CN106450455A - 一种高效锂硫电池添加剂及其使用方法 - Google Patents

一种高效锂硫电池添加剂及其使用方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106450455A
CN106450455A CN201610913790.1A CN201610913790A CN106450455A CN 106450455 A CN106450455 A CN 106450455A CN 201610913790 A CN201610913790 A CN 201610913790A CN 106450455 A CN106450455 A CN 106450455A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
additive
raw material
following weight
carbon composite
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610913790.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106450455B (zh
Inventor
刘云霞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing Industry Polytechnic College
Original Assignee
Chongqing Industry Polytechnic College
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing Industry Polytechnic College filed Critical Chongqing Industry Polytechnic College
Priority to CN201610913790.1A priority Critical patent/CN106450455B/zh
Publication of CN106450455A publication Critical patent/CN106450455A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106450455B publication Critical patent/CN106450455B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0567—Liquid materials characterised by the additives
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

一种高效锂硫电池添加剂，其特征在于：包括碳复合材料和电解液添加剂，碳复合材料和电解液添加剂的重量比为1:10‑15；碳复合材料由下述重量份原料组成：碳材料60‑80份、乙炔黑2‑5份、SnO2镀膜玻璃片2‑5份、苯基环己烷1‑3份；电解液添加剂由下述重量份的原料组成：木素磺酸盐1‑3份、腐殖酸1‑3份、硅酸2‑5份、2‑乙烯基吡啶2‑4份、乙氧基五氟环磷腈1‑5份、1‑乙基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐1‑3份、介孔硅酸盐1‑3份。本发明中，在正极材料和电解液两方便共同作用，正极材料和电解液之间也能够协同作用，有效减少不溶性的Li2S2和Li2S的产生，产生的少量的不溶性物质可以防止过充电。

