專利名稱：：一種電解液、制備方法及由該電解液制成的一次鋰電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及鋰電池的制備
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種一次鋰電池的電解液、電解液的制備方法，及由該電解液制成的一次鋰電池。
背景技術(shù)：
：目前電子器具的多樣化、小型化的飛速更新?lián)Q代，促進(jìn)了電池的進(jìn)步，要求電池比能量和比功率高、壽命長(zhǎng)、價(jià)格適宜、使用方便?？墒悄壳笆袌?chǎng)上中低檔次電池占主導(dǎo)，不能滿足電器重負(fù)載工作的需要。Li_FeS2電池是以FeS2為陰極活性物質(zhì)，Li為陽(yáng)極活性物質(zhì)的鋰電池，工作電壓是1.5V，與一般用電器相匹配，可直接代替標(biāo)準(zhǔn)水溶液電池。該電池的優(yōu)點(diǎn)是比能量大、容量高、儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)，與目前市場(chǎng)上廣泛使用的堿性鋅錳、碳鋅一次電池具有互換性，可以廣泛地應(yīng)用于諸如照相機(jī)、MP3、助聽(tīng)器、隨身聽(tīng)、攝像機(jī)，工業(yè)PC機(jī)、計(jì)算機(jī)RAM、CMOS電路記憶支撐電源，無(wú)線電通訊、各種軍事通訊電臺(tái)、醫(yī)療器材、手提通訊器材，計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器等儀器儀表中。Li_FeS2電池作為一次電池具有很多優(yōu)點(diǎn)，其兼具一次鋰電池和鋰離子可充電池的許多特性，應(yīng)用范圍廣，但電池中電解液的離子導(dǎo)電率偏低，電池的內(nèi)阻較大。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明解決的問(wèn)題在于提供一種鋰電池的電解液，該電解液的離子導(dǎo)電率較高，制得的鋰電池的內(nèi)阻較低。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案為—種一次鋰電池的電解液，包括有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鹽和六甲基二硅氮烷。作為優(yōu)選，所述六甲基二硅氮烷的加入量為有機(jī)溶劑重量的0.05%50%。作為優(yōu)選，所述六甲基二硅氮烷的加入量為有機(jī)溶劑重量的0.5%15%。作為優(yōu)選，所述六甲基二硅氮烷的水分含量《20卯m。作為優(yōu)選，所述有機(jī)溶劑為PC、EC、DME、DEC中的一種或幾種。作為優(yōu)選，所述電解質(zhì)鹽為L(zhǎng)iI、LiCl、LiBr、LiC104中的一種或幾種。作為優(yōu)選，所述電解質(zhì)鹽在有機(jī)溶劑中的濃度為0.8mol/L1.5mol/L?！N一次鋰電池的電解液的制備方法，包括a)將六甲基二硅氮烷除去水分；b)將六甲基二硅氮烷與有機(jī)溶劑和電解質(zhì)鹽進(jìn)行混合；作為優(yōu)選，所述步驟a)將六甲基二硅氮烷除去水分后，六甲基二硅氮烷中的水分含量《20卯m。作為優(yōu)選，所述步驟b)中將六甲基二硅氮烷與有機(jī)溶劑和電解質(zhì)鹽進(jìn)行混合是在除氧除濕充氬保護(hù)氣氛中?！N一次鋰電池，包括以上所述的電解液。作為優(yōu)選，所述電解液的重量為一次鋰電池總重量的5%30%。本發(fā)明提供的一種鋰電池的電解液是向有機(jī)溶劑和電解質(zhì)鹽中中添加六甲基二硅氮烷而成的，六甲基二硅氮烷具有低熔點(diǎn)和低粘性的特點(diǎn)，與有機(jī)溶劑和電解質(zhì)鹽有很好的互溶性，制得的電解液的粘性得到有效降低，離子導(dǎo)電率較高，應(yīng)用到一次鋰電池中，鋰電池的內(nèi)阻也相應(yīng)較低，添加了六甲基二硅氮烷還改善了由于鋰帶上的電解質(zhì)膜產(chǎn)生的電壓突降問(wèn)題，提高電池的放電性能，特別是低溫放電性能。