直链硫醇类化合物作为添加剂在锂硫电池电解液中的应用

1.本发明涉及锂硫电池储能技术领域，特别是涉及直链硫醇类化合物作为添加剂在锂硫电池电解液中的应用。


背景技术：

2.锂硫(li-s)电池以金属锂为正极，以元素硫为负极，理论比容量和能量密度分别高达1675mah
·
g-1
和2600wh
·
kg-1
。锂硫电池的潜在实用能量密度可以达到600wh
·
kg-1
，这是先进锂离子电池的几倍。此外，锂硫电池采用了丰富、环保和低毒的硫阴极，使其成为最有前途的二次电池系统之一。
3.然而，尽管锂硫电池具有高能量密度的优势，但其仍然面临一些严峻的挑战，导致锂硫电池的商业化受到重大科学障碍的阻碍，一方面，高溶解度的多硫化锂(lipss)在浓度梯度作用下会从阴极扩散到电解液中，造成"穿梭效应"，导致活性物质的损失，循环寿命短和不可逆容量衰减。另一方面，缓慢的转化动力学不利地影响速率性能和可逆比容量，这使得快速充电功能不切实际。此外，硫的电子导电性差以及循环过程中硫团聚导致的阴极材料体积变化进而导致的有限质量负载问题阻碍了在实际应用中利用完整的理论能量密度。
4.目前的研究进展针对上述问题，已经提出了许多策略来改善锂硫电池的性能。设计硫物质的主体材料可以提高硫正极的导电性并吸附多硫化物，例如各种c/s复合结构、功能无机化合物或异质结掺杂等。功能分隔器可以通过吸附或纳米尺寸通道的尺寸效应(例如金属有机框架(mof))来阻碍穿梭效应，这些策略在一定程度上可以抑制多硫离子的穿梭效应，提高活性物质的利用率。但是，这些方法在合成路径上较复杂且会增加电池制造成本，并且很少考虑到负极界面的影响。因此选取电解液添加剂的形式去改善锂硫电池性能是一种可行的方法。用添加剂改性电解液在能量密度、成本和易于操作方面特别有意义。而何种添加剂能解决上述问题是本领域技术人员研究的重点。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供直链硫醇类化合物作为添加剂在锂硫电池电解液中的应用，以解决上述现有技术存在的问题。将直链硫醇类化合物作为添加剂添加到锂硫电池电解液中可以改善硫的界面问题，提高硫的转化动力学的同时抑制穿梭效应，从而显著提升锂硫电池的电化学性能。
6.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
7.本发明的技术方案之一：直链硫醇类化合物作为添加剂在锂硫电池电解液中的应用。
8.本发明的技术方案之二：一种含添加剂的锂硫电池电解液，包括导电锂盐、醚类溶剂和添加剂，所述添加剂包括直链硫醇类化合物和硝酸锂。
9.进一步地，所述直链硫醇类化合物为1,8-辛二硫醇、1-辛硫醇、1,5-戊二硫醇、1-戊硫醇、1,6-己二硫醇、1-己硫醇、1-庚硫醇、1,9-壬二硫醇、1-壬硫醇、1,10-癸二硫醇中的
一种或多种；所述直链硫醇类化合物在锂硫电池电解液中的含量为0.5-5wt％。
10.进一步地，所述直链硫醇类化合物优选为1,8-辛二硫醇、1-辛硫醇、1,6-己二硫醇、1-己硫醇中的一种或多种。
11.进一步地，所述导电锂盐为六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、双氟磷酸锂中的一种或多种；所述导电锂盐在锂硫电池电解液中的摩尔浓度为1-1.5mol/l。
12.进一步地，所述醚类溶剂为dme(乙二醇二甲醚)和dol(1,3-二氧戊环)体积比1:1的混合溶剂。
13.进一步地，所述硝酸锂在锂硫电池电解液中的含量为1-2wt％。
14.本发明的技术方案之三：一种上述含添加剂的锂硫电池电解液的制备方法，将导电锂盐、醚类溶剂和添加剂混合均匀，得到所述含添加剂的锂硫电池电解液。
15.本发明的技术方案之四：一种上述含添加剂的锂硫电池电解液在制备锂硫电池中的应用。
16.本发明的技术方案之五：一种锂硫电池，包括正极材料、负极材料、隔膜和上述含添加剂的锂硫电池电解液。
17.进一步地，所述正极材料为负载有硫单质(s)的铝箔集流体(涂有硫碳正极材料的铝箔集流体)，硫负载量为1.2-1.5mg/cm-2
。
