[发明专利]锂硫电池

权利要求书

1.一种Li-S电池，包括电解质溶剂，所述电解质溶剂包括或由至少一种氟取代的有机化合物组成，所述有机化合物含有至少一个选自氧、氮、磷、硫、以及硅的杂原子，并且其中所述氟取代的有机化合物选自氟取代的羧酸酯、氟取代的羧酸酰胺、氟取代的氟化的醚、氟取代的氨基甲酸酯、氟取代的环状碳酸酯、氟取代的非环状碳酸酯、氟取代的醚、全氟烷基膦烷、氟取代的亚磷酸酯、氟取代的磷酸酯、氟取代的膦酸酯以及氟取代的杂环。

2.如权利要求1所述的电池，其是锂硫电池，所述锂硫电池包括含锂的阳极、含元素硫的阴极、以及集电器，具有电解质溶剂，所述电解质溶剂包括或由至少一种氟取代的有机化合物组成，所述氟取代的有机化合物含有至少一个选自氧、氮、磷、硫、以及硅的杂原子，其中所述氟取代的有机化合物选自氟取代的羧酸酯、氟取代的羧酸酰胺、氟取代的氟化的醚、氟取代的氨基甲酸酯、氟取代的环状碳酸酯、氟取代的非环状碳酸酯、氟取代的醚、全氟烷基膦烷、氟取代的亚磷酸酯、氟取代的磷酸酯、氟取代的膦酸酯以及氟取代的杂环。

3.如权利要求1或权利要求2所述的电池，其中所述溶剂包含在所述阴极中。

4.如权利要求1至3中任一项所述的电池，其中所述氟取代的有机化合物选自碳酸单氟亚乙酯、顺式-碳酸二氟代亚乙酯、反式-碳酸二氟代亚乙酯、碳酸4，4-二氟代亚乙酯、碳酸三氟代亚乙酯、碳酸四氟代亚乙酯、4-氟-4-甲基-1，3-二氧戊环-2-酮、4-氟-4-乙基-1，3-二氧戊环-2-酮、碳酸2，2，2-三氟乙基-甲基酯、以及碳酸2，2，2-三氟乙基-氟甲基酯。

5.如权利要求1至4中任一项所述的电池，其中所述电解质溶剂还包括至少一种非氟化的溶剂。

6.如权利要求5所述的锂电池，其中所述非氟化的溶剂选自碳酸烷基酯、碳酸亚烷基酯、以及醚。

7.如权利要求6所述的锂电池，其中所述非氟化的溶剂是至少一种选自以下的溶剂：1，2-二甲氧基乙烷、四甘醇二甲醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1，3-二氧戊环、4-甲基二氧戊环、碳酸二甲酯、碳酸甲基乙酯、碳酸二乙酯、以及它们的任何混合物。

8.如权利要求1至7中任一项所述的电池，所述电池还包括对相应的金属离子选择性传导的膜。

9.如权利要求1至8中任一项所述的电池，所述电池还包括对锂离子选择性传导的膜。

10.包括至少一个选自氧、氮、磷、硫、以及硅的杂原子的氟取代的有机化合物作为唯一的溶剂或作为与至少一种非氟取代的溶剂的混合物，或者二草酸硼酸锂或二氟草酸硼酸锂，在锂氧电池、锂硫电池、或镁氧电池的阴极室中的用途。

11.如权利要求10所述的用途，其中所述氟取代的有机化合物选自氟取代的羧酸酯、氟取代的羧酸酰胺、氟取代的氟化的醚、氟取代的氨基甲酸酯、氟取代的环状碳酸酯、氟取代的非环状碳酸酯、氟取代的醚、全氟烷基膦烷、氟取代的亚磷酸酯、氟取代的磷酸酯、氟取代的膦酸酯以及氟取代的杂环。

12.电解质溶液，包含

含有至少一个选自氧、氮、磷、硫、以及硅的杂原子的至少一种氟取代的有机化合物，其中所述氟取代的有机化合物选自氟取代的羧酸酯、氟取代的羧酸酰胺、氟取代的氟化的醚、氟取代的氨基甲酸酯、氟取代的环状碳酸酯、氟取代的非环状碳酸酯、氟取代的醚、全氟烷基膦烷、氟取代的亚磷酸酯、氟取代的磷酸酯、氟取代的膦酸酯以及氟取代的杂环，

以及至少一种选自元素硫和M₂X_y中的化合物，其中M是Na或Li，X是硫，并且y是1、2、3、4、6或8。

13.如权利要求12所述的电解质溶液，其中M是Li。

14.如权利要求12或13所述的电解质溶液，其中M是Li，其中所述溶液还包括选自LiBF₄、LiCIO₄、LiAsF₆、LiPO₂F₂、LiPF₆以及LiN(CF₃SO₂)₂中的电解质盐。