.ImAh/g，平均放電電壓為 2.IV(VS.Li7Li)，電池在循環(huán)40周后還保持比容量1054. 7mAh/g，表現(xiàn)出了良好的循環(huán)穩(wěn) 定性。
[00川 實例15
[006引 W單質(zhì)碳、己快黑、LA132黏合劑按質(zhì)量比60 : 30 : 10混合均勻，W異丙醇-水 (體積比1/3)為溶劑，固液比1/3,W50化pm的速度機械攬拌混料化，得到的漿料均勻涂布 在集流體鉛鉛上，然后在6(TC的真空箱中干燥24小時備用。WCelgrad2400為隔膜，W實 施例12中制備的為電解液，組裝成扣式電池。電池首先W0. 4mA/cm2的電流密度充放電， 截止電壓為1. 5-2. 8V，充放電循環(huán)40次。放電比容量達到1278. 2mAh/g，平均放電電壓為 2.lV(vs.Li7Li)，電池在循環(huán)40周后還保持比容量1122.ImAh/g，表現(xiàn)出了良好的循環(huán)穩(wěn) 定性。
[0063] 實例 16
[0064]W單質(zhì)碳、己快黑、LA132黏合劑按質(zhì)量比60 : 30 : 10混合均勻，W異丙醇-水 (體積比1/3)為溶劑，固液比1/3,W50化pm的速度機械攬拌混料化，得到的漿料均勻涂 布在集流體鉛鉛上，然后在6(TC的真空箱中干燥24小時備用。WCelgrad2400為隔膜，W 實施例9中制備的為電解液，組裝成扣式電池。電池首先W0. 4mA/cm2的電流密度充放電， 截止電壓為1. 5-2. 8V，充放電循環(huán)40次。放電比容量達到1318. 5mAh/g，平均放電電壓為 2.IV(VS.Li7Li)，電池在循環(huán)40周后還保持比容量1053mAh/g，表現(xiàn)出了良好的循環(huán)穩(wěn)定 性。
[0065]實例17
[006引 W單質(zhì)碳、己快黑、LA132黏合劑按質(zhì)量比60 : 30 : 10混合均勻，W異丙醇-水 (體積比1/3)為溶劑，固液比1/3,W50化pm的速度機械攬拌混料化，得到的漿料均勻涂布 在集流體鉛鉛上，然后在6(TC的真空箱中干燥24小時備用。WCelgrad2400為隔膜，W實 施例10中制備的為電解液，組裝成扣式電池。電池首先W0. 4mA/cm2的電流密度充放電， 截止電壓為1. 5-2. 8V，充放電循環(huán)40次。放電比容量達到1274. 7mAh/g，平均放電電壓為 2.IV(VS.Li7Li)，電池在循環(huán)40周后還保持比容量1134mAh/g，表現(xiàn)出了良好的循環(huán)穩(wěn)定 性。
[0067]實例 18
[006引 W單質(zhì)碳、己快黑、LA132黏合劑按質(zhì)量比60 : 30 : 10混合均勻，W異丙醇-水 (體積比1/3)為溶劑，固液比1/3,W50化pm的速度機械攬拌混料化，得到的漿料均勻涂布 在集流體鉛鉛上，然后在6(TC的真空箱中干燥24小時備用。WCelgrad2400為隔膜，W實 施例11中制備的為電解液，組裝成扣式電池。電池首先W0. 4mA/cm2的電流密度充放電， 截止電壓為1. 5-2. 8V，充放電循環(huán)40次。放電比容量達到1311. 7mAh/g，平均放電電壓為 2.lV(vs.Li7Li)，電池在循環(huán)40周后還保持比容量1011. 6mAh/g，表現(xiàn)出了良好的循環(huán)穩(wěn) 定性。
[0069]實例 19
[0070]W單質(zhì)碳、己快黑、LA132黏合劑按質(zhì)量比60 : 30 : 10混合均勻，W異丙醇-水 (體積比1/3)為溶劑，固液比1/3,W50化pm的速度機械攬拌混料化，得到的漿料均勻涂 布在集流體鉛鉛上，然后在6(TC的真空箱中干燥24小時備用。WCelgrad2400為隔膜，W lmol/LH氣甲基賴酸醜亞胺裡（LiTFSI)+0.2mol/L硝酸裡/己二醇二甲離值ME)+l，3-二 氧戊焼值化）（體積比1 : 1)為電解液，組裝成扣式電池。電池首先W0. 4mA/cm2的電流 密度充放電，截止電壓為1. 5-2. 8V,充放電循環(huán)40次。放電比容量達到1102. 7mAh/g,平均 放電電壓為2.lV(vs.Li7Li)，電池在循環(huán)40周后比容量僅529mAh/g，比容量衰竭較快，循 環(huán)性能較差。
【主權(quán)項】