18.进一步地，所述负极材料为锂金属片，所述隔膜为celgard-2500。
19.进一步地，所述锂硫电池电解液的用量为20μl/mg s。
20.本发明公开了以下技术效果：
21.(1)本发明以直链硫醇类化合物作为添加剂应用于锂硫电池电解液，直链硫醇类化合物对硫具有亲和性，可以改变硫的界面反应，提高硫的转化动力学的同时抑制穿梭效应，从而改善锂硫电池循环性能，促进整个电池的动力学过程。
22.(2)本发明还提供了使用含直链硫醇类化合物添加剂的锂硫电池电解液制备的锂硫电池，其电解液中含有的直链硫醇类化合物链端的硫醇基团(s-h)一方面可以有效与硫结合，对硫进行活化，使活性硫在电极表面重新分布，并暴露出电子和离子难以到达的硫颗粒内部，克服纯固体硫电化学中固体硫内部巨大的电子/离子转移阻力，有利于长链多硫化物的快速转化，从而抑制穿梭效应，加速了硫的氧化还原动力学。另一方面，硫醇基团(s-h)也能与li
+
结合，加速li
+
的迁移速率，整体反应动力加快。因此，电解液中直链硫醇类化合物的加入提高了电池的放电容量，并表现出较小的极化，可以实现较好的循环稳定性以及较高的库伦效率。
23.(3)本发明以直链硫醇类化合物作为锂硫电池电解液的添加剂对锂硫电池电解液进行改性，直链硫醇类化合物来源广泛，使用添加了直链硫醇类化合物的锂硫电池电解液制备的锂硫电池具有优良的循环稳定性和较高的比容量，具有商业化应用潜能。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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
得其他的附图。
25.图1为溶解硫的1,8-辛二硫醇与未溶解硫的1,8-辛二硫醇的拉曼谱图；
26.图2为本发明实施例1含有1,8-辛二硫醇与对比例1不含1,8-辛二硫醇的锂硫电池的循环性能和库仑效率曲线图；
27.图3为本发明实施例1含有1,8-辛二硫醇与对比例1不含1,8-辛二硫醇的锂硫电池的首圈充放电曲线图；
28.图4为本发明实施例1含有1,8-辛二硫醇与对比例1不含1,8-辛二硫醇的锂硫电池的第150圈充放电曲线图。
具体实施方式
29.现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
30.应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
31.除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
32.在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本技术说明书和实施例仅是示例性的。
33.关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
34.本发明的含添加剂的锂硫电池电解液，包括导电锂盐、醚类溶剂、直链硫醇类化合物和硝酸锂。
35.其中，直链硫醇类化合物为1,8-辛二硫醇、1-辛硫醇、1,5-戊二硫醇、1-戊硫醇、1,6-己二硫醇、1-己硫醇、1-庚硫醇、1,9-壬二硫醇、1-壬硫醇、1,10-癸二硫醇中的一种或多种；直链硫醇类化合物在锂硫电池电解液中的含量为0.5-5wt％；
36.导电锂盐为和六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、双氟磷酸锂中的一种或多种；导电锂盐在锂硫电池电解液中的摩尔浓度为1-1.5mol/l；
37.醚类溶剂为dme和dol体积比1:1的混合溶剂；
38.硝酸锂在锂硫电池电解液中的含量为1-2wt％。
39.本发明的含添加剂的锂硫电池电解液的制备方法为：将导电锂盐、醚类溶剂、直链硫醇类化合物和硝酸锂混合均匀，得到含添加剂的锂硫电池电解液。
40.本发明的锂硫电池包括正极材料、负极材料、隔膜和上述含添加剂的锂硫电池电
解液。
41.其中，正极材料为负载有硫单质(s)的铝箔集流体(涂有硫碳正极材料的铝箔集流体)，硫负载量为1.2-1.5mg/cm-2
；
42.负极材料为锂金属片，隔膜为celgard-2500；
