鋰-氟化碳電池用改性電解液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋰-氟化碳電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種鋰-氟化碳電池用改性電解液。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬鋰原電池種類(lèi)繁多，具有較高的比能量和工作電壓，目前發(fā)展較為成熟的體系主要有鋰-二氧化錳電池、鋰-亞硫酰氯電池、鋰-二氧化硫電池等，能量密度一般能達(dá)到250-350Wh/kg。近年來(lái)，屬于金屬鋰原電池體系中的鋰-氟化碳電池因具有更高能量密度優(yōu)勢(shì)而備受關(guān)注，目前鋰-氟化碳電池的能量密度能夠達(dá)到500Wh/kg，并且具有很大的提升空間。但是由于鋰-氟化碳電池工作時(shí)隨著反應(yīng)產(chǎn)物導(dǎo)電碳的生成，放電電壓才得到提高，導(dǎo)致鋰-氟化碳電池放電初期存在的電壓滯后現(xiàn)象，制約了鋰-氟化碳電池的倍率放電性能的提聞。
[0003]目前，為改善鋰-氟化碳電池放電初期出現(xiàn)的明顯電壓滯后問(wèn)題，本領(lǐng)域技術(shù)人員從氟化碳材料優(yōu)化方面進(jìn)行了大量研究，不同程度改善了鋰-氟化碳電池在放電初期出現(xiàn)明顯電壓滯后問(wèn)題，但由于原料昂貴以及對(duì)材料的制作過(guò)程要求嚴(yán)格，提高了鋰-氟化碳電池的制作成本，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種能夠有效改善電池放電初期的電壓滯后性、大幅提高電池倍率放電性能，并且成本低、制作過(guò)程簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的鋰-氟化碳電池用改性電解液。
[0005]本發(fā)明包括如下技術(shù)方案:
[0006]鋰-氟化碳電池用改性電解液，包括商品化鋰-氟化碳電池用電解液，其特點(diǎn)是:所述商品化鋰-氟化碳電池用電解液中配制有0.4?0.8mol/L的添加劑，所述添加劑為含N-O鍵的化合物。
[0007]本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)措施:
[0008]所述含N-O 鍵的化合物為 LiNOpLiNOyNaNOyNaNO2A'-三磷酸-2' -二脫氧胞苷三鋰鹽、乙二胺四乙酸二鋰鹽或鳥(niǎo)苷-5' - 二磷酸二鋰鹽。
[0009]所述商品化鋰-氟化碳電池用電解液中的電解質(zhì)為陰離子電解質(zhì)鋰鹽的一種或復(fù)數(shù)種的混合物；所述商品化鋰-氟化碳電池用電解液中的溶劑為脂類(lèi)溶劑、醚類(lèi)溶劑或砜類(lèi)溶劑的一種或復(fù)數(shù)種的混合物。
[0010]所述陰離子電解質(zhì)鋰鹽為L(zhǎng)iC104、LiBF4, LiPF6或LiCF3S03。
[0011]所述脂類(lèi)溶劑為碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯或碳酸甲乙酯；所述醚類(lèi)溶劑為乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇二甲醚或乙二醇二乙醚；所述砜類(lèi)溶劑為二苯基亞砜、甲基苯基砜、環(huán)丁砜或二甲亞砜。
[0012]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
[0013]本發(fā)明通過(guò)在商品化鋰-氟化碳電池電解液中加入含N-O鍵的化合物作為添加齊U，不僅改善了鋰-氟化碳電池在放電初期出現(xiàn)的明顯電壓滯后現(xiàn)象，大幅提高電池倍率放電性能，而且由于含N-O鍵的化合物作為添加劑的種類(lèi)繁多，并且添加時(shí)操作方法十分簡(jiǎn)單，降低了電解液的成本，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明制作的鋰-氟化碳電池與商品化電解液制作的鋰-氟化碳電池放電曲線比較圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為能進(jìn)一步公開(kāi)本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點(diǎn)及功效，特例舉以下實(shí)例并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0016]鋰-氟化碳電池用改性電解液，包括商品化鋰-氟化碳電池用電解液，其特點(diǎn)是:所述商品化鋰-氟化碳電池用電解液中配制有0.4?0.8mol/L的添加劑，所述添加劑為含N-O鍵的化合物。
[0017]所述含N-O 鍵的化合物為 LiNOpLiNOyNaNOyNaNO2A'-三磷酸-2' ,3' -二脫氧胞苷三鋰鹽、乙二胺四乙酸二鋰鹽或鳥(niǎo)苷-5' - 二磷酸二鋰鹽。
[0018]所述商品化鋰-氟化碳電池用電解液中的電解質(zhì)為陰離子電解質(zhì)鋰鹽的一種或復(fù)數(shù)種的混合物；所述商品化鋰-氟化碳電池用電解液中的溶劑為脂類(lèi)溶劑、醚類(lèi)溶劑或砜類(lèi)溶劑的一種或復(fù)數(shù)種的混合物。
[0019]所述陰離子電解質(zhì)鋰鹽為L(zhǎng)iC104、LiBF4, LiPF6, LiCF3S03。
