CN107819152A - 一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液及制备方法；包括醚类溶剂、锂盐、硝酸锂以及改善循环性能用添加剂；醚类溶剂为两种溶剂的混合物，第一种溶剂为：1，3‑二氧五环或1,4‑二氧六环中的任意一种，第二种溶剂为：乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚中的任意一种；锂盐为LiPF6、LiBF4、LiTFSi、LiFSi或LiBOB中的任意一种；改善循环性能用添加剂为3‑氨基丙基三乙氧基硅烷、六甲基二硅烷或硅酸四乙脂中的任意一种；具有配置过程简单，溶剂和添加剂价格便宜，用料省，能起到良好的负极锂保护效果，锂硫电池电解液用到锂硫电池中，能够使锂硫电池的循环性能和安全性能明显提高的优点。

Description

一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液及制备方法
技术领域
本发明属于电解液制备技术领域，具体涉及一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液及制备方法。
背景技术
近几年，锂离子二次电池以其较大的能量密度、较高的工作电压、较长的循环寿命和无污染等优点已成为各类数码和电动汽车产品的首选电源。然而随着社会的飞速发展，数码产品的高期望值以及电动自行车、电动汽车、智能电网的大规模发展和应用，开发质量比能量密度和体积比能量密度更高的二次电池，是满足社会快速发展的需求的必经之路，也是研究人员现在所面临的极大技术挑战。因此探寻一种全新的、高能的电池体系一直是储能领域的研究热点。
锂硫电池自上世纪70年代以来，一直受到研究者的广泛关注。单质硫作为锂硫二次电池正极材料，理论比容量为1675mA·h/g ，当以金属锂为负极组装成电池时，其理论比能量高达2600 W·h/kg，拥有广泛的应用和开发前景。而且，单质硫存储量大、价格低廉且无污染，因此锂硫电池被认为是极具开发潜力的高能量密度储能体系。然而，锂硫电池尽管拥有如此多的优点，单质硫与放电产物Li2S具有电绝缘性，导电能力差，而且放电过程中硫的体积膨胀率高达80%，电化学反应中间产物多硫化物的“穿梭效应”等问题降低了电极活性物质的利用率和电池的循环寿命，严重阻碍了锂硫电池迈向商业化。
针对上述锂硫电池不足之处，世界各国研究者们进行了一系列研究，主要围绕减少多硫化物穿梭效应，提高电极活性物质利用率，从而提高电池循环寿命，而着手点大都是从正极材料入手，围绕异质原子掺杂碳基材料、碳基材料与有机高分子复合、碳基材料和无机材料复合等方面开展研究，例如：防化研究所的王维坤等人从高性能正极材料入手，从正极材料改性方面提高锂硫电池循环寿命。中国科学院金属研究所唐晓楠等人从锂硫电池复合硫正极中客体材料与多硫化物的相互作用着手，提高了电池的循环寿命。但这些设计方法较繁琐，正极合成较麻烦。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种配置过程简单、避免了繁琐的正极材料合成步骤，操作起来省时省力，能够使锂硫电池循环稳定性和循环周期得到明显改善的一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液及制备方法。
本发明的目的是这样实现的：该基准电解液包括醚类溶剂、锂盐、硝酸锂以及改善循环性能用添加剂；所述的醚类溶剂为两种溶剂的混合物，第一种溶剂为：1，3-二氧五环或1 ,4-二氧六环中的任意一种，第二种溶剂为：乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚或四乙二醇二甲醚中的任意一种；所述的锂盐为LiPF6、LiBF4、LiTFSi、LiFSi或LiBOB中的任意一种；所述改善循环性能用添加剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、六甲基二硅烷或硅酸四乙脂中的任意一种。
一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：使手套箱内部处于氩气气氛中，且内部的水氧含量值不超标条件下，取两种溶剂均匀混合，制成醚类溶剂；所述水含量值小于1ppm，氧含量值小于1ppm；
