大大影響電解質(zhì)粘度。當(dāng)使用根據(jù)實施方式的電解質(zhì)時，電池的阻燃性和安全性例如高電壓安全性改善，且電池具有高能量密度特性而不在鋰負(fù)極和電解質(zhì)之間的界面上形成電解質(zhì)的分解產(chǎn)物。此外，在其中鋰離子被溶劑化的高溶解能力的醚溶劑可溶解高濃度鋰鹽。高溶解能力的醚溶劑可能夠以約0.1m-約7m、例如約0.2m-約7m、或約0.5m-約5m的量溶解鋰鹽。特別提及可以約0.1m-約7m的量溶解lipf6的醚。因此，使用包括高溶解能力的醚溶劑的電解質(zhì)的鋰金屬電池具有通過溶解高濃度鋰鹽而獲得的改善的離子傳導(dǎo)性以及改善的抗氧化性和高倍率充電/放電特性。由于由式3表示的氟取代的醚溶劑具有吸電子基團(tuán)，因此它強(qiáng)烈地抗氧化。因此，由式3表示的氟取代的醚溶劑可防止在充電期間在高電壓下可從正極側(cè)發(fā)生的電解質(zhì)的氧化。結(jié)果，由式3表示的氟取代的醚溶劑可在負(fù)極表面上形成sei層，且由式3表示的氟取代的醚溶劑具有改善的穩(wěn)定性和且因此改善的在高的電壓值下的壽命特性、高倍率充電/放電特性，且鋰金屬電池的安全性可改善。在式3中，r為-cf2cf2h、-cf2cf2cf2h、-cf2cf2cf2cf2h、或cf3，且cnf2nh為-cf2cf2h、-cf2cf2cf2h、或-cf2cf2cf2cf2h。氟取代的醚溶劑可為由下式4表示的化合物：式4r-ch2-o-cnf2nh.在式4中，r為cmf2mh或cmf2m+1，n為2-5的整數(shù)，和m為1-5的整數(shù)。由式3表示的氟取代的醚溶劑可為選自如下的至少一種：hcf2cf2ch2ocf2cf2h、hcf2cf2ch2ocf2cf2cf2cf2h、hcf2cf2och2cf3、hcf2cf2och2ch2ocf2cf2h、hcf2cf2och2ch2ch2ocf2cf2h、hcf2cf2ch2ocf2cf2cf2h、hcf2cf2och2ch2ocf2cf2cf2h、和hcf2cf2och2ch2ch2ocf2cf2cf2h。由于這樣的氟取代的醚溶劑具有低的極性，因此雜質(zhì)可溶解和可污染包含氟取代的醚溶劑的電解質(zhì)的可能性是低的。由于電解質(zhì)中使用的氟取代的醚溶劑具有約80℃或更大的高閃點(diǎn)，因此電解質(zhì)具有改善的阻燃性，且電池的高溫穩(wěn)定性可改善。此外，氟取代的醚溶劑在極性方面是低的且具有其中氟取代的官能團(tuán)鍵合至-ch2-o-部分的結(jié)構(gòu)。因此，這樣的氟取代的醚溶劑與在其中鋰離子被溶劑化的高溶解能力的醚溶劑例如二甲基醚(dme)非常良好地混合。例如，在其中鋰離子被溶劑化的高溶解能力的醚溶劑可為二醇醚溶劑。在其中鋰離子被溶劑化的高溶解能力的醚溶劑可為選自如下的至少一種：乙二醇二甲基醚(1,2-二甲氧基乙烷)、乙二醇二乙基醚(1,2-二乙氧基乙烷)、丙二醇二甲基醚、丙二醇二乙基醚、丁二醇二甲基醚、丁二醇二乙基醚、一縮二乙二醇二甲基醚、二縮三乙二醇二甲基醚、三縮四乙二醇二甲基醚、一縮二乙二醇二乙基醚、二縮三乙二醇二乙基醚、三縮四乙二醇二乙基醚、一縮二丙二醇二甲基醚、二縮三丙二醇二甲基醚、三縮四丙二醇二甲基醚、一縮二丙二醇二乙基醚、二縮三丙二醇二乙基醚、三縮四丙二醇二乙基醚、一縮二丁二醇二甲基醚、二縮三丁二醇二甲基醚、三縮四丁二醇二甲基醚、一縮二丁二醇二乙基醚、二縮三丁二醇二乙基醚、三縮四丁二醇二乙基醚、聚(乙二醇)二月桂酸酯(pegdl)、聚(乙二醇)單丙烯酸酯(pegma)、和聚(乙二醇)二丙烯酸酯(pegda)。電解質(zhì)可具有在25℃下約5厘泊(cp)或更小、例如約4cp或更小、約3cp或更小、約2cp或更小、或約1cp或更小、例如約0.1cp-約5cp、或約0.5cp-約4cp范圍內(nèi)的粘度。當(dāng)電解質(zhì)的粘度在以上范圍內(nèi)時，離子在電解質(zhì)內(nèi)自由地移動，且電解質(zhì)的離子傳導(dǎo)性是合適的。在一些實施方式中，液體電解質(zhì)可進(jìn)一步包括鋰鹽。可使用本領(lǐng)域中用于制備電解質(zhì)的任何合適的鋰鹽。鋰鹽的實例可包括選自如下的至少一種：liscn、lin(cn)2、liclo4、libf4、liasf6、lipf6、licf3so3、li(cf3so2)3c、lisbf6、lin(so2cf3)2、li(fso2)2n、lic4f9so3、lin(so2cf2cf3)2、lipf3(c2f5)3、lipf3(cf3)3、licl、lif、libr、lii、二氟(草酸)硼酸鋰(lifob)、和雙(草酸)硼酸鋰(libob)。根據(jù)實施方式的鋰鹽為含氟的磺?；衔?。含氟的磺?；衔锏膶嵗砂ㄟx自如下的至少一種：lin(fso2)2(lifsi)、lin(cf3so2)2(litfsi)、lin(cf2so2)(cf3cf2cf2cf2so2)、lin(cf3cf2so2)2、lic(cf3so2)3、和lic(cf3cf2so2)3?；谝后w電解質(zhì)，鋰鹽的量可在約0.1m-約7m、例如約1m-約7m、或約3m-約5m的范圍內(nèi)。盡管不希望受理論束縛，但理解，當(dāng)鋰鹽的量在以上范圍內(nèi)時，鋰金屬電池的壽命特性改善而沒有電解質(zhì)的內(nèi)阻的增加。液體電解質(zhì)的粘度可為在25℃下約5cp或更小、例如約2.5cp-約4cp。盡管不希望受理論束縛，但理解，當(dāng)電解質(zhì)的粘度在以上范圍內(nèi)時，電解質(zhì)的離子傳導(dǎo)性和抗氧化性質(zhì)是優(yōu)異的，且包括電解質(zhì)的鋰金屬電池可具有高電壓和改善的穩(wěn)定性。電解質(zhì)在25℃下的離子傳導(dǎo)性為約1毫西門子/厘米(ms/cm)或更大，或者例如在約1ms/cm-約10ms/cm、或約1ms/cm-約5ms/cm的范圍內(nèi)。