本发明专利技术请求保护一种醚/酯复合电解液、锂
【技术实现步骤摘要】
醚/酯复合电解液、锂
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氟化碳/氧化锰复合电极材料、制备方法及电池
[0001]本专利技术属于锂电池
，具体涉及的是醚/酯复合电解液、锂
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氟化碳/氧化锰复合电极材料、制备方法及电池。
技术介绍
[0002]随着军事装备和航空航天的快速发展，储能领域对一次电池的需求越来越高。为了满足高能量密度、高功率密度和安全性的需求，研究人员一直在寻找更好的锂电池材料和电解液。目前，锂/氟化碳(Li/CF
x
)一次电池具有超高的能量密度最高(2180Wh/kg)，以及输出电压稳定、安全性好、使用温度范围广和自放电率低等特点，在军事、医疗、太空探索等关键领域具有无可替代的重要性。
[0003]然而，由于CF
x
材料电子电导性较差，使得Li/CF
x
一次电池倍率放电性能差和初始放电电压延迟时间长，这严重制约了Li/CF
x
一次电池的快速发展。此外，CF
x
成本较高。因此，一种使用廉价的氧化物MnO2和氟化碳复合的方法，并配以醚/酯复合电解液。这种复合电解液能够显著提升锂离子在MnO2和CF
x
材料中的传输速率，降低电池电压滞后性，在一定程度上提高一次电池的能量密度和功率密度，以及降低生产成本。
技术实现思路
[0004]本专利技术旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种醚/酯复合电解液、锂
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氟化碳/氧化锰复合电极材料、制备方法及电池。本专利技术的技术方案如下：
[0005]一种醚/酯复合电解液，其包括：LiClO4锂盐及电解液溶剂，所述电解液溶剂采用碳酸丙烯酯PC、乙二醇二甲醚DME、四氢呋喃THF，其中碳酸丙烯酯PC、乙二醇二甲醚DME、四氢呋喃THF的体积比为2：2：1。
[0006]一种醚/酯复合电解液的制备方法，其包括以下步骤：
[0007]取4.2556g LiClO4于烧杯中，分别将19.6ml PC、19.6ml DME、9.8ml THF加入其中，在手套箱中磁力搅拌一夜，即形成醚/酯复合电解液。
[0008]进一步的，所述LiClO4的浓度为1Mol/L。
[0009]一种锂
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氟化碳/氧化锰复合电极材料，其包括：活性材料(CF
x
和MnO2)、导电炭黑、粘结剂(PVDF)、及有机溶剂N
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甲基吡咯烷酮(NMP)，其中活性材料：导电炭黑：粘结剂(质量比)＝8：1：0.5，其中CF
x
：MnO2(质量比)＝2：8，PVDF：NMP＝20mg:1000μL。
[0010]一种锂
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氟化碳/氧化锰复合电极材料的制备方法，其具体包括以下步骤：
[0011](1)按照活性材料：导电炭黑：粘结剂＝8：1：0.5的比例将CF
x
和MnO2混合均匀，再加入导电炭黑和PVDF，混合后于研钵中研磨40分钟；(2)将混合物加入一定量的NMP，搅拌12小时后涂敷于铝箔表面，涂敷厚度为90微米；(3)将涂覆后的极片置于温度为60℃的真空干燥箱中保温12小时，使极片充分干燥；(4)使用裁片机将极片裁切为直径12mm的圆片，并称量极片的质量。
[0012]一种电池，其采用所述的醚/酯复合电解液和所述锂
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氟化碳/氧化锰复合电极材料制备而成。
[0013]本专利技术的优点及有益效果如下：
[0014]本专利技术醚/酯复合电解液、锂
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氟化碳/氧化锰复合电极材料、制备方法及电池既保留氟化碳材料高比能量的特点，又兼顾二氧化锰倍率性能好的优势，可以在一定程度上提高电池的整体电化学性能。此外PC能够提供高介电常数溶解盐，确保高离子电导性；DME能降低电解液粘度；THF作为助溶剂能够提升锂盐溶解度，从而提高电解液的电导率，改善金属负极的循环性能。
附图说明
[0015]图1是本专利技术提供优选实施例CFx/MnO2复合电极示意图；
[0016]图2是本专利技术提供优选实施例锂
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氟化碳/氧化锰一次电池电化学性能。
具体实施方式