步骤二：取锂盐，并将锂盐缓慢加入步骤一中所述的醚类溶剂内，均匀混合，制成混合液；所述锂盐的摩尔浓度为0.8～1.5mol/L；
步骤三：取硝酸锂，并将硝酸锂缓慢加入步骤二中所述的混合液内，制成半成品电解液，所述半成品电解液中硝酸锂的质量分数为0.1%～3%；
步骤四：取改善循环性能用添加剂，并将该改善循环性能用添加剂缓慢加入步骤三中所述的半成品电解液，制成基准电解液；所述基准电解液中改善循环性能用添加剂的质量分数为1%～10%。
优选地，所述步骤一中的两种溶剂的质量比为1：1。
本发明具有配置过程简单，所用溶剂和添加剂价格便宜，用料省，能起到良好的负极锂保护效果，配置的锂硫电池电解液用到锂硫电池中，能够使锂硫电池的循环性能和安全性能明显提高的优点。
具体实施方式
本发明为一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液及制备方法，其中，该基准电解液包括醚类溶剂、锂盐、硝酸锂以及改善循环性能用添加剂；所述的醚类溶剂为两种溶剂的混合物，第一种溶剂为：1，3-二氧五环或1 ,4-二氧六环中的任意一种，第二种溶剂为：乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚或四乙二醇二甲醚中的任意一种；所述的锂盐为LiPF6、LiBF4、LiTFSi、LiFSi或LiBOB中的任意一种；所述改善循环性能用添加剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、六甲基二硅烷或硅酸四乙脂中的任意一种。
一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：使手套箱内部处于氩气气氛中，且内部的水氧含量值不超标条件下，取两种溶剂均匀混合，制成醚类溶剂；所述水含量值小于1ppm，氧含量值小于1ppm；
步骤二：取锂盐，并将锂盐缓慢加入步骤一中所述的醚类溶剂内，均匀混合，制成混合液；所述锂盐的摩尔浓度为0.8～1.5mol/L；
步骤三：取硝酸锂，并将硝酸锂缓慢加入步骤二中所述的混合液内，制成半成品电解液，所述半成品电解液中硝酸锂的质量分数为0.1%～3%；
步骤四：取改善循环性能用添加剂，并将该改善循环性能用添加剂缓慢加入步骤三中所述的半成品电解液，制成基准电解液；所述基准电解液中改善循环性能用添加剂的质量分数为1%～10%。所述步骤一中的两种溶剂的质量比为1：1。
为了更加清楚的解释本发明，现结合具体实施例对其进行进一步说明。具体的实施例如下：
实施例一
一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液，包括醚类溶剂、锂盐、硝酸锂以及改善循环性能用添加剂；所述的醚类溶剂为两种溶剂的混合物，第一种溶剂为：1，3-二氧五环，第二种溶剂为：乙二醇二甲醚；所述的锂盐为LiTFSi；所述改善循环性能用添加剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：使手套箱内部处于氩气气氛中，且内部的水氧含量值不超标条件下，取1，3-二氧五环和乙二醇二甲醚均匀混合，制成醚类溶剂；所述水含量值小于1ppm，氧含量值小于1ppm；
步骤二：取LiTFSi，并将LiTFSi缓慢加入步骤一中所述的醚类溶剂内，均匀混合，制成混合液；所述LiTFSi的摩尔浓度为1.5mol/L；
步骤三：取硝酸锂，并将硝酸锂缓慢加入步骤二中所述的混合液内，制成半成品电解液，所述半成品电解液中硝酸锂的质量分数为1.5%；
步骤四：取3-氨基丙基三乙氧基硅烷，并将3-氨基丙基三乙氧基硅烷缓慢加入步骤三中所述的半成品电解液，制成基准电解液；所述基准电解液中3-氨基丙基三乙氧基硅烷的质量分数为5%。所述步骤一中的两种溶剂的质量比为1：1。
实施例二
一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液，该基准电解液包括醚类溶剂、锂盐、硝酸锂以及改善循环性能用添加剂；所述的醚类溶剂为两种溶剂的混合物，第一种溶剂为： 1,4-二氧六环，第二种溶剂为：二乙二醇二甲醚；所述的锂盐为LiFSi；所述改善循环性能用添加剂为六甲基二硅烷。
