[发明专利]电解液添加剂、锂离子电池电解液和锂硫电池

说明书

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种电解液添加剂、锂离子电池电解液和锂硫电池。本发明所提供的电解液添加剂，包括化合物Ⅰ、化合物Ⅱ、化合物Ⅲ和化合物Ⅳ中的至少一种；X₁、X₂、X₃、X₄、X₅、X'₁、X'₂、X”₁、X”₂、X”₃、X”₄和X”₅各自独立地选自H、卤素或卤代烷基，且X₁、X₂、X₃、X₄和X₅不同时为H，X'₁和X'₂不同时为H，X”₁、X”₂、X”₃不同时为H，X”₄和X”₅不同时为H；M为含碳或杂原子的基团；m、n各自独立地选自0或10以内的正整数。将其添加在锂硫电池的电解液中，可有效抑制多硫化物的“穿梭效应”，提高活性物质的利用率，以及提升锂硫电池的电化学性能和安全性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种电解液添加剂、锂离子电池电解液和锂硫电池。

背景技术

资源和能源是人类赖以发展和生存的源泉，关系着国家安全、社会稳定以及经济发展等重大战略问题。随着21世纪的到来，能源问题日益严峻，环境污染持续恶化，为了实现可持续发展，新能源和可再生能源的利用和发展成为世界各国研究的热点。水能、风能、氢能、核能、潮汐能、太阳能在世界各国都得到大力的发展和利用。储能器件性能的提高，能有效地促进新能源应用的普及。众多的储能设备中，电化学储能以其能量密度高、能源转换效率好、污染小、组合和移动方便等特点，成为世界各国重要研究方向之一。

采用单质硫或硫基化合物作为正极材料制备的锂硫电池，其理论能量密度高达2600Wh kg^-1，实际能量密度目前可达到300Wh kg^-1，未来几年内可能提高到600Wh kg^-1左右，被认为是当前最具研究价值和应用前景的二次锂电池体系之一。然而，采用单质硫或硫基复合物作为正极材料时，其在充放电过程中产生的中间产物多硫化锂(Li₂S_n，3≤n≤8)容易溶解在电解液中并向负极扩散，导致活性物质和容量的不可逆损失的“穿梭效应”，大大降低锂硫电池的电化学性能。

发明内容

本发明的主要目的在于电解液添加剂，以有效抑制多硫化物的“穿梭效应”。

本发明的另一目的在于提供一种锂离子电池电解液，又一目的在于提供一种锂硫电池。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一下具体技术方案：

一种电解液添加剂，包括化合物Ⅰ、化合物Ⅱ、化合物Ⅲ和化合物Ⅳ中的至少一种；

其中，X₁、X₂、X₃、X₄、X₅、X'₁、X'₂、X”₁、X”₂、X”₃、X”₄和X”₅各自独立地选自H、卤素或卤代烷基，且X₁、X₂、X₃、X₄和X₅不同时为H，X'₁和X'₂不同时为H，X”₁、X”₂、X”₃不同时为H，X”₄和X”₅不同时为H；

M为含碳或杂原子的基团；