锂一次电池及其电解液制造技术

本发明专利技术涉及电池技术领域，公开了锂一次电池及其电解液。锂一次电池的电解液，包括锂盐和溶剂，所述锂盐包括LiBF4，所述锂盐的浓度为0.1～5M，所述溶剂包括DMS。锂一次电池，包括上述锂一次电池的电解液。由于电解液中的溶质和溶剂在放电过程中电化学作用下分解，该分解可为电池贡献容量，进而显著增大一次电池的容量，显著提升电池的能量密度。显著提升电池的能量密度。

【技术实现步骤摘要】
锂一次电池及其电解液


[0001]本专利技术涉及电池
，具体而言，涉及锂一次电池及其电解液。

技术介绍

[0002]锂一次电池(primary lithium battery)，是一种高能化学原电池，俗称锂电池。以金属锂为负极，固体盐类或溶于有机溶剂的盐类为电解质，金属氧化物或其他固体、液体氧化剂为正极活性物。
[0003]目前锂一次电池相关技术已经较为成熟，想要进一步提高其性能具有较高难度。
[0004]电池容量是衡量电池性能的重要性能指标之一，电池的容量大小直接影响其使用价值。因此，如果能改使电池的容量得到提升，那势必会使企业的经济效益得到提升。
[0005]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供锂一次电池及其电解液。
[0007]本专利技术是这样实现的：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种锂一次电池的电解液，包括锂盐和溶剂，所述锂盐包括LiBF4，所述锂盐的浓度为0.1～5M，所述溶剂包括DMS。
[0009]在可选的实施方式中，锂盐还包括辅助增容锂盐，所述辅助增容锂盐包括LiDFOB、LiFSI、LiTFSI、LiAsF6、LiTFA、LiPF6、LiOTF、LiBOB、LiClO4和LiNO3中至少一种。
[0010]在可选的实施方式中，LiBF4的浓度为0.1～3M，所述辅助增容锂盐的浓度为0.01～2M；
[0011]在可选的实施方式中，LiBF4的浓度为0.4～0.6M，所述辅助增容锂盐的浓度为0.4～0.6M。
[0012]在可选的实施方式中，辅助增容锂盐包括LiTFSI和LiClO4中至少一种。
[0013]在可选的实施方式中，辅助增容锂盐为LiNO3，LiNO3与LiBF4的质量比为0.1～1.2％；
[0014]优选地，LiNO3与LiBF4的质量比为0.8～1.2％。
[0015]在可选的实施方式中，溶剂还包括辅助增容溶剂，所述辅助增容溶剂包括ES、SL、THF、FEC、HFE、PC、DME、EC、DMC、DEC、DMI和DOL中至少一种；优选地，所述辅助增容溶剂为ES。
[0016]在可选的实施方式中，DMS与所述辅助增容溶剂的体积比为1～20:1～5。
[0017]在可选的实施方式中，体积比为7:1～5。
[0018]在可选的实施方式中，体积比为7:2.5～4.5。
[0019]第二方面，本申请实施例提供一种锂一次电池，包括上述的锂一次电池的电解液。
[0020]在可选的实施方式中，锂一次电池的正极中包括导电剂，所述导电剂包括导电炭黑、石墨烯、科琴黑、卡博特碳黑、单壁碳纳米管和多壁碳纳米管中至少一种。
[0021]在可选的实施方式中，所述导电剂为导电炭黑和石墨烯的混合物。
[0022]在可选的实施方式中，所述锂一次电池的正极中包括粘结剂，所述粘结剂包括PVdF和聚醌类有机物中至少一种，优选为聚醌类有机物。在可选的实施方式中，所述粘结剂为PVdF混合有聚醌类有机物。
[0023]在可选的实施方式中，所述聚醌类有机物包括聚蒽醌、聚苯醌和聚胺蒽醌中至少一种。
[0024]在可选的实施方式中，所述锂一次电池的电极的集流体为铜箔、铝箔或自支撑，优选为铜箔。
[0025]本专利技术具有以下有益效果：
[0026]本申请通过上述设计得到的锂一次电池的电解液，由于电解液所含的溶质或溶剂在放电过程中电化学作用下分解，该分解可为电池贡献容量，进而显著增大一次电池的容量，显著提升电池的能量密度。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0028]图1为实施例1的锂一次电池和对比例的锂一次电池的容量对比图；