一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：使手套箱内部处于氩气气氛中，且内部的水氧含量值不超标条件下，取1,4-二氧六环和二乙二醇二甲醚均匀混合，制成醚类溶剂；所述水含量值小于1ppm，氧含量值小于1ppm；
步骤二：取LiFSi，并将LiFSi缓慢加入步骤一中所述的醚类溶剂内，均匀混合，制成混合液；所述LiFSi的摩尔浓度为1.15mol/L；
步骤三：取硝酸锂，并将硝酸锂缓慢加入步骤二中所述的混合液内，制成半成品电解液，所述半成品电解液中硝酸锂的质量分数为3%；
步骤四：取六甲基二硅烷，并将六甲基二硅烷缓慢加入步骤三中所述的半成品电解液，制成基准电解液；所述基准电解液中六甲基二硅烷的质量分数为10%。所述步骤一中的两种溶剂的质量比为1：1。
实施例三
一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液，该基准电解液包括醚类溶剂、锂盐、硝酸锂以及改善循环性能用添加剂；所述的醚类溶剂为两种溶剂的混合物，第一种溶剂为：1，3-二氧五环，第二种溶剂为：四乙二醇二甲醚；所述的锂盐为LiFSi；所述改善循环性能用添加剂为硅酸四乙脂。
一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：使手套箱内部处于氩气气氛中，且内部的水氧含量值不超标条件下，取1，3-二氧五环和四乙二醇二甲醚均匀混合，制成醚类溶剂；所述水含量值小于1ppm，氧含量值小于1ppm；
步骤二：取LiFSi，并将LiFSi缓慢加入步骤一中所述的醚类溶剂内，均匀混合，制成混合液；所述LiFSi的摩尔浓度为0.8mol/L；
步骤三：取硝酸锂，并将硝酸锂缓慢加入步骤二中所述的混合液内，制成半成品电解液，所述半成品电解液中硝酸锂的质量分数为1.5%；
步骤四：取硅酸四乙脂，并将硅酸四乙脂缓慢加入步骤三中所述的半成品电解液，制成基准电解液；所述基准电解液中硅酸四乙脂的质量分数为5%。所述步骤一中的两种溶剂的质量比为1：1。
实施例四
一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液，该基准电解液包括醚类溶剂、锂盐、硝酸锂以及改善循环性能用添加剂；所述的醚类溶剂为两种溶剂的混合物，第一种溶剂为：1,4-二氧六环，第二种溶剂为：乙二醇二甲醚；所述的锂盐为LiBF4；所述改善循环性能用添加剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：使手套箱内部处于氩气气氛中，且内部的水氧含量值不超标条件下，取1,4-二氧六环和乙二醇二甲醚均匀混合，制成醚类溶剂；所述水含量值小于1ppm，氧含量值小于1ppm；
步骤二：取LiBF4，并将LiBF4缓慢加入步骤一中所述的醚类溶剂内，均匀混合，制成混合液；所述LiBF4的摩尔浓度为0.8mol/L；
步骤三：取硝酸锂，并将硝酸锂缓慢加入步骤二中所述的混合液内，制成半成品电解液，所述半成品电解液中硝酸锂的质量分数为1.5%；
步骤四：取3-氨基丙基三乙氧基硅烷，并将3-氨基丙基三乙氧基硅烷缓慢加入步骤三中所述的半成品电解液，制成基准电解液；所述基准电解液中3-氨基丙基三乙氧基硅烷的质量分数为5%。所述步骤一中的两种溶剂的质量比为1：1。
实施例五
一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液，该基准电解液包括醚类溶剂、锂盐、硝酸锂以及改善循环性能用添加剂；所述的醚类溶剂为两种溶剂的混合物，第一种溶剂为：1,4-二氧六环，第二种溶剂为：四乙二醇二甲醚；所述的锂盐为LiTFSi；所述改善循环性能用添加剂为六甲基二硅烷。
一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：使手套箱内部处于氩气气氛中，且内部的水氧含量值不超标条件下，取1,4-二氧六环和四乙二醇二甲醚均匀混合，制成醚类溶剂；所述水含量值小于1ppm，氧含量值小于1ppm；
步骤二：取LiTFSi，并将LiTFSi缓慢加入步骤一中所述的醚类溶剂内，均匀混合，制成混合液；所述LiTFSi的摩尔浓度为1.5mol/L；
