一种锂一次电池电解液及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种锂一次电池电解液，包括有机溶剂、添加剂、其他添加剂和锂盐，所述添加剂包括Li

【技术实现步骤摘要】
一种锂一次电池电解液及其制备方法和应用
本专利技术涉及锂电池电解液相关
，具体涉及一种锂一次电池电解液及其制备方法和应用。
技术介绍
随着电子信息技术及消费电子产品的快速发展，对电池方面的性能要求也在快速提升，特别是电池的能量密度，这已成为锂一次电池在拓展应用领域中遇到的关键性技术难点。目前，金属锂一次电池种类繁多，具有较高的能量比和工作电压，发展较为成熟的体系主要有锂/氟化碳电池、锂/二氧化锰电池、锂/亚硫酰氯电池、锂/二氧化硫电池等，能量密度一般能达到250-350Wh/kg，但仍不能满足日益增长的需求。目前锂一次电池的常规的电解液典型配方为：电解质为六氟磷酸锂(LiPF6)、溶剂为碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯，并不能贡献出电池的容量，且在实际应用过程中存在诸多问题，含此种电解液的电池普遍存在放电电流密度小、倍率放电性能较差、放电平台不高、能量密度小等问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种锂一次电池电解液，在常用电解液中添加无机或有机多硫化物等做添加剂，可在正极放电完成后，继续还原放电提供容量，能显著提高锂一次电池的能量密度和放电性能。为了实现上述目的，本专利技术的主要技术方案如下：一种锂一次电池电解液，包括有机溶剂、添加剂、其他添加剂和锂盐，所述添加剂包括Li2Sx、R1-S-R2、R1-S-S-R2和R1-S-S-S-R2中的任意一种或两种以上的混合物，其中，x＝2-8，R、R1和R2分别选自烷基、烯基、炔基、芳香基、卤代烷基、醛基和羧基中的其中一种。进一步地，按质量百分数计，所述添加剂的含量占所述锂一次电池电解液总质量的0.5-50％。进一步地，所述有机溶剂包括四乙二醇二甲醚、二甲氧基乙烷、1,3-二氧戊烷、乙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、2-甲基四氢呋喃、环己烷、环己醚、四氢呋喃、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、二亚甲亚砜、二甲砜、甲乙砜和环丁砜中的任意一种或两种以上的混合物。进一步地，所述锂盐选自六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、高氯酸锂(LiClO4)、双(三氟磺酰)亚胺锂(LiTFSI)、双(氟磺酰)亚胺锂(LiFSI)、硝酸锂(LiNO3)、四氯铝酸锂(LiAlCl4)和三氟甲基磺酸锂(LiSOCF3)中的任意一种或两种以上的混合物。进一步地，所述锂盐在所述锂一次电池电解液中浓度为0.1-2mol/L。进一步地，所述其他添加剂为碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、1,3-丙磺酸内酯(PS)、1,4-丁磺酸内酯(BS)、1,3-(1-丙烯)磺内酯(PST)、亚硫酸乙烯酯(ES)、硫酸乙烯酯(DTD)、硫酸二甲酯(DMS)、硫酸二乙酯(DES)、硫酸丙烯酯(TMS)、亚硫酸亚乙酯、碳酸亚乙酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸丁烯酯、二甲基亚砜(DMSO)、环丁砜(TMS)、乙腈(AN)、丁二腈(SN)、己二腈和戊二腈中的任意一种或两种以上的混合物。本专利技术还提供了如上所述的锂一次电池电解液的制备方法，该方法包括如下步骤：在惰性气体保护下，将有机溶剂、添加剂、其他添加剂和锂盐混合后，搅拌均匀，即制成锂一次电池电解液。本专利技术还提供了一种锂一次电池，该锂一次电池包括如上所述的锂一次电池电解液，优选的，该锂一次电池选自锂/氟化石墨电池、锂/二氧化锰电池和锂/硫化亚铁电池中的任意一种。进一步地，所述锂一次电池还包括正极，所述锂一次电池在正极放电完成后，所述锂一次电池电解液中的所述添加剂还继续还原放电提供容量。相较于现有技术，本专利技术的有益效果如下：1.本专利技术采用无机和/或有机多硫化物作为锂一次电池电解液的添加剂，在正极放电完成后，可继续还原放电提供容量，显著提高锂一次电池的能量密度。2.本专利技术提供的该锂一次电池电解液的制备方法操作简单，实用性强且应用范围广。【附图说明】图1为常规锂一次电池电解液与本专利技术所提供的锂一次电池电解液放电克容量对比示意图，其中，图中1#为对比例1-2所使用的常规锂一次电池电解液的放电克容量图；2#为实施例4-5所使用的本专利技术所提供的锂一次电池电解液的放电克容量图。【具体实施方式】本专利技术旨在提供一种锂一次电池电解液及其制备方法、使用该电解液的锂一次电池，本专利技术通过在电解液中添加有机和/或无机多硫化物作为锂一次电池电解液的添加剂，可以使锂一次电池在正极放电完成后还可继续还原放电提供容量，显著提高锂一次电池的能量密度，本专利技术的主要技术方案如下：一种锂一次电池电解液，包括有机溶剂、添加剂、其他添加剂和锂盐，所述添加剂包括Li2Sx、R1-S-R2、R1-S-S-R2和R1-S-S-S-R2中的任意一种或两种以上的混合物，其中，x＝2-8，R、R1和R2分别选自烷基、烯基、炔基、芳香基、卤代烷基、醛基和羧基中的其中一种。需要说明的是，Li2Sx为Li2S(2-8),即Li2Sx可为无机多硫化锂化合物，也可以为无机多硫化锂混合物。进一步地，按质量百分数计，所述添加剂的含量占所述锂一次电池电解液总质量的0.5-50％；作为优选的，添加剂的含量占所述锂一次电池电解液总质量的0.5-30％；更为优选的，为0.5-10％。进一步地，所述有机溶剂包括四乙二醇二甲醚、二甲氧基乙烷、1,3-二氧戊烷、乙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、2-甲基四氢呋喃、环己烷、环己醚、四氢呋喃、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、二亚甲亚砜、二甲砜、甲乙砜和环丁砜中的任意一种或两种以上的混合物。进一步地，所述锂盐选自六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、高氯酸锂(LiClO4)、双(三氟磺酰)亚胺锂(LiTFSI)、双(氟磺酰)亚胺锂(LiFSI)、硝酸锂(LiNO3)、四氯铝酸锂(LiAlCl4)和三氟甲基磺酸锂(LiSOCF3)中的任意一种或两种以上的混合物。进一步地，所述锂盐在所述锂一次电池电解液中浓度为0.1-2mol/L。进一步地，所述其他添加剂为碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、1,3-丙磺酸内酯(PS)、1,4-丁磺酸内酯(BS)、1,3-(1-丙烯)磺内酯(PST)、亚硫酸乙烯酯(ES)、硫酸乙烯酯(DTD)、硫酸二甲酯(DMS)、硫酸二乙酯(DES)、硫酸丙烯酯(TMS)、亚硫酸亚乙酯、碳酸亚乙酯、亚硫酸丙烯酯、亚硫酸丁烯酯、二甲基亚砜(DMSO)、环丁砜(TMS)、乙腈(AN)、丁二腈(SN)、己二腈和戊二腈中的任意一种或两种以上的混合物。本专利技术还提供了如上所述的锂一次电池电解液的制备方法，该方法包括如下步骤：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂一次电池电解液，包括有机溶剂、添加剂、其他添加剂和导电锂盐，其特征在于，所述添加剂包括Li

