[发明专利]电池电解液及其制备方法、锂硫二次电池

说明书

本发明公开了一种电池电解液，包括锂盐、有机溶剂及功能添加剂，该功能添加剂可降低阴极处的电解质氧化，还可以阻碍过渡金属的溶解，并改性SEI膜，减少了对电极的腐蚀效应，从而保证了锂硫电池表现出优异的循环稳定性及倍率性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种电池电解液及其制备方法，还涉及一种锂硫二次电池。

背景技术

近年来，锂离子电池以其具有质量能量密度高和体积能量密度高等优势在移动电子设备及电动汽车领域得到了广泛的应用。然而，随着电动汽车的迅速发展，对锂离子电池的性能要求也逐步提高。锂硫二次电池能量密度高，采用硫单质或含硫物质作为正极活性物质的锂硫二次电池，理论比能量为2600Wh/kg。另外，锂硫二次电池还具有硫资源丰富、价格低廉、环保无污染等优点，是一种非常具有应用前景的电池。

锂硫二次电池的电解液现在大多采用醚类有机溶剂，如1，3-二氧戊烷与乙二醇二甲醚，在醚类电解液中，锂硫二次电池放电过程中产生的高价态聚硫离子易溶于电解液，高价态聚硫离子扩散至锂负极发生副反应生成不可逆的硫化锂是制约锂硫二次电池循环性能的重要原因。

发明内容

针对上述不足，本发明提供了一种电池电解液，采用对甲苯磺酰异氰酸酯作为功能添加剂，该功能添加剂可降低阴极处的电解质氧化，还可以阻碍过渡金属的溶解，并改性SEI膜，减少了对电极的腐蚀效应，从而保证了锂硫电池表现出优异的循环稳定性及倍率性能。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种电池电解液，包括锂盐、有机溶剂及功能添加剂，其特征在于：所述功能添加剂为对甲苯磺酰异氰酸酯。

进一步的，所述锂盐的浓度为0.5~5mol/L，所述功能添加剂在所述电池电解液中的质量百分数为0.1%~5%。

优选的，所述功能添加剂在所述电池电解液中的质量百分数为0.5%~1%。

进一步的，所述锂盐为LiPF₆、LiBF₄、LiBOB、LiBC₂O₄F₂、LiClO₄、LiCF₃SO₃、LiN(FSO₂)₂、LiN( CF₃SO₂ )₂中的一种或几种。

进一步的，所述有机溶剂为碳酸酯类有机溶剂和醚类有机溶剂中的至少一种。

优选的，所述碳酸酯类有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、乙基甲基碳酸酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的至少一种。

所述醚类有机溶剂为二氧五环、二氧六环、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二乙醚中的至少一种。

本发明的另一个目的在于提供一种电池电解液的制备方法，其步骤为向所述有机溶剂中加入锂盐，搅拌溶解后配制成均匀的溶液，随后向溶液中加入功能添加剂，继续搅拌至混合均匀，制得电池电解液。

本发明的第三个目的还在于提供一种锂硫二次电池，包含上述电池电解液。

进一步的，还包括正极、负极和隔膜，所述正极采用硫基材料，所述硫基材料为单质硫、多硫化锂、硫基复合材料、有机硫化物或硫碳聚合物。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：