步骤三：取硝酸锂，并将硝酸锂缓慢加入步骤二中所述的混合液内，制成半成品电解液，所述半成品电解液中硝酸锂的质量分数为0.1%；
步骤四：取六甲基二硅烷，并将六甲基二硅烷缓慢加入步骤三中所述的半成品电解液，制成基准电解液；所述基准电解液中六甲基二硅烷的质量分数为10%。所述步骤一中的两种溶剂的质量比为1：1。
实施例六
一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液，该基准电解液包括醚类溶剂、锂盐、硝酸锂以及改善循环性能用添加剂；所述的醚类溶剂为两种溶剂的混合物，第一种溶剂为：1，3-二氧五环，第二种溶剂为：二乙二醇二甲醚；所述的锂盐为LiBOB；所述改善循环性能用添加剂为硅酸四乙脂。
一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：使手套箱内部处于氩气气氛中，且内部的水氧含量值不超标条件下，取1，3-二氧五环和二乙二醇二甲醚均匀混合，制成醚类溶剂；所述水含量值小于1ppm，氧含量值小于1ppm；
步骤二：取LiBOB，并将LiBOB缓慢加入步骤一中所述的醚类溶剂内，均匀混合，制成混合液；所述LiBOB的摩尔浓度为1.15mol/L；
步骤三：取硝酸锂，并将硝酸锂缓慢加入步骤二中所述的混合液内，制成半成品电解液，所述半成品电解液中硝酸锂的质量分数为1.5%；
步骤四：取硅酸四乙脂，并将硅酸四乙脂缓慢加入步骤三中所述的半成品电解液，制成基准电解液；所述基准电解液中硅酸四乙脂的质量分数为5%。所述步骤一中的两种溶剂的质量比为1：1。
实施例七
一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液，该基准电解液包括醚类溶剂、锂盐、硝酸锂以及改善循环性能用添加剂；所述的醚类溶剂为两种溶剂的混合物，第一种溶剂为：1，3-二氧五环，第二种溶剂为：乙二醇二甲醚；所述的锂盐为LiTFSi；所述改善循环性能用添加剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：使手套箱内部处于氩气气氛中，且内部的水氧含量值不超标条件下，取1，3-二氧五环和乙二醇二甲醚均匀混合，制成醚类溶剂；所述水含量值小于1ppm，氧含量值小于1ppm；
步骤二：取LiTFSi，并将LiTFSi缓慢加入步骤一中所述的醚类溶剂内，均匀混合，制成混合液；所述LiTFSi的摩尔浓度为0.8mol/L；
步骤三：取硝酸锂，并将硝酸锂缓慢加入步骤二中所述的混合液内，制成半成品电解液，所述半成品电解液中硝酸锂的质量分数为3%；
步骤四：取3-氨基丙基三乙氧基硅烷，并将3-氨基丙基三乙氧基硅烷缓慢加入步骤三中所述的半成品电解液，制成基准电解液；所述基准电解液中3-氨基丙基三乙氧基硅烷的质量分数为5%。所述步骤一中的两种溶剂的质量比为1：1。
实施例八
一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液，该基准电解液包括醚类溶剂、锂盐、硝酸锂以及改善循环性能用添加剂；所述的醚类溶剂为两种溶剂的混合物，第一种溶剂为：1，3-二氧五环，第二种溶剂为：二乙二醇二甲醚；所述的锂盐为LiPF6；所述改善循环性能用添加剂为六甲基二硅烷。
一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：使手套箱内部处于氩气气氛中，且内部的水氧含量值不超标条件下，取1，3-二氧五环和二乙二醇二甲醚均匀混合，制成醚类溶剂；所述水含量值小于1ppm，氧含量值小于1ppm；
步骤二：取LiPF6，并将LiPF6缓慢加入步骤一中所述的醚类溶剂内，均匀混合，制成混合液；所述LiPF6的摩尔浓度为1.15mol/L；
步骤三：取硝酸锂，并将硝酸锂缓慢加入步骤二中所述的混合液内，制成半成品电解液，所述半成品电解液中硝酸锂的质量分数为0.1%；
步骤四：取六甲基二硅烷，并将六甲基二硅烷缓慢加入步骤三中所述的半成品电解液，制成基准电解液；所述基准电解液中六甲基二硅烷的质量分数为1%。所述步骤一中的两种溶剂的质量比为1：1。
实施例九