圖1為室溫下實(shí)施例1和對(duì)比例制成的兩種鋰電池的1000mA連放對(duì)比曲線圖；圖2為低溫-2(TC下實(shí)施例1和對(duì)比例制成的兩種電池的1000mA連放對(duì)比曲線圖。具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。鋰電池的電解液作為鋰離子電池必需的關(guān)鍵材料，用于在鋰電池正負(fù)極之間傳導(dǎo)電子，是鋰電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點(diǎn)的保證。本發(fā)明提供的電解液包括有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鹽和六甲基二硅氮烷。有機(jī)溶劑優(yōu)選為本領(lǐng)域公知的PC(碳酸丙烯酯)、EC(碳酸乙烯酯)、匿E(l，2-二甲氧基乙烷)、DEC(碳酸二乙酯)中的一種或幾種。電解質(zhì)鹽優(yōu)選為L(zhǎng)iI、LiCl、LiBr、LiC104中的一種或幾種，電解質(zhì)鹽在有機(jī)溶劑中的濃度為0.8mol/L1.5mol/L。添加劑六甲基二硅氮烷的加入量?jī)?yōu)選為有機(jī)溶劑重量的0.05%50%，更優(yōu)選為0.5%15%，所用的六甲基二硅氮烷的水分含量《20卯m。本發(fā)明的鋰電池電解液的制備方法為a)將六甲基二硅氮烷用分子篩進(jìn)行除水分處理；b)將六甲基二硅氮烷與有機(jī)溶劑和電解質(zhì)鹽進(jìn)行混合，優(yōu)選在除氧除濕充氬保護(hù)氣氛中，混合后勻速攪拌30min40min。在鋰電池封口體與極耳點(diǎn)焊結(jié)束后，將配置好的含有六甲基二硅氮烷的電解液采用真空注液方式注入一次鋰電池的外殼中。注入的電解液的重量?jī)?yōu)選為一次鋰電池總重量的5%30%。實(shí)施例1:配制PC和Lil的混合液，Lil在PC中的濃度為lmol/L，取PC重量的1%的六甲基二硅氮烷用分子篩進(jìn)行水處理后，在除氧除濕充氬保護(hù)氣氛中加入到PC與Lil的混合液中，勻速攪拌30min。在除氧除濕充氬保護(hù)氣氛中將電解液存入周轉(zhuǎn)桶。采用二硫化鐵、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑混合漿料在鋁箔上涂布干燥輥壓制成作為正極，采用鋰帶作為負(fù)極，隔膜紙采用PE-PP-PE高分子膜，制成AA型鋰-二硫化鐵電池，將周轉(zhuǎn)桶中制好的電解液取一次鋰電池總重量的6%注入制好的外殼中。實(shí)施例2:配制DME和LiCl的混合液，LiCl在DMC中的濃度為1.2mol/L，取DMC重量的10%的六甲基二硅氮烷用分子篩進(jìn)行水處理后，在除氧除濕充氬保護(hù)氣氛中加入到匿E與LiCl的混合液中，勻速攪拌35min。在除氧除濕充氬保護(hù)氣氛中將電解液存入周轉(zhuǎn)桶。采用二硫化鐵、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑混合漿料在鋁箔上涂布干燥輥壓制成作為正極，采用鋰帶作為負(fù)極，隔膜紙采用PE-PP-PE高分子膜，制成AA型鋰-二硫化鐵電池，將周轉(zhuǎn)桶中制好的電解液取一次鋰電池總重量的15%注入制好的外殼中。實(shí)施例3:配制DEC和LiBr的混合液，LiBr在DEC中的濃度為1.5mol/L，取DEC重量的15%的六甲基二硅氮烷用分子篩進(jìn)行水處理后，在除氧除濕充氬保護(hù)氣氛中加入到DEC與LiBr的混合液中，勻速攪拌40min。在除氧除濕充氬保護(hù)氣氛中將電解液存入周轉(zhuǎn)桶。