CN104993144A - 一种含溴化锂的电解液及其电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种含溴化锂电解液及电池，电解液包括：溴化锂、一种或多种不同于溴化锂的其它类型锂盐、两种或两种以上的有机溶剂；溴化锂在锂盐摩尔总量中占0.01~90%，总锂摩尔浓度0.3mol/L~3.00mol/L。采用本发明电解液所制备的电池放电平台高、放电时间长、放电容量大；与传统碱锰、锌锰电池相比大电流放电性能优异；使用范围广，高低温放电性能均良好；与传统的锂铁电池相比，电池成本有明显的降低。

Description

一种含溴化锂的电解液及其电池
技术领域
本发明属于锂电池领域，应用于一次锂电池，涉及含溴化锂的有机溶剂电解液。
背景技术
锂电池由于储存性能长、低温性能好得到了广泛的应用。锂二硫化铁电池以二硫化铁为正极活性物质，金属锂为电池负极，其具有比能量高，储存时间长，优良的倍率性能与低温性能等优点，可替代碱性电池使用的同时能更好兼顾其他需要大负载电池和低温环境下使用的需求。锂-硫电池由于其能量密度高，储存性能好，也成为目前研究和应用的重点。在这些电池中，传统的有机电解液所采用的锂盐有碘化锂和双三氟甲烷磺酰亚胺锂，这两种锂盐在制备过程难度、提纯工艺等方面都存在问题，因而含有此两种锂盐的有机电解液价格高昂，严重限制了锂电池的广泛应用。
发明内容
为了解决以上技术问题，本发明提供一种含溴化锂电解液，包括： 溴化锂、一种或多种不同于溴化锂的其它类型锂盐、两种或两种以上的有机溶剂；溴化锂在锂盐摩尔总量中占0.01~90%，总锂摩尔浓度0.3mol/L~3.00mol/L。
优选的，所述不同于溴化锂的其它类型锂盐采用高氯酸锂、六氟磷酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、碘化锂、四氟硼酸锂中的一种或几种。
优选的，有机溶剂采用乙二醇二甲醚，碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、四氢呋喃、二氧五环、乙腈、二甲基酰胺、三苯磷酸酯中的两种或两种以上。
本发明还提供了一种含溴化锂电解液的电池，包括：正极、本发明的电解液；所述正极按重量百分比，包括：活性物质：50-99.5wt%；粘结剂：0.25-25wt%；导电剂，0.25-25wt%；其他材料：0.4-10%。
优选的，所述粘结剂采用聚偏氟乙烯PVDF。
优选的，所述导电剂采用碳黑、乙炔黑、导电石墨中的一种或几种。
优选的，所述其它材料，为调整正极片特性的各类氧化物或氢氧化物或碳酸盐的一种或几种。如氢氧化铁、碳酸铜，氢氧化钙，碳酸钠中的其中一种。
电池制备的方法为：将正极片、负极金属锂、隔膜卷绕成电芯，注入含溴化锂有机电解液，密封老化后形成电池。
本发明的含溴化锂有机电解液及其锂二硫化铁电池具有以下效果：采用本发明电解液所制备的电池放电平台高、放电时间长、放电容量大；与传统碱锰、锌锰电池相比大电流放电性能优异；使用范围广，高低温放电性能均良好；与传统的锂铁电池相比，电池成本有明显的降低。
附图说明
图1 是实施例2中，测试方式A，测试方式B，测试方式C得到的锂二硫化铁AA型电池的放电曲线图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明：
实施例1
电解液制备：无水溴化锂0.20mol和六氟磷酸锂0.55mol，溴化锂在锂盐摩尔总量中占0.20/(0.20+0.55) = 26.7%，且折算成总锂摩尔数为0.75mol，有机溶剂为乙二醇二甲醚和二氧五环（体积比为70%：30%）1升，配置成0.75molLi/l的含溴化锂有机电解液。
锂二硫化铁电池正极片制作：配方为：活性物质（二硫化铁）：91wt%；粘结剂聚偏氟乙烯3wt%；导电剂炭黑2wt%；导电石墨为2wt%，其它添加物为2%wt，在分散剂NMP（N,N-二甲基吡咯烷酮）的作用下制成浆料，涂覆在铝箔上，经过干燥、碾压、分切后制成电池正极。
锂二硫化铁电池制作：将金属锂负极和所制作得到的正极片，中间加入隔膜，卷绕成电芯，放入钢壳注入所配置的含溴化锂有机电解液，密封老化后形成AA型锂二硫化铁电池。
实施例2
电池性能测试，对实施例1所制备的AA型锂二硫化铁电池性能各种不同放电电流下的测试。
测试方式A：恒流2000mA放电测试，截止电压0.8V；
测试方式B：恒流1000mA放电测试，截止电压0.8V；
测试方式C：恒流500mA放电测试，截止电压0.8V。测试结果见图1，其中测试方式A中得到的放电容量2736mAh，在放出1500mAh容量时电压约为1.20V；测试方式B得到的放电容量2910mAh，在放出1500mAh容量时电压超过1.25V；测试方式C得到的放电容量3016mAh，在放出1500mAh容量时电压超过1.30V。
比较例1
商品化AA碱性电池，以恒流1000mA放电电流进行测试，在截止电压为0.8V的情况下，可放出1093mAh的容量。
结果表明，锂二硫化铁电池采用含溴化锂电液所组合电池放电容量大，大电流放电平台高，适合于大倍率放电等优点。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种含溴化锂电解液，其特征在于，包括： 溴化锂、一种或多种不同于溴化锂的其它类型锂盐、两种或两种以上的有机溶剂；溴化锂在锂盐摩尔总量中占0.01~90%，总锂摩尔浓度0.3mol/L~3.00mol/L。
2.如权利要求1所述的含溴化锂电解液，其特征在于，所述不同于溴化锂的其它类型锂盐采用高氯酸锂、六氟磷酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、碘化锂、四氟硼酸锂中的一种或几种。
3.如权利要求1所述的含溴化锂电解液，其特征在于，有机溶剂采用乙二醇二甲醚，碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、四氢呋喃、二氧五环、乙腈、二甲基酰胺、三苯磷酸酯中两种或两种以上。
4.一种含溴化锂电解液的电池，其特征在于，包括：正极、含如权利要求1所述的电解液；所述正极按重量百分比，包括：活性物质：50-99.5wt%；粘结剂：0.25-25wt%；导电剂，0.25-25wt%；其他：0.4-10%。
5.如权利要求4所述的电池，其特征在于，所述其它采用氢氧化铁、碳酸铜，氢氧化钙，碳酸钠中的其中一种。
6.如权利要求4所述的电池，其特征在于，所述粘结剂采用聚偏氟乙烯PVDF。
7.如权利要求4所述的电池，其特征在于，所述导电剂采用碳黑、乙炔黑、导电石墨中的一种或几种。
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