一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液，该基准电解液包括醚类溶剂、锂盐、硝酸锂以及改善循环性能用添加剂；所述的醚类溶剂为两种溶剂的混合物，第一种溶剂为：1，3-二氧五环，第二种溶剂为：四乙二醇二甲醚；所述的锂盐为LiBF4；所述改善循环性能用添加剂为硅酸四乙脂。
一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：使手套箱内部处于氩气气氛中，且内部的水氧含量值不超标条件下，取1，3-二氧五环和四乙二醇二甲醚均匀混合，制成醚类溶剂；所述水含量值小于1ppm，氧含量值小于1ppm；
步骤二：取LiBF4，并将LiBF4缓慢加入步骤一中所述的醚类溶剂内，均匀混合，制成混合液；所述LiBF4的摩尔浓度为1.15mol/L；
步骤三：取硝酸锂，并将硝酸锂缓慢加入步骤二中所述的混合液内，制成半成品电解液，所述半成品电解液中硝酸锂的质量分数为0.1%；
步骤四：取硅酸四乙脂，并将硅酸四乙脂缓慢加入步骤三中所述的半成品电解液，制成基准电解液；所述基准电解液中硅酸四乙脂的质量分数为1%。所述步骤一中的两种溶剂的质量比为1：1。
实施例十
一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液，该基准电解液包括醚类溶剂、锂盐、硝酸锂以及改善循环性能用添加剂；所述的醚类溶剂为两种溶剂的混合物，第一种溶剂为：1,4-二氧六环，第二种溶剂为：乙二醇二甲醚；所述的锂盐为LiTFSi；所述改善循环性能用添加剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷。
一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：使手套箱内部处于氩气气氛中，且内部的水氧含量值不超标条件下，取1,4-二氧六环和乙二醇二甲醚均匀混合，制成醚类溶剂；所述水含量值小于1ppm，氧含量值小于1ppm；
步骤二：取LiTFSi，并将LiTFSi缓慢加入步骤一中所述的醚类溶剂内，均匀混合，制成混合液；所述LiTFSi的摩尔浓度为1.15mol/L；
步骤三：取硝酸锂，并将硝酸锂缓慢加入步骤二中所述的混合液内，制成半成品电解液，所述半成品电解液中硝酸锂的质量分数为0.1%；
步骤四：取3-氨基丙基三乙氧基硅烷，并将3-氨基丙基三乙氧基硅烷缓慢加入步骤三中所述的半成品电解液，制成基准电解液；所述基准电解液中3-氨基丙基三乙氧基硅烷的质量分数为10%。所述步骤一中的两种溶剂的质量比为1：1。
实验例一
在实施例一中制备的基准电解液的基础上加入质量比例为5%的3-APS，加入完成后常温搅拌1小时，所有配置均在水氧含量不超标的氩气气氛手套箱中操作。将纯度为99.5%以上的升华硫、乙炔黑、PVDF按质量比70:20:10混合均匀，混合溶剂采用N-甲基吡咯烷酮（NMP）,混合成浆料涂在铝箔上，80℃真空干燥12小时，制得正极片。采用金属锂为负极，电解液为上述电解液，组装成实验例1电池，充放电截止电压为1.5-3.0V(vs. Li/ Li+)，充放电循环电流为密度为0.5C。
对比例1的基准电解液的制备方法与实施例一相同，但省略步骤四，并不添加改善循环性能用添加剂，在对比例1基准电解液的基础上加入质量比例为5%的3-APS，加入完成后常温搅拌1小时，所有配置均在水氧含量不超标的氩气气氛手套箱中操作。将纯度为99.5%以上的升华硫、乙炔黑、PVDF按质量比70:20:10混合均匀，混合溶剂采用N-甲基吡咯烷酮（NMP）,混合成浆料涂在铝箔上，80℃真空干燥12小时，制得正极片。采用金属锂为负极，电解液为上述电解液，组装成对比例1电池，充放电截止电压为1.5-3.0V(vs. Li/ Li+)，充放电循环电流为密度为0.5C。
实验例二
在实施例二中制备的基准电解液的基础上加入质量比例为5%的3-APS，加入完成后常温搅拌1小时，所有配置均在水氧含量不超标的氩气气氛手套箱中操作。将纯度为99.5%以上的升华硫、乙炔黑、PVDF按质量比70:20:10混合均匀，混合溶剂采用N-甲基吡咯烷酮（NMP）,混合成浆料涂在铝箔上，80℃真空干燥12小时，制得正极片。采用金属锂为负极，电解液为上述电解液，组装成实验例2电池，充放电截止电压为1.5-3.0V(vs. Li/ Li+)，充放电循环电流为密度为0.5C。