[0017]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、详细地描述。所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例。
[0018]本专利技术解决上述技术问题的技术方案是：
[0019]本专利技术提供了一种改进锂
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氟化碳/氧化锰一次电池性能的复合电解液。该电解液可用于一次电池领域，特别针对Li
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CF
x
电池电压滞后和成本较高等缺点。本专利技术的正极采用氟化碳和二氧化锰复合材料，既保留氟化碳材料高比能量的特点，又兼顾二氧化锰倍率性能好的优势，可以在一定程度上提高电池的整体电化学性能。该电池在放电过程中，显示出两个特征平台电压分布。其中MnO2首先在稍高的电压下发生放电，然后是较低电压的CF
x
放电平台。在放电过程中，放电产物中会生成LiF，LiF不溶于电解液，将沉积在活性材料表面。随着电池放电深度的增加，更大尺寸的LiF晶体将覆盖活性材料的表面，不仅会造成电极体积膨胀，也会堵塞多孔电极内部锂离子液相扩散的通道，增大电极极化。因此，通过优化电解液组分控制LiF生长，减小LiF的晶体尺寸可以有效地降低电极极化，这是改善锂
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氟化碳/氧化锰一次电池电化学性能的一种重要方法。目前，锂离子电池主要使用液态电解质，其溶剂为无水有机物如EC、PC、DMC、DME、DEC、THF等，多数采用混合溶剂。锂盐有LiClO4、LiPF6、LiBF6、LiAsF6。本专利技术使用LiClO4锂盐，以碳酸丙烯酯PC、乙二醇二甲醚DME、四氢呋喃THF作为电解液溶剂制备锂
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氟化碳/氧化锰一次电池电解液。其中LiClO4的浓度为1Mol/L，PC能够提供高介电常数溶解盐，确保高离子电导性；DME能降低电解液粘度；THF作为助溶剂能够提升锂盐溶解度，从而提高电解液的电导率，改善金属负极的循环性能。本专利技术的正极、负极、电解液和隔膜按照本领域技术人员常用的方法(因此在此不赘述)，如
技术实现思路
所述，制备锂
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氟化碳/氧化锰一次电池。
[0020]优选的，一种醚/酯复合电解液，其包括：LiClO4锂盐及电解液溶剂，所述电解液溶剂采用碳酸丙烯酯PC、乙二醇二甲醚DME、四氢呋喃THF，其中碳酸丙烯酯PC、乙二醇二甲醚DME、四氢呋喃THF的体积比为2：2：1。
[0021]优选的，本专利技术的锂一次电池电解液的制备方法，具体包括以下步骤：取4.2556g LiClO4于烧杯中，分别将19.6ml PC、19.6ml DME、9.8ml THF加入其中，在手套箱中磁力搅
拌一夜，LiClO4的浓度为1Mol/L。制备完成的电解液具有离子电导率高、电化学窗口宽、与电极材料相容性好等优点。
[0022]优选的，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种醚/酯复合电解液，其特征在于，包括：LiClO4锂盐及电解液溶剂，所述电解液溶剂采用碳酸丙烯酯PC、乙二醇二甲醚DME、四氢呋喃THF，其中碳酸丙烯酯PC、乙二醇二甲醚DME、四氢呋喃THF的体积比为2：2：1。2.一种醚/酯复合电解液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：取4.2556g LiClO4于烧杯中，分别将19.6ml PC、19.6ml DME、9.8ml THF加入其中，在手套箱中磁力搅拌一夜，即形成醚/酯复合电解液。3.根据权利要求2所述的醚/酯复合电解液的制备方法，其特征在于，所述LiClO4的浓度为1Mol/L。4.一种锂
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氟化碳/氧化锰复合电极材料，其特征在于，包括：活性材料(CF
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和MnO2)、导电炭黑、粘结剂(PVDF)、及有机溶剂N
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甲基吡咯烷酮(NMP)，其中活性材料：导电炭黑...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉平，邵亚欣，刘双翼，
申请(专利权)人：中国科学院重庆绿色智能技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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