CN108028423A - 用于锂硫电池的电解质和包含其的锂硫电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于锂硫电池的电解质溶液和包含其的锂硫电池。本发明的用于锂硫电池的电解质溶液显示优异的稳定性并且可以通过抑制在锂硫电池操作期间的气体产生而改善膨胀现象。

Description

用于锂硫电池的电解质和包含其的锂硫电池
技术领域
本申请要求2016年3月3日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2016-0025398号和2017年1月10日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请10-2017-0003342号的优先权和权益，并通过引用的方式将其全部内容并入本文中。
本发明涉及用于锂硫电池的电解质溶液和包含其的锂硫电池。
背景技术
随着近期便携式电子装置、电动车辆和大容量电力存储系统的发展，出现了对大容量电池的需求。锂硫电池是使用具有硫-硫键(S-S键)的硫系列材料作为正极活性材料且使用锂金属作为负极活性材料的二次电池，且作为正极活性材料的主要材料的硫具有资源非常丰富、无毒且原子量低的优点。
此外，锂硫电池具有1672mAh/g硫的理论放电容量和2600Wh/kg的理论能量密度，与目前研究的其他电池系统的理论能量密度(Ni-MH电池：450Wh/kg；Li-FeS电池：480Wh/kg；Li-MnO2电池：1000Wh/kg；Na-S电池：800Wh/kg)相比，该理论能量密度非常高，因此锂硫电池作为具有高能量密度特性的电池而受到关注。
在使用常规电解质溶液制备大容量锂硫电池并且对其进行试验时，本发明的发明人观察到在电池操作期间内部产生气体并且电池膨胀的膨胀现象。这样的膨胀现象导致电解质溶液耗尽，电池变形，并且还导致活性材料从电极中脱嵌，产生电池性能下降的问题。
尚未确定由电池内部的气体产生引起的这样的膨胀现象的原因和产生机理，因此也没有对策。
[现有技术文献]
韩国专利申请公开公报10-2012-0090113号：用于锂二次电池的电解质和包含其的锂二次电池
发明内容
【技术问题】
鉴于上述情况，本发明的发明人已经研究了锂硫电池的电解质溶液组合物，结果完成了本发明。
因此，本发明的一方面提供用于锂硫电池的电解质溶液，其显著减少在电池操作期间的气体产生量。
本发明的另一方面提供包含所述电解质溶液的锂硫电池。
【技术方案】
根据本发明的一方面，提供用于锂硫电池的电解质溶液，其包含锂盐和非水溶剂，并且还包含自由基吸附剂。
在此，自由基吸附剂可以包括选自由醌类化合物、N-氧自由基类化合物、酚类化合物、胺类化合物、烯醇类化合物、硫醇类化合物、叠氮化物类化合物、环丙烷衍生物、环丁烷衍生物及其组合构成的组中的一种。
在此，醌类化合物可以是选自由1,2-苯醌、1,4-苯醌、1,2-萘醌、1,4-萘醌、9,10-蒽醌、1,4-蒽醌、苊醌及其衍生物构成的组中的一种或多种。
在此，N-氧自由基类化合物可以是选自由2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、4-氧代-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、4-乙酰胺基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、4-甲氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基和4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基-苯甲酸酯构成的组中的一种或多种。
在此，胺类化合物可以是西玛津(simazine)、N1,N4-二苯基苯-1,4-二胺或其组合。
在此，基于100重量％的电解质溶液，自由基吸附剂的含量可以为0.01重量％至5重量％。
在此，非水溶剂可以是选自由碳酸酯类溶剂、酯类溶剂、醚类溶剂、酮类溶剂、醇类溶剂和非质子溶剂构成的组中的一种或多种。