43.锂硫电池电解液的用量为20μl/mg s。
44.本发明对于电池壳、锂片、隔膜的型号没有特别限制。
45.为了更好地理解本发明，优选1,8-辛二硫醇、1-辛硫醇、1,6-己二硫醇、1-己硫醇四种直链硫醇化合物作为直链硫醇类化合物添加剂进行具体实施例的验证。
46.以下各实施例和对比例中所用涂有硫碳正极材料的极片的制备方法为：将乙炔黑(acet)与硫粉以3:7的质量比混合，置于研钵中研磨30min使其混合均匀，放在反应釜中并在管式炉中充入氩气以155℃保温12h，得到s@acet，将s@acet，super p导电碳黑和粘结剂pvdf以7:2:1的比例混合研磨30min，加入n-甲基吡咯烷酮(nmp)制成浆料，随后涂覆到铝箔集流体上，在真空烘箱中于60℃干燥8h，最后冲压为直径12mm的极片。
47.以下各实施例和对比例中使用的直链硫醇类化合物、导电锂盐、dme、dol、硝酸锂、电池壳、隔膜、金属锂片等原料组分均为普通市售产品。
48.以下各实施例、对比例以及效果验证中若未具体指明，所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。
49.实施例1
50.电解液制备：电解液由双三氟甲基磺酰亚胺锂(litfsi)、醚类溶剂(dme和dol体积比1:1的混合溶剂)、1,8-辛二硫醇和硝酸锂组成；其中，litfsi在电解液中的浓度为1.0mol/l，1,8-辛二硫醇在电解液中的含量为2wt％，硝酸锂在电解液中的含量为2wt％。制备方法为：在充满氩气的手套箱(o2，h2o《0.01ppm)中将litfsi按1.0mol/l的浓度加入dme和dol体积比1:1的混合溶剂中，再按在电解液中含量为2wt％加入1,8-辛二硫醇，按在电解液中含量为2wt％加入硝酸锂，混合均匀后得到含2wt％1,8-辛二硫醇的锂硫电池电解液，放入铝瓶中保存。
51.电池组装：将涂有硫碳正极材料的极片用冲片机切成直径为12mm的圆极片，硫负载量为1.2mg/cm2，使用本实施例制备的含2wt％1,8-辛二硫醇的锂硫电池电解液，电解液用量为20μl/mg s，使用直径为18mm的celgard 2500作为隔膜，以直径为15mm的金属锂片作为负极，cr2025型不锈钢作为电池外壳，在充满氩气的手套箱中进行锂硫电池的组装，将锂硫电池电解液滴加在隔膜两侧与正负极接触。
52.实施例2
53.电解液制备：电解液组成及制备方法同实施例1，区别仅在于，1,8-辛二硫醇在电解液中的含量为2wt％，硝酸锂在电解液中的含量为2wt％。
54.电池组装：电池组装方法同实施例1，区别仅在于，采用硫负载量为1.5mg/cm2的极片组装电池，电解液采用本实施例制备的含2wt％1,8-辛二硫醇的锂硫电池电解液。
55.实施例3
56.电解液制备：电解液组成及制备方法同实施例1，区别仅在于，1,8-辛二硫醇在电解液中的含量为0.5wt％，硝酸锂在电解液中的含量为1wt％。
57.电池组装：电池组装方法同实施例1，区别仅在于，采用硫负载量为1.5mg/cm2的极
片组装电池，电解液采用本实施例制备的含0.5wt％1,8-辛二硫醇的锂硫电池电解液。
58.实施例4
59.电解液制备：电解液组成及制备方法同实施例1，区别仅在于，1,8-辛二硫醇在电解液中的含量为0.5wt％，硝酸锂在电解液中的含量为2wt％。
60.电池组装：电池组装方法同实施例1，区别仅在于，采用硫负载量为1.5mg/cm2的极片组装电池，电解液采用本实施例制备的含0.5wt％1,8-辛二硫醇的锂硫电池电解液。
61.实施例5
62.电解液制备：电解液组成及制备方法同实施例1，区别仅在于，1,8-辛二硫醇在电解液中的含量为5wt％，硝酸锂在电解液中的含量为2wt％。
63.电池组装：电池组装方法同实施例1，区别仅在于，采用硫负载量为1.5mg/cm2的极片组装电池，电解液采用本实施例制备的含5wt％1,8-辛二硫醇的锂硫电池电解液。
64.实施例6