根據(jù)實施方式的液體電解質(zhì)可另外包括選自如下的至少一種：碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸亞丁酯、碳酸乙甲酯、碳酸氟代亞乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸甲基異丙基酯、碳酸二丙酯、碳酸二丁酯、一縮二乙二醇二甲基醚、二縮三乙二醇二甲基醚、三縮四乙二醇二甲基醚、聚乙二醇二甲基醚、丁二腈、二甲基砜、乙基甲基砜、二乙基砜、己二腈、1,1,2,2-四氟乙基2,2,3,3-四氟丙基醚、2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚、芐腈、乙腈、四氫呋喃、2-甲基四氫呋喃、γ-丁內(nèi)酯、二氧戊環(huán)、4-甲基二氧戊環(huán)、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲亞砜、二氧六環(huán)、環(huán)丁砜、二氯乙烷、氯苯、和硝基苯。為了改善液體電解質(zhì)的充電/放電特性、阻燃性和其它性質(zhì)的目的，可向其添加吡啶、磷酸三乙酯、三乙醇胺、環(huán)醚、乙二胺、n-甘醇二甲醚、六甲基磷酰胺、硝基苯衍生物、硫、奎寧亞胺染料、n-取代的唑烷酮、n,n-取代的咪唑烷、乙二醇二烷基醚、銨鹽、吡咯、2-甲氧基乙醇、三氯化鋁等。在一些情況中，所述電解質(zhì)可另外包括含鹵素的溶劑例如四氯化碳和三氟乙烯以賦予液體電解質(zhì)以不燃性。根據(jù)實施方式的鋰金屬電池中的液體電解質(zhì)可包括：i)作為在其中鋰離子被溶劑化的高溶解能力的醚溶劑的dme、ii)作為氟取代的醚溶劑的tte(hcf2cf2ch2ocf2cf2h)或ote(hcf2cf2ch2ocf2cf2cf2cf2h)、和iii)作為鋰鹽的lifsi或litfsi。這里，i)dme和ii)tte或ote可按體積以約40:60(1:1.5)到20:80(1:4)的比率混合。以范圍約1m-約6m、例如約1m-約5m、約1m-約4m、或約1m-約3m的量包含鋰鹽lifsi或litfsi。電解質(zhì)中的有機(jī)溶劑可進(jìn)一步包括低沸點(diǎn)溶劑。低沸點(diǎn)溶劑為在大氣壓力下具有約200℃或更低、例如約180℃或更低、或約150℃或更低的沸點(diǎn)范圍的溶劑。例如，有機(jī)溶劑可包括碳酸二烷基酯、環(huán)狀碳酸酯、線型或環(huán)狀酯、線型或環(huán)狀酰胺、脂族腈、線型或環(huán)狀醚、和其任意衍生物。盡管有機(jī)溶劑的實例包括碳酸二甲酯(dmc)、碳酸乙甲酯(emc)、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸二乙酯(dec)、碳酸二丙酯、碳酸亞丙酯(pc)、碳酸亞乙酯(ec)、碳酸氟代亞乙酯(fec)、碳酸亞丁酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、乙腈、丁二腈、二甲亞砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、γ-戊內(nèi)酯、γ-丁內(nèi)酯、和四氫呋喃，所述有機(jī)溶劑不限于此，且可使用任何合適的低沸點(diǎn)有機(jī)溶劑。鋰金屬電池可包括形成于鋰金屬負(fù)極表面上的鋰沉積層，且通過添加具有由式1表示的吡咯烷陽離子的離子液體，鋰沉積層的密度可增加。在一些實施方式中，如方程1中所定義地計算的鋰沉積層的沉積密度可為30％或更大。方程1在方程1中，ρd為鋰沉積層的相對于鋰?yán)碚撁芏鹊某练e密度(百分?jǐn)?shù)，％)，dth為鋰沉積層的理論厚度，dre為鋰沉積層的實際厚度，和dth是根據(jù)方程2計算的：方程2在方程2中，cth為鋰金屬的理論容量，其為3,860毫安時/克(mah/g)，ρth為鋰金屬的理論密度，其為0.53克/立方厘米(g/cc)，a為沉積面積(平方厘米，cm2)，和cd為沉積容量(毫安時，mah)。鋰金屬電池的類型沒有特別限制且可包括鋰一次電池以及鋰二次電池例如鋰離子電池、鋰離子聚合物電池、或鋰硫電池。鋰金屬負(fù)極可為鋰薄膜或鋰合金電極。鋰合金可包括與鋰可合金化的金屬/準(zhǔn)金屬。與鋰可合金化的金屬/準(zhǔn)金屬的實例可包括選自如下的至少一種：si、sn、al、ge、pb、bi、sb、si-y’合金(y’為選自如下的至少一種：堿金屬、堿土金屬、13-16族元素、過渡金屬、和稀土元素，其中y’不是si)、sn-y”合金(y”為選自如下的至少一種：堿金屬、堿土金屬、13-16族元素、過渡金屬、和稀土元素，其中y”不是sn)。元素y’和y”的實例可包括選自如下的至少一種：mg、ca、sr、ba、ra、sc、y、ti、zr、hf、rf、v、nb、ta、db、cr、mo、w、sg、tc、re、bh、fe、pb、ru、os、hs、rh、ir、pd、pt、cu、ag、au、zn、cd、b、al、ga、sn、in、ge、p、as、sb、bi、s、se、te、和po。鋰金屬電池在約4.35v或更大、例如約4.4v-約4.5v的高電壓范圍具有改善的穩(wěn)定性。根據(jù)實施方式的鋰金屬電池可在約3v-約4.4v的0.5c的充電/放電條件下進(jìn)行充電和放電過程20-30次循環(huán)之后，在鋰負(fù)極的表面上形成具有果凍豆(jellybean)狀形態(tài)的鋰沉積層至約10微米(μm)-約30μm、例如約20μm-約30μm、或約20μm的厚度。例如，鋰金屬電池可通過下列方法制造。首先，制備正極。例如，制備其中混合正極活性材料、導(dǎo)電劑、粘合劑、和溶劑的正極活性材料組合物。將正極活性材料組合物直接涂覆在金屬集流體上以制造正極板。替代地，在將正極活性材料組合物流延到單獨(dú)的載體上之后，將從所述載體層離的膜層疊在金屬集流體上以制造正極板。正極不限于以上列舉的形式，且正極可以除上述形式之外的另外的形式形成?？蓻]有限制地使用本領(lǐng)域中已知的任何合適的鋰復(fù)合氧化物材料作為正極活性材料。正極活性材料的實例可包括選自如下的至少一種：鋰與選自鈷、錳、和鎳的至少一種金屬的復(fù)合氧化物。