1. 一種用于鋰-硫電池的電解液，其特征在于該電解液摩爾配比如下：
Li2Sx純度大于40%，x為1~12 ;電解質(zhì)鹽為六氟磷酸鋰LiPF6、四氟硼酸鋰LiBF4、高 氯酸鋰LiC104、三氟甲基磺酸亞胺LiTFSI、三氟甲基磺酸鋰LiSOCF3中的一種以上，添加劑 為無機硝酸鹽、有機硝酸鹽、有機硝基化合物中的一種以上，有機溶劑為二甲氧基乙烷、1，3 一二氧戊烷、乙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、2-甲基四氫 映喃、環(huán)己烷、環(huán)己醚、四氫映喃、碳酸乙烯醋、碳酸丙烯醋、碳酸丁烯脂、碳酸二甲脂、碳酸 二乙脂、碳酸甲乙脂、碳酸甲丙脂、甲酸甲脂、甲酸乙脂、乙酸甲脂、乙酸乙脂、乙酸丙脂、丙 酸甲脂、丙酸乙脂、丁酸乙脂、二亞甲亞砜、二甲砜、甲乙砜、環(huán)丁砜中的一種以上。
2. -種如權(quán)利要求1所述的用于鋰-硫電池的電解液的制備方法，其特征在于該方法 為如下六種方法： 方法1 :將電解質(zhì)鹽加入到有機溶劑中，在惰性氣氛下攪拌溶解后，將金屬鋰作為陽 極，含單質(zhì)硫或者硫化物的材料作為陰極，按照鋰與硫的元素摩爾比為0.1~5 : 2,在常 溫或加熱溫度低于l〇〇°C，且惰性氣氛保護下攪拌進行電解反應(yīng)，采用的電化學發(fā)法為恒電 位、恒電流、循環(huán)伏安法或計時電流法，然后通過恒電位在1. 5~3. 5V(vs.Li+/Li)電位下 進行分離純化，得到含有高純度的Li2Sx電解液； 方法2 :將Li2S和單質(zhì)硫按照0. 1~5 : 2的摩爾比加入到有機溶劑中，在常溫或加熱 溫度低于l〇〇°C、氮氣或氬氣氣氛保護下攪拌進行反應(yīng)1~10h;將電解液通過色譜柱進行 分離富集，得到含有高純度Li2Sx的電解液； 方法3:將金屬鋰和單質(zhì)硫按照0.1~5 : 2的摩爾比加入到有機溶劑中，在常溫或加 熱溫度低于l〇〇°C、氮氣或氬氣氣氛保護下攪拌進行反應(yīng)1~10h;將電解液通過色譜柱進 行分離富集，得到含有高純度Li2Sx的電解液； 方法4 :將Li2S和單質(zhì)硫按照0. 1~5 : 2的摩爾比加入到有機溶劑中，在常溫或加熱 溫度低于l〇〇°C、氮氣或氬氣氣氛保護下攪拌進行反應(yīng)1~10h;將電解液進行電化學分離 純化，得到含有高純度Li2Sx的電解液； 方法5:將金屬鋰和單質(zhì)硫按照0.1~5 : 2的摩爾比加入有機溶劑，在常溫或加熱溫 度低于l〇〇°C、氮氣或氬氣氣氛保護下攪拌進行反應(yīng)1~10h;將電解液進行電化學分離純 化，得到含有高純度Li2Sx的電解液； 方法6 :將金屬鋰作為陽極，含單質(zhì)硫或者硫化物的材料作為陰極，將鋰與硫的元素摩 爾比為0.1~5 : 2加入有機溶劑，在氮氣或氬氣氣氛保護下攪拌溶解后，在常溫或加熱溫 度低于l〇〇°C，攪拌進行電解反應(yīng)，采用的電化學發(fā)法為恒電位、恒電流、循環(huán)伏安法或計時 電流法，然后通過離子色譜進行分離純化，得到含有高純度Li2Sx的電解液。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于Li-S電池的電解液及其制備方法。其主要由電解質(zhì)鹽和有機溶劑組成，本發(fā)明專利所述用于鋰硫電池的電解液含有經(jīng)過分離純化的高組份含量的Li2Sx(x為1～12)電解質(zhì)鹽，其中某一種Sx2-離子占總多硫離子Sn2-(n為1～12)的分布分數(shù)大于40％。該電解液的制備純化方法為：通過在有機溶劑中電解金屬鋰和單質(zhì)硫或?qū)i2S與單質(zhì)硫按摩爾比加入到有機溶劑中通過攪拌加熱反應(yīng)制得含多硫離子的電解液，然后經(jīng)過電化學純化或者色譜分離純化得到；該電解液中也可以添加其它鋰鹽和添加劑。本發(fā)明產(chǎn)品具有原料廉價環(huán)保、多硫離子純度高組分單一、能夠顯著提高鋰-硫電池比容量和循環(huán)壽命等優(yōu)點。
【IPC分類】H01M10-0562
【公開號】CN104810546
【申請?zhí)枴緾N201410038506
【發(fā)明人】苗力孝, 王安邦, 王維坤, 苑克國, 楊裕生
【申請人】中國人民解放軍63971部隊
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2014年1月27日