对比例2的基准电解液的制备方法与实施例二相同，但省略步骤四，并不添加改善循环性能用添加剂，在对比例2基准电解液的基础上加入质量比例为5%的3-APS，加入完成后常温搅拌1小时，所有配置均在水氧含量不超标的氩气气氛手套箱中操作。将纯度为99.5%以上的升华硫、乙炔黑、PVDF按质量比70:20:10混合均匀，混合溶剂采用N-甲基吡咯烷酮（NMP）,混合成浆料涂在铝箔上，80℃真空干燥12小时，制得正极片。采用金属锂为负极，电解液为上述电解液，组装成对比例2电池，充放电截止电压为1.5-3.0V(vs. Li/ Li+)，充放电循环电流为密度为0.5C。
实验例三
在实施例三中制备的基准电解液的基础上加入质量比例为5%的3-APS，加入完成后常温搅拌1小时，所有配置均在水氧含量不超标的氩气气氛手套箱中操作。将纯度为99.5%以上的升华硫、乙炔黑、PVDF按质量比70:20:10混合均匀，混合溶剂采用N-甲基吡咯烷酮（NMP）,混合成浆料涂在铝箔上，80℃真空干燥12小时，制得正极片。采用金属锂为负极，电解液为上述电解液，组装成实验例3电池，充放电截止电压为1.5-3.0V(vs. Li/ Li+)，充放电循环电流为密度为0.5C。
对比例3的基准电解液的制备方法与实施例三相同，但省略步骤四，并不添加改善循环性能用添加剂，在对比例3基准电解液的基础上加入质量比例为5%的3-APS，加入完成后常温搅拌1小时，所有配置均在水氧含量不超标的氩气气氛手套箱中操作。将纯度为99.5%以上的升华硫、乙炔黑、PVDF按质量比70:20:10混合均匀，混合溶剂采用N-甲基吡咯烷酮（NMP）,混合成浆料涂在铝箔上，80℃真空干燥12小时，制得正极片。采用金属锂为负极，电解液为上述电解液，组装成对比例3电池，充放电截止电压为1.5-3.0V(vs. Li/ Li+)，充放电循环电流为密度为0.5C。
实验例四
在实施例四中制备的基准电解液的基础上加入质量比例为5%的3-APS，加入完成后常温搅拌1小时，所有配置均在水氧含量不超标的氩气气氛手套箱中操作。将纯度为99.5%以上的升华硫、乙炔黑、PVDF按质量比70:20:10混合均匀，混合溶剂采用N-甲基吡咯烷酮（NMP）,混合成浆料涂在铝箔上，80℃真空干燥12小时，制得正极片。采用金属锂为负极，电解液为上述电解液，组装成实验例4电池，充放电截止电压为1.5-3.0V(vs. Li/ Li+)，充放电循环电流为密度为0.5C。
对比例4的基准电解液的制备方法与实施例四相同，但省略步骤四，并不添加改善循环性能用添加剂，在对比例4基准电解液的基础上加入质量比例为5%的3-APS，加入完成后常温搅拌1小时，所有配置均在水氧含量不超标的氩气气氛手套箱中操作。将纯度为99.5%以上的升华硫、乙炔黑、PVDF按质量比70:20:10混合均匀，混合溶剂采用N-甲基吡咯烷酮（NMP）,混合成浆料涂在铝箔上，80℃真空干燥12小时，制得正极片。采用金属锂为负极，电解液为上述电解液，组装成对比例4电池，充放电截止电压为1.5-3.0V(vs. Li/ Li+)，充放电循环电流为密度为0.5C。
实验例五
在实施例五中制备的基准电解液的基础上加入质量比例为5%的3-APS，加入完成后常温搅拌1小时，所有配置均在水氧含量不超标的氩气气氛手套箱中操作。将纯度为99.5%以上的升华硫、乙炔黑、PVDF按质量比70:20:10混合均匀，混合溶剂采用N-甲基吡咯烷酮（NMP）,混合成浆料涂在铝箔上，80℃真空干燥12小时，制得正极片。采用金属锂为负极，电解液为上述电解液，组装成实验例5电池，充放电截止电压为1.5-3.0V(vs. Li/ Li+)，充放电循环电流为密度为0.5C。
对比例5的基准电解液的制备方法与实施例五相同，但省略步骤四，并不添加改善循环性能用添加剂，在对比例5基准电解液的基础上加入质量比例为5%的3-APS，加入完成后常温搅拌1小时，所有配置均在水氧含量不超标的氩气气氛手套箱中操作。将纯度为99.5%以上的升华硫、乙炔黑、PVDF按质量比70:20:10混合均匀，混合溶剂采用N-甲基吡咯烷酮（NMP）,混合成浆料涂在铝箔上，80℃真空干燥12小时，制得正极片。采用金属锂为负极，电解液为上述电解液，组装成对比例5电池，充放电截止电压为1.5-3.0V(vs. Li/ Li+)，充放电循环电流为密度为0.5C。