采用二硫化鐵、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑混合漿料在鋁箔上涂布干燥輥壓制成作為正極，采用鋰帶作為負(fù)極，隔膜紙采用PE-PP-PE高分子膜，制成AA型鋰-二硫化鐵電池，將周轉(zhuǎn)桶中制好的電解液取一次鋰電池總重量的20%注入制好的外殼中。實(shí)施例4:配制EC和LiC104的混合液，LiC104在EC中的濃度為0.8mol/L，取DEC重量的40%的六甲基二硅氮烷用分子篩進(jìn)行水處理后，在除氧除濕充氬保護(hù)氣氛中加入到EC與LiC104的混合液中，勻速攪拌40min。在除氧除濕充氬保護(hù)氣氛中將電解液存入周轉(zhuǎn)桶。采用二硫化鐵、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑混合漿料在鋁箔上涂布干燥輥壓制成作為正極，采用鋰帶作為負(fù)極，隔膜紙采用PE-PP-PE高分子膜，制成AA型鋰-二硫化鐵電池，將周轉(zhuǎn)桶中制好的電解液取一次鋰電池總重量的25%注入制好的外殼中。對(duì)比例配制PC和LiI的混合液作為電解液，Lil在PC中的濃度為lmol/L，在除氧除濕充氬保護(hù)氣氛中將電解液存入周轉(zhuǎn)桶。采用二硫化鐵、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑混合漿料在鋁箔上涂布干燥輥壓制成作為正極，采用鋰帶作為負(fù)極，隔膜紙采用PE-PP-PE高分子膜，制成AA型鋰-二硫化鐵電池，將周轉(zhuǎn)桶中制好的電解液取一次鋰電池總重量的6%注入制好的外殼中。將實(shí)施例1-4和對(duì)比例中制得的AA型鋰-二硫化鐵電池分別使用電池內(nèi)阻儀測(cè)試各電池的初始內(nèi)阻和電池陳化15天后的內(nèi)阻，每種電池抽取6個(gè)樣品進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果取平均值，電池的測(cè)試均在23°C士2，相對(duì)濕度60%RH的條件下進(jìn)行。各電池內(nèi)阻變化情況如表1所示表1實(shí)施例與對(duì)比例中各電池內(nèi)阻的變化情況<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>由表1中數(shù)據(jù)看出，實(shí)施例1至4中的鋰-二硫化鐵電池的初始內(nèi)阻和陳化15天后的內(nèi)阻均比對(duì)比例中的低，在經(jīng)過(guò)15天的陳化后，實(shí)施例和對(duì)比例中的電池的內(nèi)阻均有所增大，但實(shí)施例的電池內(nèi)阻只增加了0.96%1.9%，而對(duì)比例的電池內(nèi)阻增加了4.28%。可見(jiàn)在有機(jī)溶劑和電解質(zhì)鹽組成的電解液中再添加六甲基二硅氮烷后，提高了電解液的離子導(dǎo)電性，有效的降低了電池的內(nèi)阻。將實(shí)施例1和對(duì)比例中制得的鋰電池分別進(jìn)行1000mA連放測(cè)試，每種電池分別在室溫下和低溫條件下進(jìn)行測(cè)試，請(qǐng)參考圖1和圖2。圖1為室溫下實(shí)施例1和對(duì)比例制成的兩種鋰電池的1000mA連放對(duì)比曲線圖，圖2為低溫_201:下實(shí)施例1和對(duì)比例制成的兩種電池的1000mA連放對(duì)比曲線圖?？梢钥粗罥J，對(duì)比例中的鋰電池放電初期時(shí)電壓突降明顯，而實(shí)施例1中的鋰電池在放電初期時(shí)電壓突降得到消除，鋰電池的放電平臺(tái)明顯提高，約比對(duì)比例中的電池提高0.06V;實(shí)施例1中的鋰電池的放電容量也明顯提高，在同樣條件下放電到0.8V時(shí)，實(shí)施例1中的鋰電池的電池容量比對(duì)比例中的電池平均提高120mAh以上。低溫-20°C的條件下，對(duì)比例中的鋰電池的電池容量只有室溫時(shí)電池容量的43.18%，從放電曲線來(lái)看，曲線形狀變形很大，放電平臺(tái)已經(jīng)不明顯；而實(shí)施例1中的鋰電池在-20°C時(shí)的電池容量為室溫時(shí)電池容量的51.03%，而且保持了較好的放電曲線形狀和放電平臺(tái)。