在此，锂盐可以是选自由LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiC4BO8、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、CF3SO3Li、(CF3SO2)2NLi、(C2F5SO2)2NLi、(SO2F)2NLi、(CF3SO2)3CLi、氯硼烷锂、低级脂族羧酸锂、四苯基硼酸锂、酰亚胺锂及其组合构成的组中的一种。
在此，可以以0.2M至2.0M的浓度包含锂盐。
本发明的电解质溶液还可以包含分子中具有N-O键的添加剂。
在此，添加剂可以是选自由硝酸锂、硝酸钾、硝酸铯、硝酸钡、硝酸铵、亚硝酸锂、亚硝酸钾、亚硝酸铯、亚硝酸铵、硝酸甲酯、硝酸二烷基咪唑盐、硝酸胍、硝酸咪唑盐、硝酸吡啶盐、亚硝酸乙酯、亚硝酸丙酯、亚硝酸丁酯、亚硝酸戊酯、亚硝酸辛酯、硝基甲烷、硝基丙烷、硝基丁烷、硝基苯、二硝基苯、硝基吡啶、二硝基吡啶、硝基甲苯、二硝基甲苯、吡啶N-氧化物、烷基吡啶N-氧化物和四甲基哌啶氧自由基构成的组中的一种或多种。
在此，基于100重量％的电解质溶液，添加剂的含量可以为0.01重量％至10重量％。
根据本发明的另一方面，提供包含电解质溶液的锂硫电池。
【有益效果】
本发明的用于锂硫电池的电解质溶液具有优异的稳定性并且在电池操作期间具有显著少量的气体产生。结果，可以改善电池的膨胀现象。
附图说明
图1是比较试验例1的气体产生量的图；
图2是比较试验例2的电池寿命特性的图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细地说明本发明的实施方式，使得本领域的普通技术人员可以容易地实施本发明。然而，本发明可以以各种不同的形式来实施，并且不限于本文说明的实施例。
用于锂硫电池的电解质溶液
为了改善由锂硫电池操作期间产生的诸如氢气的气体引起的膨胀现象，本发明提供用于锂硫电池的电解质溶液，其包含锂盐和非水溶剂，并且还包含自由基吸附剂。
根据本发明的发明人获得的试验结果，当在诸如大面积袋式电池的大型电池中使用由非水溶剂和锂盐形成的常见电解质溶液时，产生相当大量的诸如氢气、甲烷和乙烷的气体并且观察到使电池膨胀的膨胀现象。该现象和产生的原因还没有被报道，但认为是由于电解质溶液的不稳定性造成的。特别地，在电池操作期间生成的硫自由基被认为是电解质溶液分解和由此导致产生气体的原因。
本发明的电解质溶液还包含自由基吸附剂以减少由自由基引起的副反应。当在锂硫电池中使用时，本发明的电解质溶液显示提高的稳定性，且不使诸如电池寿命和效率的电池特性下降。结果，改善了在电池操作期间电解质溶液分解和气体产生的问题，并且可以克服由电解质溶液损失和电池活性材料从电极中脱嵌引起的性能下降和由电池变形引起的品质下降的问题。
本发明的自由基吸附剂不受特别限制，只要其能够通过在自由基材料与电解质溶液反应之前首先与在锂硫电池操作期间伴随产生的自由基材料反应而发挥防止电解质溶液分解的作用即可，并且包括容易接收电子的共轭化合物、稳定的自由基化合物、具有不饱和键的化合物等。
自由基吸附剂可以是醌类化合物。醌类化合物具有共轭结构，且由此能够发挥电子接受作用。具体地，醌类化合物可以是选自由1,2-苯醌、1,4-苯醌、1,2-萘醌、1,4-萘醌、9,10-蒽醌、1,4-蒽醌、苊醌及其衍生物构成的组中的一种或多种。
此外，自由基吸附剂可以是N-氧自由基类化合物。N-氧自由基类化合物具有稳定的自由基结构，并且可以用作氧化催化剂。具体地，N-氧自由基类化合物可以是选自由2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、4-氧代-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、4-乙酰胺基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、4-甲氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基和4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基-苯甲酸酯构成的组中的一种或多种。