Description

一种高效锂硫电池添加剂及其使用方法
技术领域
本发明属于电池领域，具体地说是一种高效锂硫电池添加剂及其使用方法。
背景技术
锂硫电池理论比能量密度为2600W·h/kg，高于现有的普通的锂离子电池4-5倍，但由于锂硫电池的电化学反应中会产生不溶性的Li2S2和Li2S，导致循环过程中锂硫电池容量的衰减。
发明内容
本发明提供一种高效锂硫电池添加剂及其使用方法，用以解决现有技术中的缺陷。
本发明通过以下技术方案予以实现：
一种高效锂硫电池添加剂，包括碳复合材料和电解液添加剂，碳复合材料和电解液添加剂的重量比为1:10-15； 碳复合材料由下述重量份原料组成：碳材料60-80份、乙炔黑2-5份、SnO2镀膜玻璃片2-5份、苯基环己烷1-3份； 电解液添加剂由下述重量份的原料组成：木素磺酸盐1-3份、腐殖酸1-3份、硅酸2-5份、2-乙烯基吡啶2-4份、乙氧基五氟环磷腈1-5份、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐1-3份、介孔硅酸盐1-3份。
如上所述的一种高效锂硫电池添加剂，所述的碳复合材料由下述重量份原料组成：碳材料60份、乙炔黑3份、SnO2镀膜玻璃片5份、苯基环己烷1份。
如上所述的一种高效锂硫电池添加剂，所述的碳复合材料由下述重量份原料组成：碳材料70份、乙炔黑5份、SnO2镀膜玻璃片2份、苯基环己烷2份。
如上所述的一种高效锂硫电池添加剂，所述的碳复合材料由下述重量份原料组成：碳材料80份、乙炔黑2份、SnO2镀膜玻璃片3份、苯基环己烷3份。
如上所述的一种高效锂硫电池添加剂，所述的电解液添加剂由下述重量份的原料组成：木素磺酸盐1份、腐殖酸2份、硅酸5份、2-乙烯基吡啶2份、乙氧基五氟环磷腈2份、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐3份、介孔硅酸盐1份。
如上所述的一种高效锂硫电池添加剂，所述的电解液添加剂由下述重量份的原料组成：木素磺酸盐2份、腐殖酸3份、硅酸2份、2-乙烯基吡啶3份、乙氧基五氟环磷腈5份、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐1份、介孔硅酸盐2份。
如上所述的一种高效锂硫电池添加剂，所述的电解液添加剂由下述重量份的原料组成：木素磺酸盐3份、腐殖酸1份、硅酸3份、2-乙烯基吡啶4份、乙氧基五氟环磷腈1份、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐2份、介孔硅酸盐3份。
一种高效锂硫电池添加剂的使用方法，包括碳复合材料的使用方法和电解液添加剂的使用方法， 碳复合材料的使用方法为：将碳材料、乙炔黑、SnO2镀膜玻璃片分别球磨粉碎，再加入苯基环己烷继续，再与硫、超导黑、黏合剂制成正极浆料，碳复合材料、硫、超导黑、黏合剂的质量比=10：70：10：10；正极浆料球磨3-4h后用刀片将浆料均匀涂于铝箔集流体上，于60 ℃ 真空干燥10h；电解液添加剂的使用方法：将木素磺酸盐、腐殖酸、硅酸、2-乙烯基吡啶、乙氧基五氟环磷腈、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、介孔硅酸盐混合添加到电解液中，电解液为 1mol/L 二（三氟甲基磺酸）亚胺锂的 1,2-二甲氧基乙烷 和二氧戊环（体积比为 1∶1）的混合溶液。
本发明的优点是：本发明中，在正极材料和电解液两方便共同作用，正极材料和电解液之间也能够协同作用，有效减少不溶性的Li2S2和Li2S的产生，产生的少量的不溶性物质可以防止过充电。减少不溶解物质在硫正极上覆膜，降低正极使用后的不导电的问题，减少体积膨胀。乙炔黑增加活性物质的分散性，具有导电剂的作用；木素磺酸盐、腐殖酸具有一定的表面活性；SnO2镀膜玻璃片提高电池容量使电池更好的循环，提高物质的比表面积和活性物质利用率；硅酸的粒度为30-50nm，对极板的固化、化成影响很小。2-乙烯基吡啶抑制不溶物生成。乙氧基五氟环磷腈作为阻燃剂，减小极化电压，提高硫基复合材料的倍率性能。苯基环己烷作为过充保护剂，提高安全性。
附图说明：
图1为是发明实施例1的放电曲线图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种高效锂硫电池添加剂，包括碳复合材料和电解液添加剂，碳复合材料和电解液添加剂的重量比为1:10-15； 碳复合材料由下述重量份原料组成：碳材料60-80份、乙炔黑2-5份、SnO2镀膜玻璃片2-5份、苯基环己烷1-3份； 电解液添加剂由下述重量份的原料组成：木素磺酸盐1-3份、腐殖酸1-3份、硅酸2-5份、2-乙烯基吡啶2-4份、乙氧基五氟环磷腈1-5份、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐1-3份、介孔硅酸盐1-3份。
一种高效锂硫电池添加剂，具体的包括下述实施例：
实施例一：碳复合材料和电解液添加剂的重量比为1:10； 碳复合材料由下述重量份原料组成：碳材料60份、乙炔黑3份、SnO2镀膜玻璃片5份、苯基环己烷1份； 电解液添加剂由下述重量份的原料组成：木素磺酸盐1份、腐殖酸2份、硅酸5份、2-乙烯基吡啶2份、乙氧基五氟环磷腈2份、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐3份、介孔硅酸盐1份。
如图1所示，本发明在经过多次充电后，本发明的比容量降低较少，使用的时间较长，寿命较长。