65.电解液制备：电解液由litfsi、醚类溶剂(dme和dol体积比1:1的混合液)、1-辛硫醇和硝酸锂组成；其中，litfsi在电解液中的浓度为1.0mol/l，1-辛硫醇在电解液中的含量为2wt％，硝酸锂在电解液中的含量为2wt％。制备方法同实施例1，区别仅在于，用1-辛硫醇代替1,8-辛二硫醇。
66.电池组装：电池组装方法同实施例1，区别仅在于，电解液采用本实施例制备的含2wt％1-辛硫醇的锂硫电池电解液。
67.实施例7
68.电解液制备：电解液组成及制备方法同实施例6，区别仅在于，1-辛硫醇在电解液中的含量为0.5wt％，硝酸锂在电解液中的含量为1wt％。
69.电池组装：电池组装方法同实施例1，区别仅在于，采用硫负载量为1.5mg/cm2的极片组装电池，电解液采用本实施例制备的含0.5wt％1-辛硫醇的锂硫电池电解液。
70.实施例8
71.电解液制备：电解液组成及制备方法同实施例6，区别仅在于，1-辛硫醇在电解液中的含量为5wt％，硝酸锂在电解液中的含量为1wt％。
72.电池组装：电池组装方法同实施例1，区别仅在于，电解液采用本实施例制备的含5wt％1-辛硫醇的锂硫电池电解液。
73.实施例9
74.电解液制备：电解液由litfsi、醚类溶剂(dme和dol体积比1:1的混合液)、1,6-己二硫醇和硝酸锂组成；其中，litfsi在电解液中的浓度为1.0mol/l，1,6-己二硫醇在电解液中的含量为2wt％，硝酸锂在电解液中的含量为2wt％。制备方法同实施例1，区别仅在于，用1,6-己二硫醇代替1,8-辛二硫醇。
75.电池组装：电池组装方法同实施例1，区别仅在于，采用硫负载量为1.5mg/cm2的极片组装电池，电解液采用本实施例制备的含2wt％1,6-己二硫醇的锂硫电池电解液。
76.实施例10
77.电解液制备：电解液组成及制备方法同实施例9，区别仅在于，1,6-己二硫醇在电解液中的含量为0.5wt％，硝酸锂在电解液中的含量为1wt％。
78.电池组装：电池组装方法同实施例1，区别仅在于，采用硫负载量为1.5mg/cm2的极
片组装电池，电解液采用本实施例制备的含0.5wt％1,6-己二硫醇的锂硫电池电解液。
79.实施例11
80.电解液制备：电解液组成及制备方法同实施例9，区别仅在于，1,6-己二硫醇在电解液中的含量为5wt％，硝酸锂在电解液中的含量为2wt％。
81.电池组装：电池组装方法同实施例1，区别仅在于，电解液采用本实施例制备的含5wt％1,6-己二硫醇的锂硫电池电解液。
82.实施例12
83.电解液制备：电解液由litfsi、醚类溶剂(dme和dol体积比1:1的混合液)、1-己硫醇和硝酸锂组成；其中，litfsi在电解液中的浓度为1.0mol/l，1-己硫醇在电解液中的含量为2wt％，硝酸锂在电解液中的含量为2wt％。制备方法同实施例1，区别仅在于，用1-己硫醇代替1,8-辛二硫醇。
84.电池组装：电池组装方法同实施例1，区别仅在于，采用硫负载量为1.5mg/cm2的极片组装电池，电解液采用本实施例制备的含2wt％1-己硫醇的锂硫电池电解液。
85.实施例13
86.电解液制备：电解液组成及制备方法同实施例12，区别仅在于，1-己硫醇在电解液中的含量为0.5wt％，硝酸锂在电解液中的含量为2wt％。
87.电池组装：电池组装方法同实施例1，区别仅在于，采用硫负载量为1.5mg/cm2的极片组装电池，电解液采用本实施例制备的含0.5wt％1-己硫醇的锂硫电池电解液。
88.实施例14
89.电解液制备：电解液组成及制备方法同实施例12，区别仅在于，1-己硫醇在电解液中的含量为5wt％，硝酸锂在电解液中的含量为2wt％。
90.电池组装：电池组装方法同实施例1，区别仅在于，电解液采用本实施例制备的含5wt％1-己硫醇的锂硫电池电解液。
91.对比例1
92.电解液制备：电解液由litfsi、醚类溶剂(dme和dol体积比1:1的混合溶剂)和硝酸锂组成；其中，litfsi在电解液中的浓度为1.0mol/l，硝酸锂在电解液中的含量为2wt％。制备方法为：在充满氩气的手套箱(o2，h2o《0.01ppm)中将litfsi按1.0mol/l的浓度加入dme和dol体积比1:1的混合溶剂中，再按在电解液中含量为2wt％加入硝酸锂，混合均匀后得到不含直链硫醇类化合物添加剂的锂硫电池电解液。