本發(fā)明提供的電解液應(yīng)用到一次鋰電池中，鋰電池的內(nèi)阻得到有效降低，改善鋰電池放電初期的電壓突降問(wèn)題，明顯提高鋰電池的放電性能。以上對(duì)本發(fā)明所提供的電解液、電解液的制備方法以及由該電解液制成的一次鋰電池進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。權(quán)利要求一種一次鋰電池的電解液，其特征在于，包括有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鹽和六甲基二硅氮烷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述六甲基二硅氮烷的加入量為有機(jī)溶劑重量的0.05%50%。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電解液，其特征在于，所述六甲基二硅氮烷的加入量為有機(jī)溶劑重量的0.5%15%。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的電解液，其特征在于，所述六甲基二硅氮烷的水分含量《20卯m。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為PC、EC、DME、DEC中的一種或幾種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電解液，其特征在于，所述電解質(zhì)鹽為L(zhǎng)il、LiCl、LiBr、LiC104中的一種或幾種。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電解液，其特征在于，所述電解質(zhì)鹽在有機(jī)溶劑中的濃度為0.8mol/L1.5mol/L。8.—種一次鋰電池的電解液的制備方法，其特征在于，包括a)將六甲基二硅氮烷除去水分；b)將六甲基二硅氮烷與有機(jī)溶劑和電解質(zhì)鹽進(jìn)行混合；9.根據(jù)權(quán)利要求8的制備方法，其特征在于，所述步驟b)中將六甲基二硅氮烷與有機(jī)溶劑和電解質(zhì)鹽進(jìn)行混合是在除氧除濕充氬保護(hù)氣氛中。10.—種一次鋰電池，其特征在于，包括權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的電解液。根據(jù)權(quán)利要求io所述的一次鋰電池，其特征在于，所述電解液的重量為一次鋰電池總重量的5%30%。全文摘要本發(fā)明提供了一種一次鋰電池的電解液包括有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鹽和六甲基二硅氮烷。該電解液的制備方法包括a)將六甲基二硅氮烷除去水分；b)將六甲基二硅氮烷與有機(jī)溶劑和電解質(zhì)鹽進(jìn)行混合。本發(fā)明還提供了由該電解液制備而成的一次鋰電池。本發(fā)明提供的一種鋰電池的電解液是向有機(jī)溶劑和電解質(zhì)鹽中添加六甲基二硅氮烷而成的，六甲基二硅氮烷具有低熔點(diǎn)和低粘性的特點(diǎn)，與有機(jī)溶劑和電解質(zhì)鹽有很好的互溶性，制得的電解液的粘性得到有效降低，離子導(dǎo)電率較高，應(yīng)用到一次鋰電池中，鋰電池的內(nèi)阻也相應(yīng)較低，添加了六甲基二硅氮烷還改善了由于鋰帶上的電解質(zhì)膜產(chǎn)生的電壓突降問(wèn)題，提高電池的放電性能，特別是低溫放電性能。文檔編號(hào)H01M6/14GK101740788SQ20091026110公開(kāi)日2010年6月16日申請(qǐng)日期2009年12月22日優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日發(fā)明者李海波,郁宇駿,馬祖華申請(qǐng)人:中銀(寧波)電池有限公司