除此之外，自由基吸附剂的非限制性实例可以包括酚类化合物，例如2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)、硫代二亚乙基二[2-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基酯或四[亚甲基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]甲烷；胺类化合物，例如西玛津(6-氯-N,N’-二乙基-1,3,5-三嗪-2,4-二胺)或N1,N4-二苯基苯-1,4-二胺；烯醇类化合物；硫醇类化合物；叠氮化物类化合物；环丙烷衍生物；环丁烷衍生物等，并且这些自由基吸附剂可以单独使用或作为混合物使用。
基于100重量％的电解质，自由基吸附剂的含量优选为0.01重量％至5重量％。当自由基吸附剂的含量小于上述范围时，防止在电池操作期间电解质溶液分解和气体产生的效果不显著，并且当含量大于上述范围时，可能发生不希望的副反应，因此，将含量适当地控制在上述范围内。此外，当自由基吸附剂含量在0.5重量％至2重量％的范围内时，还可以获得提高电池寿命特性的效果以及防止气体产生的效果，因此自由基吸附剂的含量更优选在0.5重量％至2重量％的范围内。
本发明的电解质溶液的溶剂不受特别限制，只要其为发挥参与电池的电化学反应的离子可以经其迁移的介质的作用的非水溶剂即可，具体地，可以使用碳酸酯类溶剂、酯类溶剂、醚类溶剂、酮类溶剂、醇类溶剂或非质子溶剂。
作为碳酸酯类溶剂，可以使用碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)、碳酸甲乙酯(MEC)、碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)等，然而，碳酸酯类溶剂不限于此。
作为酯类溶剂，可以使用乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸1,1-二甲基乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、γ-丁内酯、癸内酯、戊内酯、甲瓦龙酸内酯、己内酯等，然而，酯类溶剂不限于此。
作为醚类溶剂，可以使用二乙醚、二丙醚、二丁醚、二甲氧基甲烷(DMM)、三甲氧基甲烷(TMM)、二甲氧基乙烷(DME)、二乙氧基乙烷(DEE)、二甘醇二甲醚、三甘醇二甲醚、四甘醇二甲醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、聚乙二醇二甲醚等，然而，醚类溶剂不限于此。
酮类溶剂的实例可以包括环己酮等。此外，作为醇类溶剂，可以使用乙醇、异丙醇等，并且作为非质子溶剂，可以使用诸如乙腈的腈类、诸如二甲基甲酰胺的酰胺类、诸如1,3-二氧戊环(DOL)的二氧戊环类、环丁砜等。
非水有机溶剂可以单独使用，或者作为其一种或多种的混合物使用，并且当作为其一种或多种的混合物使用时，可以根据目标电池性能适当地控制混合比率。当考虑锂硫电池特性时，优选使用上述醚类溶剂作为非水溶剂。作为一个实例，可以使用采用50:50体积比的1,3-二氧戊环(DOL)与1,2-二甲氧基乙烷(DME)的混合溶剂或采用50:50体积比的四氢呋喃(THF)与1,2-二甲氧基乙烷(DME)的混合溶剂。
本发明的电解质溶液包含添加到电解质溶液中用于增加离子电导率的锂盐。锂盐在本发明中不受特别限制，并且可以不受限制地使用在锂二次电池中常用的那些锂盐。具体地，锂盐可以是选自由LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiC4BO8、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、CF3SO3Li、(CF3SO2)2NLi、(C2F5SO2)2NLi、(SO2F)2NLi、(CF3SO2)3CLi、氯硼烷锂、低级脂族羧酸锂、四苯基硼酸锂、酰亚胺锂及其组合构成的组中的一种，且优选为(CF3SO2)2NLi。
锂盐的浓度可以考虑离子电导率等来确定，并且优选为0.2M至2.0M或者0.5M至1.6M。当锂盐浓度小于上述范围时，难以确保适合电池操作的离子电导率，并且当浓度大于上述范围时，锂离子迁移率可能由于电解质溶液的粘度增加而减小，且电池性能可能由于锂盐本身的分解反应增加而下降，因此将该浓度适当地控制在上述范围内。