例如，正極活性材料可為由選自如下的至少一個表示的化合物：liaal1-bb’bd’2(其中0.90≤a≤1.8和0≤b≤0.5)；liae1-bb’bo2-cd’c(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，和0≤c≤0.05)；lie2-bb’bo4-cd’c(其中0≤b≤0.5和0≤c≤0.05)；liani1-b-ccobb’cd’α(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，和0<α≤2)；liani1-b-ccobb’co2-αf’α(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，和0<α<2)；liani1-b-ccobb’co2-αf’2(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，和0<α<2)；liani1-b-cmnbb’cd’α(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，和0<α≤2)；liani1-b-cmnbb’co2-αf’α(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，和0<α<2)；liani1-b-cmnbb’co2-αf’2(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.5，0≤c≤0.05，和0<α<2)；lianibecgdo2(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，和0.001≤d≤0.1)；lianibcocmndgeo2(其中0.90≤a≤1.8，0≤b≤0.9，0≤c≤0.5，0≤d≤0.5，和0.001≤e≤0.1)；lianigbo2(其中0.90≤a≤1.8和0.001≤b≤0.1)；liacogbo2(其中0.90≤a≤1.8和0.001≤b≤0.1)；liamngbo2(其中0.90≤a≤1.8和0.001≤b≤0.1)；liamn2gbo4(其中0.90≤a≤1.8和0.001≤b≤0.1)；qo2；qs2；liqs2；v2o5；liv2o5；lii’o2；linivo4；li(3-f)j2(po4)3(其中0≤f≤2)；li(3-f)fe2(po4)3(其中0≤f≤2)；和lifepo4。在上式中，a為選自如下的至少一種：ni、co、和mn；b’為選自如下的至少一種：al、ni、co、mn、cr、fe、mg、sr、v、和稀土元素；d’為選自如下的至少一種：o、f、s、和p；e為選自如下的至少一種：co和mn；f’為選自如下的至少一種：f、s、和p；g為選自如下的至少一種：al、cr、mn、fe、mg、la、ce、sr、和v；q為選自如下的至少一種：ti、mo、和mn；i’為選自如下的至少一種：cr、v、fe、sc、和y；和j為選自如下的至少一種：v、cr、mn、co、ni、和cu。例如，正極活性材料可為licoo2、limnxo2x(其中x為1或2)、lini1-xmnxo2(其中0<x<1)、lini1-x-ycoxmnyo2(其中0≤x≤0.5和0≤y≤0.5)、或lifepo4?？墒褂迷谄浔砻嫔暇哂邪矊拥乃龌衔?、或者所述化合物和具有包覆層的化合物的混合物。所述包覆層可包括包覆元素化合物例如包覆元素的氧化物和氫氧化物、包覆元素的羥基氧化物、包覆元素的碳酸氧鹽、和包覆元素的羥基碳酸鹽。形成包覆層的化合物可為無定形的或結(jié)晶的。包覆層中包括的包覆元素的實例可包括選自如下的至少一種：mg、al、co、k、na、ca、si、ti、v、sn、ge、ga、b、as、和zr。如果包覆層形成過程可通過在化合物中使用這樣的元素通過沒有不利地影響正極活性材料的物理性質(zhì)的方法例如噴涂方法、浸漬方法等進(jìn)行，則可使用任何合適的包覆方法。由于包覆方法的細(xì)節(jié)可由本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有過度實驗的情況下確定，因此在這里省略它的進(jìn)一步詳細(xì)的描述。為了獲得高密度鋰金屬電池，使用高密度正極是有利的。當(dāng)制造高密度正極時，使用licoo2。導(dǎo)電劑的實例可包括選自如下的至少一種：炭黑、石墨例如天然石墨或人造石墨、乙炔黑、科琴黑、碳纖維、碳納米管、金屬粉末、金屬纖維或金屬管(其包括銅、鎳、鋁、或銀)；和導(dǎo)電聚合物例如聚亞苯基衍生物。然而，所述導(dǎo)電劑不限于這些實例，且導(dǎo)電劑的實例可包括本領(lǐng)域中任何合適的用于導(dǎo)電劑的材料。粘合劑的實例可包括選自如下的至少一種：偏氟乙烯/六氟丙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚酰亞胺、聚乙烯、聚酯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯(ptfe)、羧甲基纖維素/丁苯橡膠(cmc/sbr)共聚物、和基于丁苯橡膠的聚合物。然而，粘合劑不限于這些實例，且粘合劑的實例可包括本領(lǐng)域中用作粘合劑的任何合適的材料。溶劑的實例可包括選自如下的至少一種：n-甲基吡咯烷酮(nmp)、丙酮、和水。然而，溶劑不限于這些實例，且可使用任何合適的溶劑。以鋰金屬電池中通常使用的量包含正極活性材料、導(dǎo)電劑、粘合劑和溶劑。取決于鋰金屬電池的用途和組成，如果需要，可省略導(dǎo)電劑、粘合劑和溶劑的至少一種。接著，制備鋰金屬薄膜或鋰合金薄膜作為鋰金屬負(fù)極。接著，制備介于正極和鋰金屬負(fù)極之間的隔板?？墒褂镁哂懈叩碾x子滲透性和機(jī)械強(qiáng)度的介電薄膜作為隔板。隔板可具有約0.01μm-約10μm的孔徑，且可具有約5μm-約20μm的厚度。隔板的實例可包括由烯烴聚合物例如選自聚丙烯和聚乙烯的至少一種或玻璃纖維形成的片、無紡物、和其它產(chǎn)品。當(dāng)使用固體聚合物電解質(zhì)作為電解質(zhì)時，固體聚合物電解質(zhì)也可用作隔板。隔板的實例可包括：包括選自聚乙烯、聚丙烯、和聚偏氟乙烯的至少一種的兩個或多個層的多層；和混合多層例如聚乙烯/聚丙烯雙層隔板、聚乙烯/聚丙烯/聚乙烯三層隔板、聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三層隔板。使用根據(jù)實施方式的電解質(zhì)作為鋰金屬電池中的電解質(zhì)。根據(jù)一個實施方式的鋰金屬電池可另外包括選自液體電解質(zhì)、固體電解質(zhì)、凝膠電解質(zhì)、和聚合物離子液體的至少一種。根據(jù)另外的實施方式的鋰金屬電池可另外包括選自液體電解質(zhì)、固體電解質(zhì)、凝膠電解質(zhì)和聚合物離子液體的至少一種和隔板。液體電解質(zhì)另外包括選自有機(jī)溶劑、離子液體、和鋰鹽的至少一種。可使用在鋰金屬電池中用作有機(jī)溶劑的任何合適的材料作為所述有機(jī)溶劑。有機(jī)溶劑的非限制性實例可包括碳酸酯化合物、二醇醚化合物、二氧戊環(huán)化合物等。碳酸酯溶劑的實例可包括選自如下的至少一種：碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯、碳酸二甲酯、碳酸氟代亞乙酯、碳酸二乙酯、和碳酸乙甲酯。二醇醚溶劑的實例可包括選自如下的至少一種：聚(乙二醇)二甲基醚(pegdme，聚甘醇二甲醚)、三縮四(乙二醇)二甲基醚(tegdme，四甘醇二甲醚)、二縮三(乙二醇)二甲基醚(三甘醇二甲醚)、聚(乙二醇)二月桂酸酯(pegdl)、聚(乙二醇)單丙烯酸酯(pegma)、和聚(乙二醇)二丙烯酸酯(pegda)。二氧戊環(huán)化合物的實例可包括選自如下的至少一種：1,3-二氧戊環(huán)、4,5-二乙基-1,3-二氧戊環(huán)、4,5-二甲基-1,3-二氧戊環(huán)、4-甲基-1,3-二氧戊環(huán)、和4-乙基-1,3-二氧戊環(huán)。有機(jī)溶劑的實例可包括2,2-二甲氧基-2-苯基乙酰苯、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、四氫呋喃、γ丁內(nèi)酯等。凝膠電解質(zhì)為凝膠狀的電解質(zhì)，且凝膠電解質(zhì)可包括本領(lǐng)域中公知的任何凝膠電解質(zhì)材料。例如，凝膠電解質(zhì)可包含聚合物和聚合物離子液體。例如，所述聚合物可為固體接枝(嵌段)共聚物電解質(zhì)。固體電解質(zhì)可為有機(jī)固體電解質(zhì)或無機(jī)固體電解質(zhì)。有機(jī)固體電解質(zhì)的實例可包括選自如下的至少一種：聚乙烯衍生物、聚環(huán)氧乙烷衍生物、聚環(huán)氧丙烷衍生物、磷酸酯聚合物、聚酯硫化物、聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、和包含離子離解性基團(tuán)的聚合物。無機(jī)固體電解質(zhì)的實例可包括選自如下的至少一種：cu3n、li3n、lipon、li3po4·li2s·sis2、li2s·ges2·ga2s3、(na,li)1+xti2-xalx(po4)3(其中0.1≤x≤0.9)、li1+xhf2-xalx(po4)3(其中0.1≤x≤0.9)、na3zr2si2po12、li3zr2si2po12、na5zrp3o12、na5tip3o12、na3fe2p3o12、na4nbp3o12、li0.3la0.5tio3、na5msi4o12(其中m為稀土元素例如nd、gd、和dy)、li5zrp3o12、li5tip3o12、li3fe2p3o12、li4nbp3o12、li1+x(m,al,ga)x(ge1-ytiy)2-x(po4)3(其中0≤x≤0.8，0≤y≤1.0，且m為nd、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、或yb)、li1+x+yqxti2-xsiyp3-yo12(其中0<x≤0.4，0<y≤0.6，且q為al或ga)、li6bala2ta2o12、li7la3zr2o12、li5la3nb2o12、li5la3m2o12(m為nb或ta)、和li7+xaxla3-xzr2o12(其中0<x<3且a為zn)。聚合物離子液體可為例如離子液體單體的聚合產(chǎn)物、或聚合物化合物。聚合物離子液體在有機(jī)溶劑中是高度可溶解的，且因而當(dāng)進(jìn)一步添加時可進(jìn)一步改善電解質(zhì)的離子傳導(dǎo)性。當(dāng)通過使上述離子液體單體聚合而獲得聚合物離子液體時，制備聚合物離子液體，使得通過在使聚合反應(yīng)完成的產(chǎn)物經(jīng)歷清潔和干燥過程之后的陰離子置換反應(yīng)，其具有能夠賦予對于有機(jī)溶劑的溶解性的適當(dāng)?shù)年庪x子。根據(jù)一個示例性實施方式的聚合物離子液體可包括包含如下的重復(fù)單元：i)選自如下的至少一種陽離子：基于銨的陽離子、基于吡咯烷的陽離子、基于吡啶的陽離子、基于嘧啶的陽離子、基于咪唑的陽離子、基于哌啶的陽離子、基于吡唑的陽離子、基于唑的陽離子、基于噠嗪的陽離子、基于的陽離子、基于锍的陽離子、和基于三唑的陽離子，ii)選自如下的至少一種陰離子：bf4-、pf6-、asf6-、sbf6-、alcl4-、hso4-、clo4-、ch3so3-、cf3co2-、(cf3so2)2n-、(fso2)2n-、cl-、br-、i-、so42-、cf3so3-、(c2f5so2)2n-、(c2f5so2)(cf3so2)n-、no3-、al2cl7-、(cf3so2)3c-、(cf3)2pf4-、(cf3)3pf3-、(cf3)4pf2-、(cf3)5pf-、(cf3)6p-、sf5cf2so3-、sf5chfcf2so3-、cf3cf2(cf3)2co-、(cf3so2)2ch-、(sf5)3c-、和(o(cf3)2c2(cf3)2o)2po-。根據(jù)另外的實施方式的聚合物離子液體可通過使離子液體單體聚合而制備。所述離子液體單體可包括陰離子和選自如下的至少一種陽離子：基于銨的陽離子、基于吡咯烷的陽離子、基于吡啶的陽離子、基于嘧啶的陽離子、基于咪唑的陽離子、基于哌啶的陽離子、基于吡唑的陽離子、基于唑的陽離子、基于噠嗪的陽離子、基于的陽離子、基于锍的陽離子、和基于三唑的陽離子，其具有能夠聚合的官能團(tuán)例如乙烯基基團(tuán)、烯丙基基團(tuán)、丙烯酸酯基團(tuán)、甲基丙烯酸酯基團(tuán)等。離子液體單體可包括例如選自如下的至少一種：溴化1-乙烯基-3-乙基咪唑、由下式5表示的化合物、和由下式6表示的化合物：式5式6上述聚合物離子液體可為例如由下式7表示的化合物或由下式8表示的化合物：式7其中在式7中，r1和r3各自獨(dú)立地為氫、取代或未取代的c1-c30烷基、取代或未取代的c2-c30烯基、取代或未取代的c2-c30炔基、取代或未取代的c6-c30芳基、取代或未取代的c2-c30雜芳基、或者取代或未取代的c4-c30碳環(huán)基團(tuán)，r2為單鍵、c1-c3亞烷基、c6-c30亞芳基、c2-c30亞雜芳基、或c4-c30二價碳環(huán)基團(tuán)，x-表示離子液體的陰離子，和n可為500-2,800；和式8在式8中，y-與式7中的x-相同，n可為500-2,800，和y-為雙(三氟甲烷磺酰)亞胺(tfsi)、bf4-、或cf3so3-。聚合物離子液體的實例可包括選自聚(1-乙烯基-3-烷基咪唑)陽離子、聚(1-烯丙基-3-烷基咪唑)陽離子、和(聚(1-(甲基丙烯酰氧基)-3-烷基咪唑)陽離子的至少一種陽離子以及選自ch3coo-、cf3coo-、ch3so3-、cf3so3-、(cf3so2)2n-、(fso2)2n-、(cf3so2)3c-、(cf3cf2so2)2n-、c4f9so3-、c3f7coo-、和(cf3so2)(cf3co)n-的至少一種陰離子。由式7表示的化合物的實例可包括聚(雙(三氟甲烷磺酰)亞胺二烯丙基二甲基銨)。根據(jù)另外的實施方式的聚合物離子液體的實例可包括低分子量聚合物、熱穩(wěn)定的離子液體、和鋰鹽。低分子量聚合物可具有亞乙基氧鏈。低分子量聚合物可為甘醇二甲醚。這里，甘醇二甲醚的實例可包括聚乙二醇二甲基醚(聚甘醇二甲醚)、三縮四乙二醇二甲基醚(四甘醇二甲醚)、和二縮三乙二醇二甲基醚(三甘醇二甲醚)。低分子量聚合物可具有約75-約2,000、例如約150-約1,000、或約250-約500的重均分子量。如圖1中所示，鋰金屬電池11包括正極13、鋰負(fù)極12、和隔板14。將正極13、負(fù)極12和隔板14卷繞或折疊，之后將它們?nèi)菁{到電池殼15中。隨后，將根據(jù)實施方式的電解質(zhì)注入電池殼15中，并且通過帽組件密封包含電解質(zhì)的電池殼15以完成鋰金屬電池11。電池殼的實例可包括圓柱形電池殼、矩形電池殼、薄膜型電池殼。例如，鋰金屬電池可為大的薄膜型電池。鋰金屬電池可為鋰離子電池。鋰金屬電池可用在電動車(ev)中，因為鋰金屬電池在壽命特性和高倍率特性方面是優(yōu)異的。例如，鋰金屬電池可用在混合動力車?yán)绮咫娛交旌蟿恿﹄妱榆?phev)等中。此外，鋰金屬電池可用在其中需要儲存大量電力的領(lǐng)域中。例如，鋰金屬電池可用在電動自行車、電動工具中。為了解釋本說明書的目的，在式中使用的取代基的定義適用如下。如本文中使用的，術(shù)語“烷基”指的是完全飽和的支化或未支化的(或者直鏈或線型的)烴基?！巴榛被鶊F(tuán)的實例可包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、正戊基、異戊基、新戊基、正己基、3-甲基己基、2,2-二甲基戊基、2,3-二甲基戊基、和正庚基?！巴榛被鶊F(tuán)的至少一個氫原子可被如下代替：鹵素原子、被鹵素原子取代的c1-c20烷基(例如，cf3、chf2、ch2f、或ccl3)、c1-c20烷氧基、c2-c20烷氧基烷基、羥基、硝基、氰基、氨基、脒基、肼基、腙基、羧酸基團(tuán)或其鹽、磺酰基、氨磺?；⒒撬峄鶊F(tuán)或其鹽、磷酸基團(tuán)或其鹽、c1-c20烷基、c2-c20烯基、c2-c20炔基、c1-c20雜烷基、c6-c20芳基、c7-c20芳烷基、c6-c20雜芳基、c6-c20雜芳烷基、c6-c20雜芳氧基、和c6-c20雜芳氧基烷基。如本文中使用的，術(shù)語“鹵素原子”包括氟、溴、氯、和碘。如本文中使用的，術(shù)語“被鹵素原子取代的c1-c20烷基”指的是其中至少一個氫原子被鹵素基團(tuán)代替的c1-c20烷基，且被鹵素原子取代的c1-c20烷基的實例可包括單鹵代烷基、二鹵代烷基、或多鹵代烷基，包括全鹵代烷基。單鹵代烷基指的是具有一個碘、溴、氯、或氟的烷基，且二鹵代烷基或多鹵代烷基指的是具有至少兩個彼此相同或不同的鹵素原子的烷基。如本文中使用的，術(shù)語“烷氧基”指的是烷基-o-，且所述烷基與以上定義的相同。烷氧基的實例可包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、2-丙氧基、丁氧基、叔丁氧基、戊氧基、和己氧基。烷氧基的至少一個氫原子可被與以上關(guān)于烷基描述的相同的取代基代替。在這點(diǎn)上，術(shù)語“烷氧基”包括取代的烷氧基部分。如本文中使用的，術(shù)語“烷氧基烷基”指的是被以上描述的烷氧基取代的烷基。烷氧基烷基的至少一個氫原子可被與以上關(guān)于烷基描述的相同的取代基代替。在這點(diǎn)上，術(shù)語“烷氧基烷基”包括取代的烷氧基烷基部分。如本文中使用的，術(shù)語“烯基”指的是具有至少一個碳-碳雙鍵的支化或未支化的烴基。烯基的實例可包括乙烯基、烯丙基、丁烯基、異丙烯基、和異丁烯基。烯基的至少一個氫可被與以上關(guān)于烷基描述的相同的取代基代替。在這點(diǎn)上，術(shù)語“烯基”包括取代的烯基部分。如本文中使用的，術(shù)語“炔基”指的是具有一個碳-碳三鍵的支化或未支化的烴基。炔基的實例可包括乙炔基、丁炔基、異丁炔基、和異丙炔基。炔基的至少一個氫可被與以上關(guān)于烷基描述的相同的取代基代替。在這點(diǎn)上，術(shù)語“炔基”包括取代的炔基部分。如本文中使用的，術(shù)語“芳基”單獨(dú)或組合使用且指的是包括至少一個環(huán)的芳族烴基。術(shù)語“芳基”涉及其中芳族環(huán)稠合到至少一個環(huán)烷基環(huán)的基團(tuán)。芳基的實例可包括苯基、萘基、和四氫萘基。此外，芳基的至少一個氫原子可被與以上關(guān)于烷基描述的相同的取代基代替。在這點(diǎn)上，術(shù)語“芳基”包括取代的芳基部分。如本文中使用的，術(shù)語“芳烷基”指的是被芳基取代的烷基。芳烷基的實例包括芐基或苯基-ch2ch2-。芳烷基的至少一個氫可被與以上關(guān)于烷基描述的相同的取代基代替。在這點(diǎn)上，術(shù)語“芳烷基”包括取代的芳烷基部分。如本文中使用的，術(shù)語“芳氧基”指的是-o-芳基，且芳氧基的實例包括苯氧基。芳氧基的至少一個氫原子可被與以上關(guān)于烷基描述的相同的取代基代替。在這點(diǎn)上，術(shù)語“芳氧基”包括取代的芳氧基部分。如本文中使用的，術(shù)語“雜芳基”指的是包括選自n、o、p、或s的至少一個雜原子且包括碳作為剩余的環(huán)原子的單環(huán)或雙環(huán)芳族有機(jī)基團(tuán)。雜芳基例如可包括1-5個雜原子、或5-10個環(huán)成員，其中s或n可被氧化至多種氧化態(tài)。雜芳基的至少一個氫原子可被與以上關(guān)于烷基描述的相同的取代基代替。在這點(diǎn)上，術(shù)語“雜芳基”包括取代的雜芳基部分。如本文中使用的，術(shù)語“雜芳烷基”指的是被雜芳基取代的烷基。雜芳烷基的至少一個氫可被與以上關(guān)于烷基描述的相同的取代基代替。在這點(diǎn)上，術(shù)語“雜芳烷基”包括取代的雜芳烷基部分。如本文中使用的，術(shù)語“雜芳氧基”指的是-o-雜芳基部分。雜芳氧基的至少一個氫原子可被與以上關(guān)于烷基描述的相同的取代基代替。在這點(diǎn)上，術(shù)語“雜芳氧基”包括取代的雜芳氧基部分。如本文中使用的，術(shù)語“雜芳氧基烷基”指的是被雜芳氧基取代的烷基。雜芳氧基烷基的至少一個氫原子可被與以上關(guān)于烷基描述的相同的取代基代替。在這點(diǎn)上，術(shù)語“雜芳氧基烷基”包括取代的雜芳氧基烷基部分。如本文中使用的，術(shù)語“碳環(huán)”指的是完全或部分飽和或不飽和的非芳族單環(huán)、雙環(huán)、或三環(huán)烴基。單環(huán)烴基的實例可包括環(huán)戊基、環(huán)戊烯基、環(huán)己基、和環(huán)己烯基；且雙環(huán)烴基的實例可包括冰片基、十氫萘基、雙環(huán)[2.1.1]己基、雙環(huán)[2.2.1]庚基、雙環(huán)[2.2.1]庚烯基、或雙環(huán)[2.2.2]辛基。三環(huán)烴基的實例可包括金剛烷基。碳環(huán)基團(tuán)的至少一個氫原子可被與以上關(guān)于烷基描述的相同的取代基代替。在這點(diǎn)上，術(shù)語“碳環(huán)”包括取代的碳環(huán)部分。如本文中使用的，術(shù)語“碳環(huán)烷基”指的是被上述碳環(huán)基團(tuán)取代的烷基。碳環(huán)烷基的至少一個氫原子可被與以上關(guān)于烷基描述的相同的取代基代替。如本文中使用的，術(shù)語“碳環(huán)氧基”指的是-o-碳環(huán)部分。碳環(huán)氧基的至少一個氫原子可被與以上關(guān)于烷基描述的相同的取代基代替。在這點(diǎn)上，術(shù)語“碳環(huán)氧基”包括取代的碳環(huán)氧基部分。如本文中使用的，術(shù)語“碳環(huán)氧基烷基”指的是被以上描述的碳環(huán)氧基取代的烷基。碳環(huán)氧基烷基的至少一個氫原子可被與以上關(guān)于烷基描述的相同的取代基代替。在這點(diǎn)上，術(shù)語“碳環(huán)氧基烷基”包括取代的碳環(huán)氧基烷基部分。如本文中使用的，術(shù)語“雜環(huán)”指的是包括雜原子例如氮、硫、磷、或氧的5至10元環(huán)基團(tuán)，且雜環(huán)基團(tuán)的實例可包括吡啶基。雜環(huán)基團(tuán)的至少一個氫原子可被與以上關(guān)于烷基描述的相同的取代基代替。如本文中使用的，術(shù)語“雜環(huán)烷基”指的是被上述雜環(huán)基團(tuán)取代的烷基。雜環(huán)烷基的至少一個氫原子可被與以上關(guān)于烷基描述的相同的取代基代替。如本文中使用的，術(shù)語“雜環(huán)氧基”指的是-o-雜環(huán)基團(tuán)，且雜環(huán)氧基的至少一個氫原子可被與以上關(guān)于烷基描述的相同的取代基代替。如本文中使用的，術(shù)語“雜環(huán)氧基烷基”指的是被以上描述的雜環(huán)氧基取代的烷基。雜環(huán)氧基烷基的至少一個氫原子可被與以上關(guān)于烷基描述的相同的取代基代替。在這點(diǎn)上，術(shù)語“雜環(huán)氧基烷基”包括取代的雜環(huán)氧基烷基部分。如本文中使用的，術(shù)語“磺酰基”指的是r”-so2-、其中r”為氫、烷基、芳基、雜芳基、芳烷基、雜芳烷基、烷氧基、芳氧基、環(huán)烷基、或雜環(huán)基團(tuán)。如本文中使用的，術(shù)語“氨磺?；敝傅氖莌2ns(o2)-、烷基-nhs(o2)-、(烷基)2ns(o2)-、芳基-nhs(o2)-、烷基-(芳基)-ns(o2)-、(芳基)2ns(o)2-、雜芳基-nhs(o2)-、(芳烷基)-nhs(o2)-、或(雜芳烷基)-nhs(o2)-。氨磺?；闹辽僖粋€氫原子可被與以上關(guān)于烷基描述的相同的取代基代替。如本文中使用的，術(shù)語“氨基”指的是共價鍵合到至少一個碳或雜原子的氮原子。氨基包括例如-nh2和取代的部分。此外，氨基包括其中氮原子鍵合到至少一個另外的烷基的“烷基氨基”、或其中氮鍵合到一個或兩個獨(dú)立地選擇的芳基的“芳基氨基”和“二芳基氨基”。亞烷基、亞芳基、和亞雜芳基分別表示得自烷基、芳基、和雜芳基的二價基團(tuán)。當(dāng)包含規(guī)定數(shù)量的碳原子的基團(tuán)被前面的段落中列舉的任意基團(tuán)取代時，所得“取代的”基團(tuán)中的碳原子的數(shù)量定義為原始的(未取代的)基團(tuán)中包含的碳原子和取代基中包含的碳原子(如果有的話)之和。例如，當(dāng)術(shù)語“取代的c1-c30烷基”指的是被c6-c30芳基取代的c1-c30烷基時，所得芳基取代的烷基中的碳原子的總數(shù)為c7-c60。c倍率是單元電池的放電速率，且通過將單元電池的總?cè)萘砍钥偡烹姇r間而獲得，例如，具有1.6安-時的放電容量的電池的c倍率將為1.6安。