【技术特征摘要】
1.一种锂一次电池电解液，包括有机溶剂、添加剂、其他添加剂和导电锂盐，其特征在于，所述添加剂包括Li2Sx、R1-S-R2、R1-S-S-R2和R1-S-S-S-R2中的任意一种或两种以上的混合物，其中，x＝2-8，R、R1和R2分别选自烷基、烯基、炔基、芳香基、卤代烷基、醛基和羧基中的其中一种。


2.根据权利要求1所述的锂一次电池电解液，其特征在于，按质量百分数计，所述添加剂的含量占所述锂一次电池电解液总质量的0.5-50％。


3.根据权利要求1所述的锂一次电池电解液，其特征在于，所述有机溶剂包括四乙二醇二甲醚、二甲氧基乙烷、1,3-二氧戊烷、乙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、2-甲基四氢呋喃、环己烷、环己醚、四氢呋喃、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、二亚甲亚砜、二甲砜、甲乙砜和环丁砜中的任意一种或两种以上的混合物。


4.根据权利要求1所述的锂一次电池电解液，其特征在于，所述导电锂盐选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、双(三氟磺酰)亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂、硝酸锂、四氯铝酸锂和三氟甲基磺酸锂中的任意一种或两种以上的混合物。


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【专利技术属性】
技术研发人员：黄杰，董亚楠，李文俊，李泓，俞会根，
申请(专利权)人：北京卫蓝新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11