本发明的用于锂硫电池的非水电解质溶液还可以包含在分子中具有N-O键的添加剂。添加剂在锂电极上有效地形成稳定的膜并大大提高充电和放电效率。这样的添加剂可以是硝酸盐或亚硝酸盐类化合物、硝基化合物等。作为一个实例，可以使用选自由硝酸锂、硝酸钾、硝酸铯、硝酸钡、硝酸铵、亚硝酸锂、亚硝酸钾、亚硝酸铯、亚硝酸铵、硝酸甲酯、硝酸二烷基咪唑盐、硝酸胍、硝酸咪唑盐、硝酸吡啶盐、亚硝酸乙酯、亚硝酸丙酯、亚硝酸丁酯、亚硝酸戊酯、亚硝酸辛酯、硝基甲烷、硝基丙烷、硝基丁烷、硝基苯、二硝基苯、硝基吡啶、二硝基吡啶、硝基甲苯、二硝基甲苯、吡啶N-氧化物、烷基吡啶N-氧化物和四甲基哌啶基氧基构成的组中的一种或多种。根据本发明的一个实例，可以使用硝酸锂(LiNO3)。
基于100重量％的全部电解质溶液组合物，在0.01重量％至10重量％且优选0.1重量％至5重量％的范围内使用添加剂。当含量小于上述范围时，可能无法确保上述效果，并且当含量大于上述范围时，由于该膜而可能导致电阻增加，因此将含量适当地控制在上述范围内。
如上所述，将自由基吸附剂添加到本发明的用于锂硫电池的电解质溶液中以确保在电池操作期间的电解质溶液的稳定性，相应地，可以抑制电池的充电和放电期间在电池中的气体产生，并且可以改善膨胀现象。
用于制备本发明的电解质溶液的方法在本发明中不受特别限制，并且可以使用本领域中已知的常见方法。
锂硫电池
本发明的锂硫电池包括正极、负极、置于正极与负极之间的隔膜和电解质溶液，并且作为电解质溶液，使用用于本发明的锂硫电池的非水电解质溶液。
本发明的锂硫电池在操作期间的诸如氢气的气体的产生显著减少，并且可以改善由活性材料从电极中脱嵌引起的电池性能下降和由电池变形引起的品质下降的问题。
锂硫电池的正极、负极和隔膜的构造在本发明中不受特别限制，并且可以遵循本领域已知的构造。
正极
本发明的正极包含形成在正极集电器上的正极活性材料。
作为正极集电器，能够在本领域中用作集电器的那些均可以使用，具体地，可以优选使用具有优异导电性的泡沫铝、泡沫镍等。
正极活性材料可以包括单质硫(S8)、硫系列化合物或其混合物。硫系列化合物具体地可以是Li2Sn(n≥1)、有机硫化合物、碳-硫聚合物((C2Sx)n：x＝2.5至50，n≥2)等。由于硫材料单独不具有导电性，因此它们以与导体的复合材料的形式使用。
导体可以是多孔的。因此，作为导体，可以不受限制地使用具有多孔性和导电性的那些，并且例如可以使用具有多孔性的碳类材料。作为这样的碳类材料，可以使用炭黑、石墨、石墨烯、活性炭、碳纤维等。此外，还可以使用金属纤维，例如金属网；金属粉末，例如铜、银、镍和铝；或有机导电材料，例如聚亚苯基衍生物。导电材料可以单独使用或作为混合物使用。
正极可以还包含用于粘结正极活性材料和导体并将其粘结在集电器上的粘结剂。粘结剂可以包括热塑性树脂或热固性树脂。例如，可以单独使用或作为混合物使用：聚乙烯、聚环氧乙烷、聚丙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、丁苯橡胶、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏二氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、偏二氟乙烯-五氟丙烯共聚物、丙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-三氟氯乙烯共聚物、偏二氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯共聚物、偏二氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚-四氟乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物等，然而，粘结剂不限于此，并且可以使用能够用作本领域中的粘结剂的全部粘结剂。
这样的正极可以使用常规方法制备，具体地，可以通过将通过在有机溶剂中混合正极活性材料、导体和粘结剂制备的用于形成正极活性材料层的组合物涂布在集电器上并且干燥所得物且选择性地将在集电器上的所得物压缩成型以提高电极密度来进行制备。在此，作为有机溶剂，优选使用能够均匀地分散正极活性材料、粘结剂和导体并容易挥发的有机溶剂。具体地，可以包括乙腈、甲醇、乙醇、四氢呋喃、水、异丙醇等。
负极
本发明的负极包含形成在负极集电器上的负极活性材料。
负极集电器可以具体地选自由铜、不锈钢、钛、银、钯、镍、其合金及其组合构成的组。不锈钢可以用碳、镍、钛或银进行表面处理，并且可以使用铝-镉合金作为上述合金。除此之外，还可以使用焙烧碳、表面用导体处理了的非导电聚合物、导电聚合物等。