[0029]图2为实施例2
‑
5的容量对比图；
[0030]图3为实施例6
‑
8的容量对比图；
[0031]图4为实施例1和9的容量对比图；
[0032]图5为实施例1和10的容量对比图；
[0033]图6为实施例1和11的容量对比图；
[0034]图7为实施例1和12的容量对比图；
[0035]图8为实施例1和13的容量对比图。
具体实施方式
[0036]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0037]下面对本申请提供的锂一次电池及锂一次电池的电解液的应用进行具体说明。
[0038]本专利技术实施例提供的锂一次电池的电解液，包括锂盐和溶剂，所述锂盐包括LiBF4，所述锂盐的浓度为0.1～5M，所述溶剂包括DMS。
[0039]选择DMS作为电解液溶剂，其会在电池放电过程发生电化学反应，反应式为：C2H6O3S+8Li
+
+8e
‑
→
Li2S+3Li2O+C2H6，其完全分解可贡献理论容量为1949mAh/g，当LiBF4作为电解液中的溶质时，在电池放电过程发生电化学反应LiBF4+3Li
+
+3e
‑
→
3LiF+Li
x
BF
y
，其完全分解可贡献的理论容量为858mAh/g，当电解液中包含合适浓度的锂盐，锂盐包括LiBF4，溶剂包括DMS时，可使采用本申请实施例提供的电解液的电池具有高的理论容量。
[0040]这些辅助增容锂盐中部分在电池放电过程中会进行分解，起到增大电池容量的作用。更重要的是，当LiBF4与辅助增容锂盐配合使用时，可更进一步增加锂一次电池的容量。
[0041]优选地，锂盐还包括辅助增容锂盐，所述辅助增容锂盐包括LiDFOB(二氟草酸硼酸锂)、LiFSI(双氟磺酰亚胺锂盐)、LiTFSI(双三氟甲磺酰亚胺锂)、LiAsF6(六氟砷酸锂)、LiTFA(三氟甲磺酸锂)、LiPF6(六氟磷酸锂)、LiOTF(三氟甲烷磺酸锂)、LiBOB(双草酸硼酸锂)、LiClO4(高氯酸锂)、LiNO3(硝酸锂)和LiAsF6(六氟砷酸锂)中至少一种。
[0042]需要说明的是，本申请的设计思路适用于锂电池，钠电池，钾电池，镁电池，钙电池以及铝电池等。
[0043]优选地，LiBF4的浓度为0.1～3M，所述辅助增容锂盐的浓度为0.01～2M。
[0044]当LiBF4的浓度和辅助增容锂盐的浓度在上述范围内时，锂一次电池的容量更大。在一个更优选方案中，LiBF4的浓度为0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂一次电池的电解液，其特征在于，包括锂盐和溶剂，所述锂盐包括LiBF4，所述锂盐的浓度为0.1～5M，所述溶剂包括DMS。2.根据权利要求1所述的锂一次电池的电解液，其特征在于，所述锂盐还包括辅助增容锂盐，所述辅助增容锂盐包括LiDFOB、LiFSI、LiTFSI、LiAsF6、LiTFA、LiPF6、LiOTF、LiBOB、LiClO4和LiNO3中至少一种。3.根据权利要求2所述的锂一次电池的电解液，其特征在于，LiBF4的浓度为0.1～3M，所述辅助增容锂盐的浓度为0.01～2M；优选地，LiBF4的浓度为0.4～0.6M，所述辅助增容锂盐的浓度为0.4～0.6M。4.根据权利要求3所述的锂一次电池的电解液，其特征在于，所述辅助增容锂盐包括LiTFSI和LiClO4中至少一种。5.根据权利要求2所述的锂一次电池的电解液，其特征在于，所述辅助增容锂盐为LiNO3，LiNO3与LiBF4的质量比为0.1～1.2％；优选地，LiNO3与LiBF4的质量比为0.8～1.2％。6.根据权利要求1所述的锂一次电池的电解液，其特征在于，所述溶剂还包括辅助增容溶剂，所述辅助增容溶剂包括ES、...

【专利技术属性】
技术研发人员：何欣，刘芝孟，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：