实施例二：碳复合材料和电解液添加剂的重量比为1:12； 碳复合材料由下述重量份原料组成：碳材料70份、乙炔黑5份、SnO2镀膜玻璃片2份、苯基环己烷2份； 电解液添加剂由下述重量份的原料组成：木素磺酸盐2份、腐殖酸3份、硅酸2份、2-乙烯基吡啶3份、乙氧基五氟环磷腈5份、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐1份、介孔硅酸盐2份。
实施例三：碳复合材料和电解液添加剂的重量比为1:15 碳复合材料由下述重量份原料组成：碳材料80份、乙炔黑2份、SnO2镀膜玻璃片3份、苯基环己烷3份； 电解液添加剂由下述重量份的原料组成：木素磺酸盐3份、腐殖酸1份、硅酸3份、2-乙烯基吡啶4份、乙氧基五氟环磷腈1份、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐2份、介孔硅酸盐3份。
一种高效锂硫电池添加剂的使用方法，包括碳复合材料的使用方法和电解液添加剂的使用方法， 碳复合材料的使用方法为：将碳材料、乙炔黑、SnO2镀膜玻璃片分别球磨粉碎，再加入苯基环己烷继续，再与硫、超导黑、黏合剂制成正极浆料，碳复合材料、硫、超导黑、黏合剂（黏合剂(PEO或水性黏合剂）的质量比=10：70：10：10；正极浆料球磨3-4h后用刀片将浆料均匀涂于铝箔集流体上，于60 ℃ 真空干燥10h；电解液添加剂的使用方法：将木素磺酸盐、腐殖酸、硅酸、2-乙烯基吡啶、乙氧基五氟环磷腈、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、介孔硅酸盐混合添加到电解液中，电解液为 1mol/L 二（三氟甲基磺酸）亚胺锂的 1,2-二甲氧基乙烷 和二氧戊环 （体积比为 1∶1）的混合溶液。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种高效锂硫电池添加剂，其特征在于：包括碳复合材料和电解液添加剂，碳复合材料和电解液添加剂的重量比为1:10-15； 碳复合材料由下述重量份原料组成：碳材料60-80份、乙炔黑2-5份、SnO2镀膜玻璃片2-5份、苯基环己烷1-3份； 电解液添加剂由下述重量份的原料组成：木素磺酸盐1-3份、腐殖酸1-3份、硅酸2-5份、2-乙烯基吡啶2-4份、乙氧基五氟环磷腈1-5份、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐1-3份、介孔硅酸盐1-3份。
2.根据权利要求1所述的一种高效锂硫电池添加剂，其特征在于：所述的碳复合材料由下述重量份原料组成：碳材料60份、乙炔黑3份、SnO2镀膜玻璃片5份、苯基环己烷1份。
3.根据权利要求1所述的一种高效锂硫电池添加剂，其特征在于：所述的碳复合材料由下述重量份原料组成：碳材料70份、乙炔黑5份、SnO2镀膜玻璃片2份、苯基环己烷2份。
4.根据权利要求1所述的一种高效锂硫电池添加剂，其特征在于：所述的碳复合材料由下述重量份原料组成：碳材料80份、乙炔黑2份、SnO2镀膜玻璃片3份、苯基环己烷3份。
5.根据权利要求1所述的一种高效锂硫电池添加剂，其特征在于：所述的电解液添加剂由下述重量份的原料组成：木素磺酸盐1份、腐殖酸2份、硅酸5份、2-乙烯基吡啶2份、乙氧基五氟环磷腈2份、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐3份、介孔硅酸盐1份。
6.根据权利要求1所述的一种高效锂硫电池添加剂，其特征在于：所述的电解液添加剂由下述重量份的原料组成：木素磺酸盐2份、腐殖酸3份、硅酸2份、2-乙烯基吡啶3份、乙氧基五氟环磷腈5份、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐1份、介孔硅酸盐2份。
7.根据权利要求1所述的一种高效锂硫电池添加剂，其特征在于：所述的电解液添加剂由下述重量份的原料组成：木素磺酸盐3份、腐殖酸1份、硅酸3份、2-乙烯基吡啶4份、乙氧基五氟环磷腈1份、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐2份、介孔硅酸盐3份。
8.根据权利要求1所述的一种高效锂硫电池添加剂的使用方法，其特征在于：包括碳复合材料的使用方法和电解液添加剂的使用方法， 碳复合材料的使用方法为：将碳材料、乙炔黑、SnO2镀膜玻璃片分别球磨粉碎，再加入苯基环己烷继续，再与硫、超导黑、黏合剂制成正极浆料，碳复合材料、硫、超导黑、黏合剂的质量比=10：70：10：10；正极浆料球磨3-4h后用刀片将浆料均匀涂于铝箔集流体上，于60 ℃ 真空干燥10h；电解液添加剂的使用方法：将木素磺酸盐、腐殖酸、硅酸、2-乙烯基吡啶、乙氧基五氟环磷腈、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、介孔硅酸盐混合添加到电解液中，电解液为 1mol/L 二（三氟甲基磺酸）亚胺锂的 1,2-二甲氧基乙烷 和二氧戊环 （体积比为 1∶1）的混合溶液。
CN201610913790.1A 2016-10-20 2016-10-20 一种高效锂硫电池添加剂 Expired - Fee Related CN106450455B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610913790.1A CN106450455B (zh) 2016-10-20 2016-10-20 一种高效锂硫电池添加剂