93.电池组装：电池组装方法同实施例1，区别仅在于，电解液采用本对比例制备的不含直链硫醇类化合物添加剂的锂硫电池电解液。
94.对比例2
95.电解液制备：电解液组成及制备方法同对比例1，区别仅在于，硝酸锂在电解液中的含量为1wt％。
96.电池组装：电池组装方法同实施例1，区别仅在于，采用硫负载量为1.5mg/cm2的极片组装电池，电解液采用本对比例制备的不含直链硫醇类化合物添加剂的锂硫电池电解液。
97.实施例1-14以及对比例1-2的各参数对比如表1所示：
98.表1
[0099][0100]
效果验证
[0101]
1、直链硫醇类化合物添加剂对硫的溶解情况以及与li2s6溶液的反应情况
[0102]
(1)直链硫醇类化合物添加剂对硫的溶解情况
[0103]
首先，分别取0.05g的单质硫溶解于2ml实施例1-5使用的直链硫醇类化合物添加剂1,8-辛二硫醇、实施例6-8使用的直链硫醇类化合物添加剂1-辛硫醇、实施例9-11使用的直链硫醇类化合物添加剂1,6-己二硫醇以及实施例12-14使用的直链硫醇类化合物添加剂1-己硫醇中，观察各组溶解情况，并将混溶后得到的各组溶液于拉曼光谱仪进行测试，分别以未溶解硫的1,8-辛二硫醇、1-辛硫醇、1,6-己二硫醇、1-己硫醇作为空白对照，溶解硫的1,8-辛二硫醇与未溶解硫的1,8-辛二硫醇的拉曼谱图如图1所示。各直链硫醇类化合物添加剂对硫的溶解情况如表2所示。
[0104]
(2)直链硫醇类化合物添加剂与li2s6溶液的反应情况
[0105]
li2s6溶液配制：
[0106]
升华硫和硫化锂以5:1的摩尔比加入dme:dol(v:v＝1:1)中，加热搅拌混合溶液以
获得浓度为0.01mol/l的li2s6溶液。
[0107]
取上述配制好的0.01mol/l的li2s6溶液5ml
×
4份，分别与0.1ml的1,8-辛二硫醇、1-辛硫醇、1,6-己二硫醇、1-己硫醇混合均匀，观察刚混合时的颜色，并在静置24小时稳定后观察颜色变化。各组颜色变化情况如表2所示。
[0108]
表2
[0109][0110]
由表2可知，直链硫醇类化合物对单质硫有一定的溶解性，结合图1的拉曼谱图可以看出，加入单质硫的1,8-辛二硫醇在475cm-1
处有特征峰的出现，这表明有s-s键的存在，说明了1,8-辛二硫醇(c8s2h2)链端处的h被s取代，生成c8s4还在150cm-1
和218cm-1
处出现了特征峰，这是s8所对应的特征峰，表明固体硫确实溶解到了1,8-辛二硫醇中，将单质硫加入到其他直链硫醇中时也存在同样的情况，拉曼谱图不一一列举。因此可以说明两点情况，一是直链硫醇可以以反应机制与硫结合，即链端的硫醇基团可以与硫结合，在电池循环过程中可以对硫进行活化，并表现出亲硫性，改变硫及多硫化物转化的路径。二是硫溶解到直链硫醇中，参与到电池反应中可以使活性硫在电极表面重新分布，并暴露出电子和离子难以到达的硫颗粒内部，克服纯固体硫电化学中固体硫内部巨大的电子/离子转移阻力，从而使原本的固-液反应界面转变为液-液反应界面。并且从浅棕色变为淡黄色的颜色反应说明了长链多硫化物被转化为短链多硫化物(反应过程为
[0111][0112]
)，从而抑制穿梭效应，整体上加速了硫的氧化还原动力学。
[0113]
2、电化学性能测试
[0114]
电化学性能测试方法：分别将实施例1-14以及对比例1-2组装完成的锂硫电池在25℃下静置8h后，以1c的倍率在1.7v-2.8v间进行150圈充放电循环。
[0115]
实施例1-14以及对比例1-2组装完成的锂硫电池的电化学性能对比如表3所示。
[0116]
表3
[0117][0118]
