[發(fā)明專利]一種用于鋰硫電池電解液的配方

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• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113067036A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁明珍;李周洲;曲婕
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南師范大學(xué)
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0568;H01M10/0569;H01M10/052
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明創(chuàng)造提供了一種用于鋰硫電池電解液的配方，將電解質(zhì)鹽溶解在混合溶劑中，隨后在避光條件下加入添加劑，攪拌溶解后過濾得到電解質(zhì)溶液。本發(fā)明創(chuàng)造所述的一種用于鋰硫電池電解液的配方，能夠提升鋰硫電池的放電容量和容量保持率，并且提高電池循環(huán)穩(wěn)定性，增加電池壽命。該方法簡單易行、成本低廉，可大規(guī)模生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

在本發(fā)明創(chuàng)造屬于二次電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于鋰硫電池電解液的配方。

背景技術(shù)

在近年來隨著移動電子設(shè)備、電動汽車和智能電網(wǎng)的飛速發(fā)展，高能量密度電池體系的需求不斷加大。鋰硫電池具有較高的理論比容量以及低成本和綠色環(huán)保等優(yōu)勢，成為最有前景的下一代可充電儲能器件之一。電解質(zhì)作為鋰硫電池的關(guān)鍵組成部分，不只起著傳輸離子、導(dǎo)通內(nèi)部電路的作用，也是決定電池容量和循環(huán)穩(wěn)定性等綜合性能的主要因素之一。理想的電池電解質(zhì)需要滿足如電化學(xué)及化學(xué)穩(wěn)定性高、穩(wěn)定電壓窗口寬、離子電導(dǎo)率高及電子絕緣性良好等條件。且在鋰硫電池中，因?yàn)槌浞烹娺^程中會形成中間產(chǎn)物多硫化物，所以還需重點(diǎn)考慮電解質(zhì)中中間產(chǎn)物多硫化物的溶解及穩(wěn)定性等關(guān)鍵問題。雖然固態(tài)或凝膠電解質(zhì)的抑硫效果突出，但通常存在電導(dǎo)率低、界面相容性差、制備工藝復(fù)雜等弊端。因而，開發(fā)和設(shè)計(jì)合適的電解質(zhì)材料已成為鋰硫電池研究的重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明創(chuàng)造旨在提出一種用于鋰硫電池電解液的配方，以克服現(xiàn)有電解液的不足。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的。

一種用于鋰硫電池電解液的配方，將電解質(zhì)鹽溶解在適量的混合溶劑中，隨后在避光條件下加入一定量的添加劑攪拌溶解后過濾，得到電解液。

進(jìn)一步的，所述電解質(zhì)鹽為三氟甲基磺酰亞胺鋰（LiTFSI）。

進(jìn)一步的，所述電解質(zhì)鹽的濃度為0-10 mol/L。

進(jìn)一步的，所述混合溶液為乙二醇二甲醚（DME）和1,3-二氧戊烷（DOL）。

進(jìn)一步的，所述混合溶液的體積比范圍為0.01-20。

進(jìn)一步的，所述添加劑為苯亞甲基丙酮。

進(jìn)一步的，所述添加劑與溶劑的質(zhì)量比為0.001-0.6。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明創(chuàng)造具有以下優(yōu)勢。

（1）本發(fā)明創(chuàng)造所述的一種用于鋰硫電池電解液的配方，開創(chuàng)性地使用苯亞甲基丙酮作為添加劑，能夠提升鋰硫電池的放電容量和容量保持率以及電池的循環(huán)穩(wěn)定性，可以有效提高電池壽命。

（2）本發(fā)明創(chuàng)造所述的一種用于鋰硫電池電解液的配方，溶劑、電解質(zhì)鹽和添加劑易獲得，在整個(gè)儲能體系具有廣泛的應(yīng)用。有鑒于此，本發(fā)明創(chuàng)造旨在提出一種用于鋰硫電池電解液的配方，對鋰硫電池性能的改進(jìn)具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

附圖說明

圖1為基于實(shí)施例1中的加入添加劑和未加入添加劑的電解液所組裝的Li-S半電池的循環(huán)性能曲線圖。

圖2為基于實(shí)施例2中的加入添加劑和未加入添加劑的電解液所組裝的Li-S半電池的循環(huán)性能曲線圖。

具體實(shí)施方式

除有定義外，以下實(shí)施例中所用的技術(shù)術(shù)語具有與本發(fā)明創(chuàng)造所屬領(lǐng)域技術(shù)人員普遍理解的相同含義。以下實(shí)施例中所用的試驗(yàn)試劑，如無特殊說明，均為常規(guī)生化試劑；所述實(shí)驗(yàn)方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本案發(fā)明人經(jīng)長期研究和大量實(shí)踐，得以提出本發(fā)明的技術(shù)方案，如下將對該技術(shù)方案、其實(shí)施過程及原理等作進(jìn)一步的解釋說明。

概括的講，本發(fā)明是一類通過向電解液中加入添加劑來提升電池性能的方法：將電解質(zhì)鹽溶解在適量的混合溶劑中，在避光條件下加入一定量的添加劑，攪拌溶解后過濾得到電解液。