【技术实现步骤摘要】
本申请属于锂硫电池领域，具体涉及一种适用于长循环寿命的锂硫电池电解液。
技术介绍
1、锂硫电池是重要的下一代高能量密度二次电池体系之一，受到了研究人员的广泛关注。锂硫电池在充放电过程中伴随着大量多硫化锂中间产物的氧化还原过程。例如，在放电过程中金属锂负极产生的锂离子通过电解液迁移到正极，与活性物质硫反应形成多硫化锂和硫化锂(li2sn，1≤n≤8)，上述反应为液固界面处的多电子电化学反应。基于上述反应，锂硫电池具有超高的比容量(1675mah/g)和理论比能量(2600wh/kg)，被认为是可替代传统的锂离子电池的新型高能量密度二次电池体系之一。
2、锂硫电池在实用化过程中面临实际能量密度低、放电容量衰减快、循环寿命短等问题，其主要原因在于锂硫电池在放充电过程中产生可溶性的多硫化物会扩散至负极，与锂负极发生不可逆的化学反应腐蚀锂负极，造成严重的锂枝晶生长问题和锂负极的快速失效。此外，多硫化物在硫正极和锂负极之间发生“穿梭效应”，扩散到负极的多硫化物会被进一步还原成难溶的硫化锂，造成正极活性物质损失，阻碍锂离子传输，进而导致电池放电容量随循环迅速衰减。因而急需改进。
技术实现思路
1、本申请提供一种适用于长循环寿命的锂硫电池电解液及其制备方法和锂硫电池，旨在解决锂硫电池无法兼顾高能量密度和长循环寿命的问题。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种适用于长循环寿命的锂硫电池电解液，包括有机溶剂、锂盐、硝酸锂助剂和成膜添加剂，成膜添加剂选自邻硝基三氟甲苯、间硝基三氟
3、根据本申请的一个方面的实施例，邻硝基三氟甲苯和对硝基三氟甲苯分别独立地占有机溶剂的摩尔浓度为400～650mmol/l。
4、根据本申请的一个方面的实施例，间硝基三氟甲苯在有机溶剂和间硝基三氟甲苯形成的混合物中的体积分数为10％～40％。
5、根据本申请的一个方面的实施例，有机溶剂包括第一有机溶剂，第一有机溶剂选自乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚中的一种或多种。
6、根据本申请的一个方面的实施例，第二有机溶剂选自1,3-二氧戊环、1,4-二氧六环中的一种或多种。
7、根据本申请的一个方面的实施例，有机溶剂包括第一有机溶剂和第二有机溶剂，第一溶剂和第二溶剂的体积比为3：1。
8、根据本申请的一个方面的实施例，锂盐选自双(氟磺酰)亚胺锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的一种或多种。
9、根据本申请的一个方面的实施例，锂盐的浓度为200～2000mmol/l。
10、根据本申请的一个方面的实施例，硝酸锂助剂的浓度为700～1000mmol/l。
11、第二方面，本申请实施例提供了一种适用于长循环寿命的锂硫电池电解液的制备方法，包括：
12、在保护气氛下，将锂盐和有机溶剂、硝酸锂助剂、成膜添加剂混合，得到电解液，成膜添加剂选自邻硝基三氟甲苯、间硝基三氟甲苯、对硝基三氟甲苯中的一种或多种。
13、根据本申请的一个方面的实施例，有机溶剂包括第一有机溶剂和第二有机溶剂，第一有机溶剂选自乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚中的一种或多种；第二有机溶剂选自1,3-二氧戊环、1,4-二氧六环中的一种或多种；方法包括：在氩气保护的环境下，将锂盐与第一溶剂混合，以得到混合溶液；
14、将混合溶液与第二溶剂、硝酸锂助剂和成膜添加剂混合，得到电解液。
15、第三方面，本申请实施例提供了一种锂硫电池，包含正极、隔膜、负极及第一方面电解液或第二方面的制备方法制得的电解液。
16、本申请至少具有以下有益效果：
17、本申请提供的适用于长循环寿命的锂硫电池电解液，采用邻硝基三氟甲苯、间硝基三氟甲苯、对硝基三氟甲苯这类特定的成膜添加剂，一方面能有效促进负极固态电解质界面膜的形成，使负极固态电解质界面膜中富含氮、氧、氟等物种，有利于活性锂离子的均匀运输，进而促进锂离子的均匀沉积和脱出；同时还能调控多硫化物的离子溶剂结构，降低多硫化物与负极之间有害的不可逆化学反应，从而有利于提高锂硫电池长期循环的稳定性和提高循环寿命。
18、本申请提供的适用于长循环寿命的锂硫电池电解液的制备方法，简单可行，且制备的锂硫电池电解液粘度低、互溶性好且稳定性高。
19、本申请提供的锂硫电池，具有良好的循环寿命和库伦效率，由实施例可知，适用于长循环寿命的锂硫电池电解液构成的锂硫电池可以实现400～500wh/kg的首圈能量密度和循环容量保持率为80％时的循环圈数为100～200圈。该锂硫电池电解液是一种非常具有研究价值和实际应用潜力的电解液。
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1.一种适用于长循环寿命的锂硫电池电解液，包括有机溶剂、锂盐、硝酸锂助剂和成膜添加剂，所述成膜添加剂选自邻硝基三氟甲苯、间硝基三氟甲苯、对硝基三氟甲苯中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述邻硝基三氟甲苯和所述对硝基三氟甲苯分别独立地占所述有机溶剂的摩尔浓度为400～650mmol/L；
3.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述有机溶剂包括第一有机溶剂，所述第一有机溶剂选自乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚中的一种或多种；
4.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述有机溶剂包括第一有机溶剂和第二有机溶剂，所述第一溶剂和第二溶剂的体积比为3：1。
5.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述锂盐选自双(氟磺酰)亚胺锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述锂盐的浓度为200～2000mmol/L。
7.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述硝酸锂助剂的浓度为700～1000mmol/L。
8.一种如权利要求1～7任一
9.根据权利要求8所述的制备方法，特征在于，所述有机溶剂包括第一有机溶剂和第二有机溶剂，所述第一有机溶剂选自乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚中的一种或多种；所述第二有机溶剂选自1,3-二氧戊环、1,4-二氧六环中的一种或多种；
10.一种锂硫电池，其特征在于，包括正极、隔膜、负极，以及权利要求1～7任一项所述的适用于长循环寿命的锂硫电池电解液或权利要求8或9所述的制备方法制得的电解液。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于长循环寿命的锂硫电池电解液，包括有机溶剂、锂盐、硝酸锂助剂和成膜添加剂，所述成膜添加剂选自邻硝基三氟甲苯、间硝基三氟甲苯、对硝基三氟甲苯中的一种或多种。
2.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述邻硝基三氟甲苯和所述对硝基三氟甲苯分别独立地占所述有机溶剂的摩尔浓度为400～650mmol/l；
3.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述有机溶剂包括第一有机溶剂，所述第一有机溶剂选自乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚中的一种或多种；
4.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述有机溶剂包括第一有机溶剂和第二有机溶剂，所述第一溶剂和第二溶剂的体积比为3：1。
5.如权利要求1所述的电解液，其特征在于，所述锂盐选自双(氟磺酰)亚胺锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺...
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