作为负极活性材料，可以使用能够可逆地嵌入或脱嵌锂离子(Li+)的材料、能够通过与锂离子反应而可逆地形成含锂化合物的材料、锂金属或锂合金。能够可逆地嵌入或脱嵌锂离子(Li+)的材料的实例可以包括结晶碳、无定形碳或其混合物。能够通过与锂离子(Li+)反应可逆地形成含锂化合物的材料的实例可以包括锡氧化物、硝酸钛或硅。锂合金的实例可以包括锂(Li)与选自由钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、钫(Fr)、铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)、铝(Al)和锡(Sn)构成的组中的金属的合金。
负极还可以包含用于粘结负极活性材料和导体并将其粘结在集电器上的粘结剂，具体地，该粘结剂与上述正极的粘结剂相同。
此外，负极可以是锂金属或锂合金。作为非限制性实例，负极可以是锂金属的薄膜，或者可以是锂与选自由Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Al和Sn构成的组中的一种或多种金属的合金。
隔膜
常规隔膜可以置于正极与负极之间。隔膜是具有物理隔开电极的功能的物理隔膜，且可以使用常用作隔膜的那些物理隔膜而不受特别限制，特别地，优选具有优异的电解质保湿能力同时对电解质溶液的离子迁移具有低阻力的隔膜。
此外，隔膜使得锂离子能够在正极与负极之间转移，同时使正极和负极彼此隔开或绝缘。这样的隔膜可以由多孔且不导电或绝缘的材料形成。隔膜可以是诸如膜的独立构件，或者加到正极和/或负极上的涂层。
具体地，可以单独使用或作为层压体使用多孔聚合物膜，例如用诸如乙烯均聚物、丙烯均聚物、乙烯/丁烯共聚物、乙烯/己烯共聚物和乙烯/甲基丙烯酸酯共聚物的聚烯烃类聚合物制备的多孔聚合物膜，或者可以使用常规多孔无纺布，例如由高熔点玻璃纤维或聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维制成的无纺布，然而，隔膜不限于此。
包含在锂硫电池中的正极、负极和隔膜各自可以使用常规成分和制备方法来制备，锂硫电池的外观可以包括圆柱型、方型、袋型、使用罐的硬币型等，但不特别地限制于此。
在下文中，提供了优选的实施例以说明本发明，然而，以下实施例仅用于说明目的，并且对于本领域的技术人员显而易见的是，可以在本发明的范围和技术构思内进行各种改变和修改，并且这样的改变和修改也属于所附权利要求。
[实施例]
实施例1至5和比较例1
(1)电解质溶液的制备
通过向体积比为50:50的1,3-二氧戊环(DOL)和1,2-二甲氧基乙烷(DME)的混合溶剂中添加1.0M的LiTFSI((CF3SO2)2NLi)和1重量％的LiNO3来制备比较例1的非水电解质溶液。
制备与比较例1的电解质溶液组合物相比还包含自由基吸附剂的实施例1至5的非水电解质溶液。实施例1至5和比较例1的电解质溶液组合物示于下表1中。
【表1】
(2)锂硫电池的制造
将65重量％的硫、25重量％的炭黑和10重量％的聚环氧乙烷与乙腈混合以制备正极活性材料。将正极活性材料涂布在铝集电器上，且将所得物干燥以制备具有30×50mm2的大小和5mAh/cm2的负载量的正极。此外，采用具有150μm的厚度的锂金属作为负极。
将制备的正极和负极彼此面对面放置，且将聚乙烯隔膜置于正极与负极之间，并将所得物用以上制备的实施例1至5或比较例1的电解质溶液填充。
试验例1：锂硫电池的制造和对充电和放电后的气体产生量的分析
将在实施例和比较例中制造的各锂硫电池在25℃下以0.1C的C倍率充电和放电5次，然后测量电池内部的气体产生量。结果示于下表2和图1中。
如下表2中所示，可以看出，当不包含自由基吸附剂时，产生473μL的气体，包含自由基吸附剂的实施例1至5具有减少的气体产生。换句话说，当添加1,4-苯醌时，获得约67％至约73％的抑制气体产生的效果，当添加TEMPO时，获得约33％的抑制气体产生的效果，并且在添加西玛津时，获得约25％的抑制气体产生的效果。
【表2】
试验例2：对电池寿命特性的评价
对于在实施例和比较例中制造的各电池，在以下条件下进行充电和放电的同时测量电池的容量保持率，且结果示于图2中。
充电：C倍率为0.1C，电压为2.8V，CC/CV(在0.1C下，5％电流截止)
放电：C倍率为0.1C，电压为1.5V，CC