在下文中，通過下面的實施例和制備對比例更詳細(xì)地描述根據(jù)本公開內(nèi)容的示例性實施方式的電解質(zhì)和鋰金屬電池。然而，這樣的實施方式僅為了說明的目的而提供，并且本公開內(nèi)容的范圍不應(yīng)以任何方式限于此。此外，應(yīng)理解，本公開內(nèi)容不限于以上描述，因為本公開內(nèi)容的其它各種變型對于具有和本公開內(nèi)容有關(guān)的相關(guān)領(lǐng)域中的普通知識的人員可為明晰的。實施例制備實施例1：液體電解質(zhì)的制備將作為鋰鹽的雙(氟磺酰)亞胺鋰(lifsi)與20:80的體積比的乙二醇二甲基醚(1,2-二甲氧基乙烷)(dme)和1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚(tte)混合以制備1摩爾濃度(m)的鋰鹽溶液，且因而通過向其添加基于100重量份的有機(jī)溶劑的0.5重量份雙(氟磺酰)亞胺n-丁基-n-甲基吡咯烷(pyr14fsi)作為用于改善沉積密度的添加劑而制備液體電解質(zhì)。pyr14fsi中的僅陽離子(pyr14)的量為0.22重量份。制備實施例2：液體電解質(zhì)的制備以與制備實施例1中相同的方式制備液體電解質(zhì)，除了添加0.5重量份雙(三氟甲烷磺酰)亞胺n-丁基-n-甲基吡咯烷(pyr14tfsi)作為離子液體之外。pyr14tfsi中的僅陽離子(pyr14)的量為0.17重量份。制備實施例3：液體電解質(zhì)的制備以與制備實施例1中相同的方式制備液體電解質(zhì)，除了添加5重量份雙(三氟甲烷磺酰)亞胺n-丁基-n-甲基吡咯烷(pyr14tfsi)作為離子液體之外。pyr14tfsi中的僅陽離子(pyr14)的量為1.68重量份。制備對比例1：液體電解質(zhì)的制備以與制備實施例1中相同的方式制備液體電解質(zhì)，除了不添加離子液體之外。制備對比例2：液體電解質(zhì)的制備以與制備實施例1中相同的方式制備液體電解質(zhì)，除了添加0.5重量份雙(三氟甲磺酰)亞胺1-乙基-3-甲基咪唑(emitfsi)作為離子液體之外。制備對比例3：液體電解質(zhì)的制備以與制備實施例1中相同的方式制備液體電解質(zhì)，除了添加0.5重量份雙(氟磺酰)亞胺n-丙基-n-甲基吡啶(ppfsi)作為離子液體之外。制備對比例4：液體電解質(zhì)的制備以與制備實施例1中相同的方式制備液體電解質(zhì)，除了添加0.5重量份雙(氟磺酰)亞胺n-甲基-n-丙基吡咯烷(pyr13fsi)作為離子液體之外。制備對比例5：液體電解質(zhì)的制備以與制備實施例1中相同的方式制備液體電解質(zhì)，除了添加0.5重量份雙(三氟甲烷磺酰)亞胺n-甲基-n-丙基吡咯烷(pyr13tfsi)作為離子液體之外。制備對比例6：液體電解質(zhì)的制備以與制備實施例1中相同的方式制備液體電解質(zhì)，除了添加0.5重量份雙(三氟甲烷磺酰)亞胺n-甲氧基乙基-n-甲基吡咯烷(pyr12o1tfsi)作為離子液體之外。制備對比例7：液體電解質(zhì)的制備以與制備實施例1中相同的方式制備液體電解質(zhì)，除了添加10重量份雙(三氟甲烷磺酰)亞胺n-丁基-n-甲基吡咯烷(pyr14tfsi)作為離子液體之外。pyr14tfsi中的僅陽離子(pyr14)的量為3.37重量份。評價實施例1：凝膠滲透色譜法(gpc)分析對在制備實施例2以及制備對比例1和5中制備的液體電解質(zhì)進(jìn)行凝膠滲透色譜法(gpc)。gpc分析設(shè)備為watersapcacquity，且用于分析的系統(tǒng)為acquityapcxt45x3ea(4.6x150毫米(mm)，45a)，且通過thf的洗脫液在254納米(nm)的uv處檢測色譜。對在制備實施例2以及制備對比例1和5中制備的液體電解質(zhì)進(jìn)行的gpc分析的結(jié)果示于圖2中。如圖2中所示，包括吡咯烷離子液體的液體電解質(zhì)具有減少的對于洗脫周期的時間，且這涉及在吡咯烷離子液體的存在下鋰的溶劑化體積的增加。此外，這表明，當(dāng)鏈的長度增加時，鋰的溶劑化體積也增加。評價實施例2：沉積密度測量如下制備用于測量由在制備實施例1-3和制備對比例1-7中制備的液體電解質(zhì)形成的鋰沉積層的沉積密度的測試單元電池。通過如下制備鋰-銅雙電極單元電池：將聚乙烯/聚丙烯隔板設(shè)置在鋰金屬電極(具有約20微米(μm)的厚度)和銅金屬電極(具有約15μm的厚度)之間，并且添加在制備實施例1-3和制備對比例1-7中制備的液體電解質(zhì)的每一種。通過使用恒定電流方法在cu電極表面上沉積li離子，并且測量鋰沉積層的密度。在恒定電流條件下，以微米度量沉積層的厚度，并且在cu電極上以0.43毫安/平方厘米(ma/cm2)的電流密度沉積li1小時和以4.3ma/cm2的電流密度沉積li1小時之后，進(jìn)行sem圖像橫截面圖分析。當(dāng)使用在制備對比例1和制備實施例2中制備的電解質(zhì)時的鋰沉積層的橫截面圖的sem圖像分別示于圖3和4中。如圖3和4中所示，當(dāng)添加吡咯烷離子液體時，形成薄的且致密的沉積層。此外，通過使用以微米度量的沉積層的厚度以及沉積層的厚度的比率和理論密度計算沉積密度。通過以下方程1計算沉積層的沉積密度(％)。通過以下方程1計算的沉積密度的結(jié)果示于表1中。方程1其中，ρd為鋰沉積層的相對于鋰?yán)碚撁芏鹊某练e密度(百分?jǐn)?shù)，％)，dth為鋰沉積層的理論厚度，dre為鋰沉積層的實際厚度，和dth是根據(jù)方程2計算的：方程2其中，cth為鋰金屬的理論容量，其為3,860毫安時/克(mah/g)，ρth為鋰金屬的理論密度，其為0.53克/立方厘米(g/cc)，a為沉積面積(平方厘米，cm2)，和cd為沉積容量(毫安時，mah)。表1如表1中所示，與當(dāng)添加具有咪唑或吡啶陽離子的離子液體時的情況相比，當(dāng)添加具有吡咯烷陽離子的離子液體時，沉積密度相對增加。此外，證實，不管陰離子的類型(fsi、tfsi)，當(dāng)使用作為具有4個碳原子的吡咯烷陽離子的pyr14時，已觀察到改善的沉積密度。實施例1：鋰金屬電池的制備將licoo2、導(dǎo)電劑(super-p；timcalltd.)