[0020]所述脂類(lèi)溶劑為碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯；所述醚類(lèi)溶劑為乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚；所述砜類(lèi)溶劑為二苯基亞諷、甲基本基諷、環(huán)丁諷、_■甲亞諷。
[0021]實(shí)施例:
[0022]在LiPF6/PC_DME電解液中配制有0.4mol/L的LiNO3作為添加劑形成本發(fā)明的鋰-氟化碳電池改性電解液。
[0023]將氟化石墨材料、SP導(dǎo)電劑、PVDF粘結(jié)劑按質(zhì)量比88:6:6在NMP溶劑中混合均勻，然后涂覆在鋁箔集流體上，干燥后壓片，制成鋰/ 一氟化碳電池的正極極片；以金屬鋰箔為負(fù)極極片；采用上述鋰-氟化碳電池改性電解液制作CR2430型鋰-氟化碳扣式電池；對(duì)制作出的CR2430型鋰-氟化碳扣式電池進(jìn)行測(cè)試，電池的放電截止電壓為IV (vs.Li/Li+)，放電比容量以0.5C (lC=864mA/g)電流密度做充放電循環(huán)測(cè)試，電池在放電初期電壓降至2.18V即達(dá)到最低點(diǎn)，放電比容量為752.6mAh/g。
[0024]比較例:
[0025]采用不含任何添加劑的LiPF6/PC_DME電解液，其余與實(shí)施例完全相同，制作CR2430型鋰-氟化碳扣式電池。
[0026]對(duì)采用本發(fā)明制成的鋰-氟化碳電池用改性電解液和采用商品化鋰-氟化碳電池用改性電解液制作出的CR2430型鋰-氟化碳扣式電池進(jìn)行測(cè)試；測(cè)試結(jié)果如圖1所示，a曲線為電解液中無(wú)添加劑時(shí)制作的電池，b曲線為本發(fā)明制成的鋰-氟化碳電池用改性電解液制作的電池；從圖1中可以看出，當(dāng)電解液中無(wú)添加劑時(shí)制作的電池，盡管放電容量略高于實(shí)施例中的電池；但它在放電初期電壓降至1.47V才達(dá)到最低點(diǎn)。這說(shuō)明，將分子中含N-O鍵的LiNO3作為鋰-氟化碳電池電解液的添加劑，能顯著改善鋰-氟化碳電池在放電初期出現(xiàn)的明顯電壓滯后現(xiàn)象。
[0027]盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，并不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以作出很多形式。這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.鋰-氟化碳電池用改性電解液，包括商品化鋰-氟化碳電池用電解液，其特征在于:所述商品化鋰-氟化碳電池用電解液中配制有0.4?0.8mol/L的添加劑，所述添加劑為含N-O鍵的化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰-氟化碳電池用改性電解液，其特征在于:所述含N-O鍵的化合物為L(zhǎng)iNO3、LiN02、NaNO3、NaNO2, 5'-三磷酸-2'-二脫氧胞苷三鋰鹽、乙二胺四乙酸二鋰鹽或鳥(niǎo)苷-5' -二磷酸二鋰鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰-氟化碳電池用改性電解液，其特征在于:所述商品化鋰-氟化碳電池用電解液中的電解質(zhì)為陰離子電解質(zhì)鋰鹽的一種或復(fù)數(shù)種的混合物；所述商品化鋰-氟化碳電池用電解液中的溶劑為脂類(lèi)溶劑、醚類(lèi)溶劑或砜類(lèi)溶劑的一種或復(fù)數(shù)種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰-氟化碳電池用改性電解液，其特征在于:所述陰離子電解質(zhì)鋰鹽為 LiC104、LiBF4, LiPF6 或 LiCF3S03。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰-氟化碳電池用改性電解液，其特征在于:所述脂類(lèi)溶劑為碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯或碳酸甲乙酯；所述醚類(lèi)溶劑為乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、丙二醇二甲醚或乙二醇二乙醚；所述砜類(lèi)溶劑為二苯基亞砜、甲基苯基砜、環(huán)丁砜或二甲亞砜。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種鋰-氟化碳電池用改性電解液，包括商品化鋰-氟化碳電池用電解液，其特點(diǎn)是：所述商品化鋰-氟化碳電池用電解液中配制有0.4～0.8mol/L的添加劑，所述添加劑為含N-O鍵的化合物。本發(fā)明通過(guò)在商品化鋰-氟化碳電池電解液中加入含N-O鍵的化合物作為添加劑，不僅改善了鋰-氟化碳電池在放電初期出現(xiàn)的明顯電壓滯后現(xiàn)象，大幅提高電池倍率放電性能，而且由于含N-O鍵的化合物作為添加劑的種類(lèi)繁多，并且添加時(shí)操作方法十分簡(jiǎn)單，降低了電解液的成本，易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
【IPC分類(lèi)】H01M10-0567
【公開(kāi)號(hào)】CN104577199
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310478411
【發(fā)明人】余勁鵬, 張晶, 丁飛, 劉興江
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十八研究所
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月14日