实验例六
在实施例六中制备的基准电解液的基础上加入质量比例为5%的3-APS，加入完成后常温搅拌1小时，所有配置均在水氧含量不超标的氩气气氛手套箱中操作。将纯度为99.5%以上的升华硫、乙炔黑、PVDF按质量比70:20:10混合均匀，混合溶剂采用N-甲基吡咯烷酮（NMP）,混合成浆料涂在铝箔上，80℃真空干燥12小时，制得正极片。采用金属锂为负极，电解液为上述电解液，组装成实验例6电池，充放电截止电压为1.5-3.0V(vs. Li/ Li+)，充放电循环电流为密度为0.5C。
对比例6的基准电解液的制备方法与实施例六相同，但省略步骤四，并不添加改善循环性能用添加剂，在对比例6基准电解液的基础上加入质量比例为5%的3-APS，加入完成后常温搅拌1小时，所有配置均在水氧含量不超标的氩气气氛手套箱中操作。将纯度为99.5%以上的升华硫、乙炔黑、PVDF按质量比70:20:10混合均匀，混合溶剂采用N-甲基吡咯烷酮（NMP）,混合成浆料涂在铝箔上，80℃真空干燥12小时，制得正极片。采用金属锂为负极，电解液为上述电解液，组装成对比例6电池，充放电截止电压为1.5-3.0V(vs. Li/ Li+)，充放电循环电流为密度为0.5C。
实验例七
在实施例七中制备的基准电解液的基础上加入质量比例为5%的3-APS，加入完成后常温搅拌1小时，所有配置均在水氧含量不超标的氩气气氛手套箱中操作。将纯度为99.5%以上的升华硫、乙炔黑、PVDF按质量比70:20:10混合均匀，混合溶剂采用N-甲基吡咯烷酮（NMP）,混合成浆料涂在铝箔上，80℃真空干燥12小时，制得正极片。采用金属锂为负极，电解液为上述电解液，组装成实验例7电池，充放电截止电压为1.5-3.0V(vs. Li/ Li+)，充放电循环电流为密度为0.5C。
对比例7的基准电解液的制备方法与实施例七相同，但省略步骤四，并不添加改善循环性能用添加剂，在对比例7基准电解液的基础上加入质量比例为5%的3-APS，加入完成后常温搅拌1小时，所有配置均在水氧含量不超标的氩气气氛手套箱中操作。将纯度为99.5%以上的升华硫、乙炔黑、PVDF按质量比70:20:10混合均匀，混合溶剂采用N-甲基吡咯烷酮（NMP）,混合成浆料涂在铝箔上，80℃真空干燥12小时，制得正极片。采用金属锂为负极，电解液为上述电解液，组装成对比例7电池，充放电截止电压为1.5-3.0V(vs. Li/ Li+)，充放电循环电流为密度为0.5C。
实验例八
在实施例八中制备的基准电解液的基础上加入质量比例为5%的3-APS，加入完成后常温搅拌1小时，所有配置均在水氧含量不超标的氩气气氛手套箱中操作。将纯度为99.5%以上的升华硫、乙炔黑、PVDF按质量比70:20:10混合均匀，混合溶剂采用N-甲基吡咯烷酮（NMP）,混合成浆料涂在铝箔上，80℃真空干燥12小时，制得正极片。采用金属锂为负极，电解液为上述电解液，组装成实验例8电池，充放电截止电压为1.5-3.0V(vs. Li/ Li+)，充放电循环电流为密度为0.5C。
对比例8的基准电解液的制备方法与实施例八相同，但省略步骤四，并不添加改善循环性能用添加剂，在对比例8基准电解液的基础上加入质量比例为5%的3-APS，加入完成后常温搅拌1小时，所有配置均在水氧含量不超标的氩气气氛手套箱中操作。将纯度为99.5%以上的升华硫、乙炔黑、PVDF按质量比70:20:10混合均匀，混合溶剂采用N-甲基吡咯烷酮（NMP）,混合成浆料涂在铝箔上，80℃真空干燥12小时，制得正极片。采用金属锂为负极，电解液为上述电解液，组装成对比例8电池，充放电截止电压为1.5-3.0V(vs. Li/ Li+)，充放电循环电流为密度为0.5C。
实验例九
在实施例九中制备的基准电解液的基础上加入质量比例为5%的3-APS，加入完成后常温搅拌1小时，所有配置均在水氧含量不超标的氩气气氛手套箱中操作。将纯度为99.5%以上的升华硫、乙炔黑、PVDF按质量比70:20:10混合均匀，混合溶剂采用N-甲基吡咯烷酮（NMP）,混合成浆料涂在铝箔上，80℃真空干燥12小时，制得正极片。采用金属锂为负极，电解液为上述电解液，组装成实验例9电池，充放电截止电压为1.5-3.0V(vs. Li/ Li+)，充放电循环电流为密度为0.5C。