、聚偏氟乙烯(pvdf)、和n-甲基吡咯烷酮混合以制備正極組合物。正極組合物中的licoo2、導(dǎo)電劑、和pvdf的混合重量比為97:1.5:1.5。將正極組合物涂覆在鋁箔(具有約15μm的厚度)的頂部上并在25℃下干燥，并且將所得物在真空中在110℃下干燥以制備正極。將聚乙烯/聚丙烯隔板設(shè)置在由此獲得的正極和鋰金屬負(fù)極(具有約20μm的厚度)之間以制備鋰金屬電池(硬幣單元電池)，并且向其添加在制備實施例1中制備的液體電解質(zhì)。實施例2和3：鋰金屬電池的制備以與實施例1中相同的方式制備鋰金屬電池，除了使用制備實施例2和3的液體電解質(zhì)代替制備實施例1的液體電解質(zhì)之外。對比例1-7：鋰金屬電池的制備以與實施例1中相同的方式制備鋰金屬電池，除了使用制備對比例1-7的液體電解質(zhì)代替制備實施例1的液體電解質(zhì)之外。評價實施例3：沉積密度測量將鋰以0.43ma/cm2沉積在對比例1和實施例2中制備的鋰金屬負(fù)極上11小時，測量其沉積密度值，并且結(jié)果示于表2中。通過以上方程1計算沉積密度。表2沉積密度對比例129％實施例234％此外，對比例1的沉積層的sem圖像示于圖5a和5b中；且實施例2的沉積層示于圖6a和6b中。如表2、圖5a和5b、以及圖6a和6b中所示，當(dāng)添加pyr14tfsi離子液體時，像在使用cu電極的測試單元電池的情況中一樣，在實際運(yùn)行條件下，可證實，沉積密度改善。此外，如sem圖像的表面分析所顯示的，當(dāng)鋰沉積層的孔隙率降低時，觀察到緊密性。評價實施例4：充電/放電特性將實施例1和2以及對比例1、2、3和5的鋰金屬電池在如下條件下充電/放電，并且測量每次循環(huán)的充電/放電特性的變化。結(jié)果示于圖7中。在約25℃下以約0.1c倍率的電流進(jìn)行所述鋰金屬電池的恒定電流充電過程，直至電壓達(dá)到約4.30伏(v)(相對于li)，然后以恒定電壓模式在保持約4.30v的電壓的同時使通過恒定電流充電過程的鋰金屬電池在約0.05c倍率的電流處截止。隨后，在放電期間將截止的鋰金屬電池至約0.1c倍率的恒定電流放電，直至電壓達(dá)到約2.8v(相對于li)(化學(xué)轉(zhuǎn)化步驟中的第一次循環(huán))。再進(jìn)行這樣的充電和放電過程兩次循環(huán)以完成化學(xué)轉(zhuǎn)化步驟。在化學(xué)轉(zhuǎn)化步驟之后，將所述鋰金屬電池在大約室溫(25℃)下在約3.0v到約4.4v的電壓范圍內(nèi)以i)約0.5c倍率或ii)1c倍率的恒定電流充電，然后以通過約0.72ma的電流的約0.2c倍率的恒定電流對通過恒定電流充電過程的鋰金屬電池進(jìn)行放電，直至電壓達(dá)到約3.0v的截止電壓。再進(jìn)行充電和放電過程99次循環(huán)以完成總共100次循環(huán)。如圖7中所示，可證實，當(dāng)添加吡咯烷離子液體時，電池的壽命穩(wěn)定性改善。評價實施例5：阻抗測量通過使用阻抗分析儀(solartron1260a阻抗/增益相位分析儀)使用2探針方法在25℃下測量在對比例1以及實施例1和2中制備的鋰金屬電池的電阻。振幅為±10毫伏(mv)，且頻率范圍為約0.1赫茲(hz)-約1兆赫茲(mhz)。將在對比例1以及實施例1和2中制備的鋰金屬電池以與評價實施例4中描述的相同的方式充電和放電，并且奈奎斯特圖的在第一次循環(huán)和第100次循環(huán)之后的阻抗測量結(jié)果示于圖8和9中。圖8和9中所示的電極的界面電阻由半圓的位置和大小確定。半圓的左邊的x截距和右邊的x截距之間的差表示電極的界面電阻。如圖8和9中所示，可證實，當(dāng)添加吡咯烷離子液體時，隨著循環(huán)次數(shù)增加，界面電阻降低。在這點(diǎn)上，可知通過吡咯烷離子液體的添加，界面穩(wěn)定性增加。評價實施例6：根據(jù)離子液體的添加量的特性分析(1)充電/放電特性評價將對比例1和7以及實施例2和3的鋰金屬電池以與評價實施例4中描述的相同的方式充電和放電，并且每次循環(huán)的放電容量的變化示于圖10中。此外，評價鋰金屬電池的初始容量和在第50次循環(huán)時的容量保持率的結(jié)果示于表3中。容量保持率可通過以下方程3計算。方程3容量保持率(％)＝(在第50次循環(huán)時的放電容量/在第1次循環(huán)時的放電容量)×100表3初始容量(mah)在第50次循環(huán)時的容量保持率對比例1132.496％實施例2127.799.5％實施例3132.495％對比例711787％如圖10和表3中所示，當(dāng)pyr14tfsi增加至10重量百分比(重量％)時，可看出，在第30次循環(huán)之后，壽命迅速降低。因而，用于改善沉積密度的添加劑需要保持在3重量份或更低的量。(2)阻抗評價將對比例1和7以及實施例2的鋰金屬電池充電和放電50次循環(huán)，并且以與評價實施例5中描述的相同的方式測量其阻抗。結(jié)果示于圖11中。如圖11中所示，當(dāng)pyr14tfsi增加至10重量％時，可看出，表面電阻增加，且因而界面穩(wěn)定性降低。如上所述，根據(jù)以上實施方式的一個或多個的鋰金屬電池包括用于改善沉積密度的離子液體，其通過增加在鋰金屬負(fù)極表面處的鋰沉積層的密度而增加在充電期間的能量密度，且因而在充電/放電期間液體電解質(zhì)的副反應(yīng)被最小化，使得電池的壽命特性可改善。應(yīng)理解，本文中描述的示例性實施方式應(yīng)僅在描述的意義上考慮且不用于限制的目的。各示例性實施方式中的特征或方面的描述應(yīng)典型地被認(rèn)為可用于其它示例性實施方式中的其它類似特征或方面。盡管已經(jīng)參照附圖描述了一個或多個示例性實施方式，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，在不背離如由所附權(quán)利要求所限定的本公開內(nèi)容的精神和范圍的情況下，可在其中進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)方面的多種變化。當(dāng)前第1頁12