图2为本发明实施例1含有1,8-辛二硫醇与对比例1不含1,8-辛二硫醇的锂硫电池的循环性能和库仑效率曲线图，从表3和图2中可以看出，实施例1和其他实施例及对比例相比有着最高的初始放电比容量，为1177.1mah/g，且循环150圈后容量保持率为60.42％，而库伦效率也保持在99.69％，图3与图4是实施例1含有1,8-辛二硫醇与对比例1不含1,8-辛二硫醇的锂硫电池的首圈和第150圈的充放电曲线图，从中可以看出实施例1的极化都比对比例1的极化要小，表明实施例1的电池中电子和离子的迁移速度得到加快，进一步说明了锂硫电池的动力学性能得到提升。同时，比较其他实施例与对比例的数据，可以看出添加直链硫醇类化合物添加剂有助于提升放电容量和库伦效率，但是直链硫醇类化合物添加剂含量需要控制到一个合适比例才能使性能最佳，例如本实施例1-5验证出1,8-辛二硫醇在添加量为2wt％时性能最佳，而低于此添加量可能因为添加量不够，可能在反应中被完全消耗，不足以发挥更好的作用，而添加量过多会增加电解液粘度，从而离子传输被抑制，因此过多过少会造成电池性能的影响，但总体数据对比发现加入该类添加剂都有性能上的提升，只是需要控制好一个最优添加量以达性能最佳。同样其他实施例的最优添加量需要控制含量做出更多对比实验来确定，本发明只是提供类似1,8-辛二硫醇这样确定最优添加量
的确定方法，其他实施例的最优添加量可根据类似方法确定出。而库伦效率的提高一方面是因为多硫化物得到转化，穿梭效应得到抑制，对负极影响降低。另一方面是因为直链硫醇链端能与li结合生成s-li键，链端li结合能小，容易实现li
+
的快速传输，锂负极界面不容易受到侵蚀和破坏，均匀的负极界面提供了稳定的反应界面，因此库伦效率明显提高。
[0119]
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：
1.直链硫醇类化合物作为添加剂在锂硫电池电解液中的应用。2.一种含添加剂的锂硫电池电解液，其特征在于，所述含添加剂的锂硫电池电解液包括导电锂盐、醚类溶剂和添加剂，所述添加剂包括直链硫醇类化合物和硝酸锂。3.如权利要求2所述的含添加剂的锂硫电池电解液，其特征在于，所述直链硫醇类化合物为1,8-辛二硫醇、1-辛硫醇、1,5-戊二硫醇、1-戊硫醇、1,6-己二硫醇、1-己硫醇、1-庚硫醇、1,9-壬二硫醇、1-壬硫醇、1,10-癸二硫醇中的一种或多种；所述直链硫醇类化合物在锂硫电池电解液中的含量为0.5-5wt％。4.如权利要求2所述的含添加剂的锂硫电池电解液，其特征在于，所述导电锂盐为六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、双氟磷酸锂中的一种或多种；所述导电锂盐在锂硫电池电解液中的摩尔浓度为1-1.5mol/l。5.如权利要求2所述的含添加剂的锂硫电池电解液，其特征在于，所述醚类溶剂为dme和dol体积比1:1的混合溶剂。6.如权利要求2所述的含添加剂的锂硫电池电解液，其特征在于，所述硝酸锂在锂硫电池电解液中的含量为1-2wt％。7.一种如权利要求2-6任一项所述的含添加剂的锂硫电池电解液的制备方法，其特征在于，将导电锂盐、醚类溶剂和添加剂混合均匀，得到所述含添加剂的锂硫电池电解液。8.一种如权利要求2-6任一项所述的含添加剂的锂硫电池电解液在制备锂硫电池中的应用。9.一种锂硫电池，其特征在于，所述锂硫电池包括正极材料、负极材料、隔膜和权利要求2-6任一项所述的含添加剂的锂硫电池电解液。10.如权利要求9所述的锂硫电池，其特征在于，所述锂硫电池电解液的用量为20μl/mg s。

技术总结
本发明公开了直链硫醇类化合物作为添加剂在锂硫电池电解液中的应用，属于锂硫电池储能技术领域。本发明使用直链硫醇类化合物作为锂硫电池电解液添加剂对锂硫电池的性能进行改善，直链硫醇链端的硫醇基团可以与硫结合，对硫进行活化，使活性硫在电极表面重新分布，并暴露出电子和离子难以到达的硫颗粒内部，克服纯固体硫电化学中固体硫内部巨大的电子/离子转移阻力，有利于长链多硫化物的快速转化，从而抑制穿梭效应，加速硫的氧化还原动力学，因此可以实现较好的循环稳定性和较高的放电比容量。而且本发明提供的直链硫醇类化合物电解液添加剂，价格低廉、来源广泛，电解液制备方法简单，具有商业化应用潜能。具有商业化应用潜能。具有商业化应用潜能。


技术研发人员：张义永 韩文昌 张雁南 侯冀岳 李雪 张英杰 董鹏
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：2023.08.23
技术公布日：2023/10/8