对比例9的基准电解液的制备方法与实施例九相同，但省略步骤四，并不添加改善循环性能用添加剂，在对比例9基准电解液的基础上加入质量比例为5%的3-APS，加入完成后常温搅拌1小时，所有配置均在水氧含量不超标的氩气气氛手套箱中操作。将纯度为99.5%以上的升华硫、乙炔黑、PVDF按质量比70:20:10混合均匀，混合溶剂采用N-甲基吡咯烷酮（NMP）,混合成浆料涂在铝箔上，80℃真空干燥12小时，制得正极片。采用金属锂为负极，电解液为上述电解液，组装成对比例9电池，充放电截止电压为1.5-3.0V(vs. Li/ Li+)，充放电循环电流为密度为0.5C。
实验例十
在实施例十中制备的基准电解液的基础上加入质量比例为5%的3-APS，加入完成后常温搅拌1小时，所有配置均在水氧含量不超标的氩气气氛手套箱中操作。将纯度为99.5%以上的升华硫、乙炔黑、PVDF按质量比70:20:10混合均匀，混合溶剂采用N-甲基吡咯烷酮（NMP）,混合成浆料涂在铝箔上，80℃真空干燥12小时，制得正极片。采用金属锂为负极，电解液为上述电解液，组装成实验例10电池，充放电截止电压为1.5-3.0V(vs. Li/ Li+)，充放电循环电流为密度为0.5C。
对比例10的基准电解液的制备方法与实施例十相同，但省略步骤四，并不添加改善循环性能用添加剂，在对比例10基准电解液的基础上加入质量比例为5%的3-APS，加入完成后常温搅拌1小时，所有配置均在水氧含量不超标的氩气气氛手套箱中操作。将纯度为99.5%以上的升华硫、乙炔黑、PVDF按质量比70:20:10混合均匀，混合溶剂采用N-甲基吡咯烷酮（NMP）,混合成浆料涂在铝箔上，80℃真空干燥12小时，制得正极片。采用金属锂为负极，电解液为上述电解液，组装成对比例10电池，充放电截止电压为1.5-3.0V(vs. Li/ Li+)，充放电循环电流为密度为0.5C。
将上述实验例一、实验例二、实验例三、实验例四、实验例五、实验例六、实验例七、实验例八、实验例九和实验例十中的电池进行测试，在配置条件和测试调价均相同的情况下，其测试结果如下表：
由上表可知，本发明中通过实施例中基准电解液的电池整体性能优于对比例基准电解液制备的电池，尤其通过本发明电解液制备的电池容量保持率达到39.8%以上。

Claims (3)

1.一种可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液，其特征在于：该基准电解液包括醚类溶剂、锂盐、硝酸锂以及改善循环性能用添加剂；所述的醚类溶剂为两种溶剂的混合物，第一种溶剂为：3-二氧五环或1 ,4-二氧六环中的任意一种，第二种溶剂为：乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚或四乙二醇二甲醚中的任意一种；所述的锂盐为LiPF6、LiBF4、LiTFSi、LiFSi或LiBOB中的任意一种；所述改善循环性能用添加剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、六甲基二硅烷或硅酸四乙脂中的任意一种。
2.一种如权利要求1所述的可以改善锂硫电池循环性能的基准电解液的制备方法，其特征在于：该制备方法包括如下步骤：
步骤一：使手套箱内部处于氩气气氛中，且内部的水氧含量值不超标条件下，取两种溶剂均匀混合，制成醚类溶剂；所述水含量值小于1ppm，氧含量值小于1ppm；
步骤二：取锂盐，并将锂盐缓慢加入步骤一中所述的醚类溶剂内，均匀混合，制成混合液；所述锂盐的摩尔浓度为0.8～1.5mol/L；
步骤三：取硝酸锂，并将硝酸锂缓慢加入步骤二中所述的混合液内，制成半成品电解液，所述半成品电解液中硝酸锂的质量分数为0.1%～3%；
步骤四：取改善循环性能用添加剂，并将该改善循环性能用添加剂缓慢加入步骤三中所述的半成品电解液，制成基准电解液；所述基准电解液中改善循环性能用添加剂的质量分数为1%～10%。
3.根据权利要求2所述的一种负极锂保护的锂硫电解液的制备方法，其特征在于：所述步骤一中的两种溶剂的质量比为1：1。
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