一種用于鋰硫電池的電解質(zhì)溶液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于鋰硫電池的電解質(zhì)溶液，所采用的溶劑為硅烷醚類化合物中的一種或二種以上，電解質(zhì)溶液中電解質(zhì)的濃度為0.1-10摩爾/升；電解質(zhì)為LiN(SO3CF3)2、LiN(SO3CF2CF3)2、LiSO3CF3、LiBr、LiI、LiPF6、LiBOB中的一種或二種以上。這種電解質(zhì)溶液具有安全性好、粘度低、電導(dǎo)率高、阻硫遷移性好、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】—種用于鋰硫電池的電解質(zhì)溶液
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰硫電池領(lǐng)域，具體地說，涉及的鋰硫電池包括負(fù)極金屬鋰、含硫元素正極、隔膜以及電解質(zhì)溶液。電解質(zhì)溶液是由一種或者多種鋰鹽溶解于含硅烷的醚類溶劑中。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰硫電池，因?yàn)槠渚哂蟹浅８叩睦碚摫饶芰棵芏?2600Wh.kg—1)而且價(jià)格便宜，在大規(guī)模儲(chǔ)能、國防以及電動(dòng)汽車等方面具有很好的應(yīng)用前景。
[0003]但是鋰硫電池的一些缺點(diǎn)限制了其進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。比如放電產(chǎn)物多硫化物的溶解并在正負(fù)極之間穿梭使得鋰硫電池循環(huán)穩(wěn)定性差，遠(yuǎn)不能達(dá)到人們的實(shí)際需求。
[0004]為了解決上述問題，人們主要從三個(gè)方面對(duì)電池進(jìn)行研究。I)、正極材料方面，將炭與硫通過物理方法或者化學(xué)方法進(jìn)行包覆混合而阻止多硫化物向負(fù)極擴(kuò)散。2)、電解質(zhì)方面，通過減少多硫化物在電解液中的溶解。3)、負(fù)極方面，通過在電解液中添加物質(zhì)，使其在負(fù)極表面形成保護(hù)膜的方法抑制多硫化物的穿梭效應(yīng)。人們在這方面做了很多工作。Yuriy V.Mikhaylik 等(Pub.N0.:US2011/0059350A1)提出了硝酸鹽能夠抑制多硫化物的穿梭。其作用機(jī)理是在鋰片負(fù)極表面形成保護(hù)膜，有效提高了電池的庫侖效率。但是隨著充放電進(jìn)行，保護(hù)膜的穩(wěn)定性也需進(jìn)一步考察。Zhan Lin等(Adv.Funct.Mater.2012.DO1:10.1002/adfm.201200696)提出了在電解液中添加五硫化磷，不但能在鋰片負(fù)極表面形成保護(hù)膜，而且能溶解不可逆沉積的硫化鋰，電池穩(wěn)定性有一定提高，但是五硫化磷對(duì)多硫化物的溶解也可能增加電池的“飛梭”效應(yīng)。
[0005]另外，由于通常采用低沸點(diǎn)的醚類溶劑作為作為鋰硫電池的電解液，存在很大的安全問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明的目的是提供了 一種電解質(zhì)溶液。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下，
[0007](I)、一種或者多種鋰鹽；
[0008]所述的鋰鹽濃度為0.1-10摩爾/升。優(yōu)選的是0.2-3摩爾/升。
[0009]所述的鋰鹽包括，但不限于以下一種或者多種:LiN(S03CF3)2、LiN(SO3CF2CF3)2、LiSO3CF3' LiBr、LiKLiPF6, LiBOB0 其中優(yōu)選的是 LiN(SO3CF3) 2、LiSO3CF3' LiBOB0
[0010](2)、電解質(zhì)溶液中包含一種或者多種硅烷醚類化合物(如式A、式B、式C)；
[0011]
【權(quán)利要求】
1.用于鋰硫電池的電解質(zhì)溶液，其特征在于:所采用的溶劑為下列硅烷醚類化合物中的一種或二種以上，
2.按照權(quán)利要求1所述的的電解質(zhì)溶液，其特征在于: 電解質(zhì)溶液中電解質(zhì)的濃度為0.1-10摩爾/升。
3.按照權(quán)利要求2所述的的電解質(zhì)溶液，其特征在于: 電解質(zhì)溶液中電解質(zhì)的濃度優(yōu)選0.2-3摩爾/升。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的的電解質(zhì)溶液，其特征在于:
所述電解質(zhì)為 LiN (SO3CF3) 2、LiN (SO3CF2CF3) 2、LiS03CF3、LiBr、Li 1、LiPF6、LiBOB 中的一種或二種以上。
5.按照權(quán)利要求4所述的的電解質(zhì)溶液，其特征在于: 所述電解質(zhì)為LiN(S03CF3)2、LiSO3CF3、LiBOB中的一種或二種以上。
6.按照權(quán)利要求1所述的的電解質(zhì)溶液，其特征在于 所述溶劑為硅烷醚類化合物和環(huán)狀醚類化合物的混合溶劑； 環(huán)狀醚類化合物包括二氧六環(huán)、二氧戊環(huán)、四氫呋喃中的一種或二種以上； 環(huán)狀醚類化合物于混合溶劑中的體積含量不高于50%。
【文檔編號(hào)】H01M10/0566GK103855425SQ201210514148
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2012年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月4日
【發(fā)明者】張華民, 曲超, 張鳳祥, 張益寧, 王美日, 馬藝文 申請人:中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所