当参考图2时，确定还包含自由基吸附剂的实施例1至5的电池全部显示与比较例1类似的容量保持率。特别地，包含1重量％的自由基吸附剂的实施例1、4和5显示进一步提高的寿命特性。根据这些结果，确定本发明的电解质溶液在不影响电池性能的情况下减少了气体产生，结果，可以防止电池膨胀现象并提高稳定性。

Claims (13)

1.一种用于锂硫电池的电解质溶液，其包含：
锂盐；和
非水溶剂，并且
还包含自由基吸附剂。
2.根据权利要求1所述的用于锂硫电池的电解质溶液，其中，
所述自由基吸附剂包括选自由醌类化合物、N-氧自由基类化合物、酚类化合物、胺类化合物、烯醇类化合物、硫醇类化合物、叠氮化物类化合物、环丙烷衍生物、环丁烷衍生物及其组合构成的组中的一种。
3.根据权利要求2所述的用于锂硫电池的电解质溶液，其中，
所述醌类化合物是选自由1,2-苯醌、1,4-苯醌、1,2-萘醌、1,4-萘醌、9,10-蒽醌、1,4-蒽醌、苊醌及其衍生物构成的组中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的用于锂硫电池的电解质溶液，其中，
所述N-氧自由基类化合物是选自由2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、4-氧代-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、4-乙酰胺基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基、4-甲氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基和4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基-苯甲酸酯构成的组中的一种或多种。
5.根据权利要求2所述的用于锂硫电池的电解质溶液，其中，
所述胺类化合物为西玛津、N1,N4-二苯基苯-1,4-二胺或其组合。
6.根据权利要求1所述的用于锂硫电池的电解质溶液，其中，
基于100重量％的所述电解质溶液，所述自由基吸附剂的含量为0.01重量％至5重量％。
7.根据权利要求1所述的用于锂硫电池的电解质溶液，其中，
所述非水溶剂是选自由碳酸酯类溶剂、酯类溶剂、醚类溶剂、酮类溶剂、醇类溶剂和非质子溶剂构成的组中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的用于锂硫电池的电解质溶液，其中所述锂盐包括选自由LiCl、LiBr、LiI、LiClO4、LiBF4、LiB10Cl10、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiC4BO8、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、CH3SO3Li、CF3SO3Li、(CF3SO2)2NLi、(C2F5SO2)2NLi、(SO2F)2NLi、(CF3SO2)3CLi、氯硼烷锂、低级脂族羧酸锂、四苯基硼酸锂、酰亚胺锂及其组合构成的组中的一种。
9.根据权利要求1所述的用于锂硫电池的电解质溶液，其中，
以0.2M至2.0M的浓度包含所述锂盐。
10.根据权利要求1所述的用于锂硫电池的电解质溶液，其还包含分子中具有N-O键的添加剂。
11.根据权利要求10所述的用于锂硫电池的电解质溶液，其中，
所述添加剂是选自由硝酸锂、硝酸钾、硝酸铯、硝酸钡、硝酸铵、亚硝酸锂、亚硝酸钾、亚硝酸铯、亚硝酸铵、硝酸甲酯、硝酸二烷基咪唑盐、硝酸胍、硝酸咪唑盐、硝酸吡啶盐、亚硝酸乙酯、亚硝酸丙酯、亚硝酸丁酯、亚硝酸戊酯、亚硝酸辛酯、硝基甲烷、硝基丙烷、硝基丁烷、硝基苯、二硝基苯、硝基吡啶、二硝基吡啶、硝基甲苯、二硝基甲苯、吡啶N-氧化物、烷基吡啶N-氧化物和四甲基哌啶氧自由基构成的组中的一种或多种。
12.根据权利要求10所述的用于锂硫电池的电解质溶液，其中，
基于100重量％的所述电解质溶液，所述添加剂的含量为0.01重量％至10重量％。
13.一种锂硫电池，其包含：
正极；
负极；
置于所述正极与所述负极之间的隔膜；以及
电解质溶液，
其中所述电解质溶液是根据权利要求1至12中任一项所述的电解质溶液。
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