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610913790.1A CN106450455B (zh) 2016-10-20 2016-10-20 一种高效锂硫电池添加剂

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106450455A true CN106450455A (zh) 2017-02-22
CN106450455B CN106450455B (zh) 2018-12-21

Family

ID=58176805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610913790.1A Expired - Fee Related CN106450455B (zh) 2016-10-20 2016-10-20 一种高效锂硫电池添加剂

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106450455B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114512733A (zh) * 2022-01-21 2022-05-17 厦门大学 一种提升锂硫电池电化学性能的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002075447A (ja) * 2000-07-25 2002-03-15 Samsung Sdi Co Ltd リチウムサルファ電池用電解液及びこれを含むリチウムサルファ電池
CN103247822A (zh) * 2012-02-14 2013-08-14 中国科学院物理研究所 锂硫二次电池体系
CN103346360A (zh) * 2013-06-29 2013-10-09 山东圣阳电源科技有限公司 一种蓄电池电解液添加剂配方及其制备方法
CN104716381A (zh) * 2013-12-15 2015-06-17 中国科学院大连化学物理研究所 一种保护锂硫电池负极的方法
CN105977534A (zh) * 2016-06-21 2016-09-28 上海交通大学 一种二次锂硫电池用功能电解液及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002075447A (ja) * 2000-07-25 2002-03-15 Samsung Sdi Co Ltd リチウムサルファ電池用電解液及びこれを含むリチウムサルファ電池
US20020102466A1 (en) * 2000-07-25 2002-08-01 Hwang Duck Chul Electrolyte for a lithium-sulfur battery and a lithium-sulfur battery using the same
CN103247822A (zh) * 2012-02-14 2013-08-14 中国科学院物理研究所 锂硫二次电池体系
CN103346360A (zh) * 2013-06-29 2013-10-09 山东圣阳电源科技有限公司 一种蓄电池电解液添加剂配方及其制备方法
CN104716381A (zh) * 2013-12-15 2015-06-17 中国科学院大连化学物理研究所 一种保护锂硫电池负极的方法
CN105977534A (zh) * 2016-06-21 2016-09-28 上海交通大学 一种二次锂硫电池用功能电解液及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114512733A (zh) * 2022-01-21 2022-05-17 厦门大学 一种提升锂硫电池电化学性能的方法
CN114512733B (zh) * 2022-01-21 2024-02-27 厦门大学 一种提升锂硫电池电化学性能的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106450455B (zh) 2018-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104779394A (zh) 一种水系锂(钠)离子电池混合负极材料
CN104966822A (zh) 一种锂离子电池多层包覆钛酸锂负极材料及其制备方法
CN104617299A (zh) 一种新型二次电池正极硫硒二元材料及制备方法
CN103579590A (zh) 一种锂电池的包覆正极材料的制备方法
CN106602067B (zh) 一种石墨基复合材料、其制备方法及包含该复合材料的锂离子电池
CN103928681B (zh) 一种对称式水溶液锂离子电池
CN104218234A (zh) 一种高循环性能的锂离子电池复合正极材料及其制备方法
CN102522542A (zh) 含石墨烯的单质硫复合材料及其制备方法
CN106025194A (zh) 一种黑磷基复合负极材料及其制备方法
CN106992297A (zh) 一种三元电池复合正极材料的制备方法及应用
CN102130359A (zh) 一种锂硫电池及其制备方法
CN102593444A (zh) 一种碳包覆钛酸锂的制备方法及其产物
CN105406081A (zh) 一种锂离子电池正极浆料的制备方法
CN103311504A (zh) 一种锂离子电池浆料的制备方法
CN101609908A (zh) 一种锂离子电池
CN103346292A (zh) 一种锂离子电池复合正极及其制备方法和应用
CN104201371A (zh) 一种镍钴锰酸锂复合正极材料的制备方法
CN104300175B (zh) 一种室温钠硫二次电池
TWI530009B (zh) 鋰離子儲能元件及其製造方法
CN105428704A (zh) 一种改性氧化还原型固态电解质及其制备方法和应用
CN107887558A (zh) 双功能隔膜及其制备方法和含有该双功能隔膜的大功率半固态锂硫电池
CN106450455A (zh) 一种高效锂硫电池添加剂及其使用方法
CN106252572A (zh) 一种高比能量锂离子电池及其制备方法
CN102403537A (zh) 一种磷酸铁锂电池制作方法
CN101478062A (zh) 锂离子电池用复合电解液及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20181221

Termination date: 20191020

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee