[发明专利]锂硫电池的充电方法

权利要求书

1.一种锂-硫电化学电池的充电方法，所述方法包括：

(A)以恒定电流给电池提供电能；

(B)监测充电期间的电压；

(C)计算电压随时间的变化率(dV/dt)；和

(D)当dV/dt值增加5倍以上时终止充电；

其中，所述电池包括：

(a)包含电化学活性含硫物质的阴极；

(b)含锂阳极；和

(c)非水电解质，其中，所述电解质包含：

(i)一种或多种非水溶剂，所述一种或多种非水溶剂包括选自无环醚、环醚、聚醚和砜中的一种或多种；和

(ii)一种或多种N-O添加剂，所述一种或多种N-O添加剂选自无机硝酸盐、有机硝酸盐、无机亚硝酸盐、有机亚硝酸酯、有机硝基化合物和其它N-O化合物中的一种或多种，所述其它N-O化合物选自吡啶N-氧化物、烷基吡啶N-氧化物和四甲基哌啶N-氧化物。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当dV/dt值增加10倍以上时终止充电。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电解质还包含一种或多种锂盐。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述一种或多种锂盐选自LiSCN、LiBr、LiI、LiC1O₄、LiAsF₆、LiSO₃CF₃、LiSO₃CH₃、LiBF₄、LiB(Ph)₄、LiPF₆、LiC(SO₂CF₃)₃和LiN(SO₂CF₃)₂中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一种或多种非水溶剂包括选自二乙醚、二丙醚、二丁醚、二甲氧基甲烷、三甲氧基甲烷、二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷、1,2-二甲氧基丙烷、1,3-二甲氧基丙烷、四氢呋喃、四氢吡喃、2-甲基四氢呋喃、1,4-二烷、1,3-二氧戊环、三烷、二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚、更高级的甘醇二甲醚、乙二醇二乙烯基醚、二甘醇二乙烯基醚、三甘醇二乙烯基醚、双丙甘醇二甲醚、丁二醇醚、环丁砜、3-甲基环丁砜和3-环丁烯砜中的一种或多种。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非水溶剂包括两种或多种选自无环醚、环醚和聚醚的溶剂。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一种或多种非水溶剂由以下溶剂组成：

1,3-二氧戊环和二甲氧基乙烷；或

1,3-二氧戊环和二甘醇二甲醚；或

1,3-二氧戊环和三甘醇二甲醚；或

1,3-二氧戊环和环丁砜。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一种或多种非水溶剂由1，3-二氧戊环、二甲氧基乙烷和三甘醇二甲醚组成。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非水电解质包括一种或多种选自液体电解质、凝胶电解质和固体聚合物电解质的物质。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述电解质是液体电解质。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述电解质是凝胶电解质。

12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述电解质是固体聚合物电解质。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述一种或多种N-O添加剂掺入固体聚合物电解质中。

14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述一种或多种N-O添加剂掺入凝胶聚合物电解质中。

15.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述一种或多种N-O添加剂掺入液体电解质中。

16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一种或多种N-O添加剂被作为阴极的一部分，并且在电池放电和充电期间溶解在电解质中。

17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括位于所述阳极和阴极之间的隔板。