電期間的 結(jié)果，"3"表示對比扣式電池在充電期間的結(jié)果，"3'"表示對比扣式電池在放電期間的結(jié) 果。如圖所示，實(shí)施例扣式電池的充放電結(jié)果重疊。這部分是由于高的庫倫效率。當(dāng)庫倫 效率高時(shí)，充放電曲線幾乎沒有區(qū)別。整體來看，相比于包含對比電解液的對比扣式電池而 言，包含在本文中公開的電解液的實(shí)施例扣式電池顯示出更穩(wěn)定的性能以及顯著提高的容 量（約20% )。據(jù)信，添加劑（R-Sn-R)和氟化醚的組合有助于形成更穩(wěn)定的SEI，并且還有 助于使硫從硫電極溶出，這能夠使硫得到更高效的使用。 實(shí)施例3
[0081 ] 在這個實(shí)施例中使用了與實(shí)施例1相同的電解液。
[0082] 將電解液引入到實(shí)施例全硅-硫電池中。該實(shí)施例全硅-硫電池包括硅基負(fù)極、 硫基正極和隔膜。該娃陽極由60%的單質(zhì)娃、20%的導(dǎo)電碳材料、以及20%的粘合劑構(gòu)成。 該硫陰極由80%的單質(zhì)硫、10%的導(dǎo)電碳材料、以及10%的粘合劑構(gòu)成。聚丙烯（PP2500) 用作隔膜。
[0083] 通過在室溫下以0. 1C的速率在1. 2V至2. 6V之間循環(huán)來測試該實(shí)施例全硅-硫 電池的恒流循環(huán)性能。
[0084] 圖5A圖解了硅-硫電池的第一次循環(huán)的電壓曲線（電壓對容量（mAh/g))。放電 期間的電壓曲線顯示為" 5 "且充電期間的電壓曲線顯示為" 5 ' "。圖5B圖解了硅-硫電池 的第一個四十次循環(huán)的歸一化比容量。歸一化比容量（mAh/g)顯示在左側(cè)Y-軸（標(biāo)記為 "CN"）上并且循環(huán)次數(shù)顯示在X-軸（標(biāo)記為"#"）上。圖5B還圖解了硅-硫電池的第一 個四十次循環(huán)的庫倫效率。庫倫效率（％)顯示在右側(cè)Y-軸（標(biāo)記為" ％ 上，并且如前 所述，循環(huán)次數(shù)顯示在X-軸上。容量和庫倫效率結(jié)果很好地處于硅-硫電池的理想范圍內(nèi)， 由此說明了在本文中公開的電解液可用于硅-硫電池中。 實(shí)施例4
[0085] 制備另一種電解液，其包含D0L/DME(1 : 1體積）中的1MLiTFSI，與15體積％ R-S3-R，其中R是甲基。制備對比電解液，其包含D0L/DME(1 : 1體積）中的lMLiTFSI。
[0086] 將所述電解液和對比電解液分別引入到實(shí)施例鋰-硒電池和對比鋰-硒電池中。 實(shí)施例鋰-硒電池和對比鋰-硒電池各自包括鋰基負(fù)極、硒基正極和隔膜。該鋰陽極是鋰 箱。該硒陰極由80%的硒/碳復(fù)合材料、10%的導(dǎo)電碳材料、以及10%的粘合劑構(gòu)成。硒 /碳復(fù)合材料中70重量％是硒。聚丙烯（PP2500)用作隔膜。
[0087] 通過在室溫下以0. 1C的速率在1. 0V至3. 0V之間循環(huán)來測試該實(shí)施例鋰-硒電 池和對比鋰-硒電池的恒流循環(huán)性能。
[0088] 圖6圖解了鋰-硒電池的第一次循環(huán)的電壓曲線（電壓對容量（mAh))。放電期間 的電壓曲線對于實(shí)施例鋰-硒電池為"6"且對于對比鋰-硒電池為"6' "。具有實(shí)施例電解 液的電池提供了 20%的容量增加，這實(shí)際上超過了硒的理論容量（其為678mAh/g，顯示為 圖6中的Tc)。
[0089] 應(yīng)該理解的是，在本文中公開的范圍包括所規(guī)定范圍和所規(guī)定范圍內(nèi)的任意值或 子范圍。例如，約0. 1M至約2M的范圍應(yīng)理解為不僅包括約0. 1M至約2M的明確列舉的限 值，還包括獨(dú)立的值，例如0. 2M、0. 5M、1. 9M等，以及子范圍，例如0. 25M至約0. 8M;約0. 3M至約1.7M等。而且，當(dāng)使用"約"來描述一個值時(shí)，這意味著包括自規(guī)定值的少量變化（最 多 +/-10% ) 〇
[0090] 說明書全文中對" 一個實(shí)施例"、"另一個實(shí)施例"、"一種實(shí)施例"等的引述表示與 該實(shí)施例相關(guān)描述的具體要素（例如，特征、結(jié)構(gòu)和/或特性）包括在本文中描述的至少 一個實(shí)施例中，并且可以存在或可以不存在于其它實(shí)施例中。另外，要理解的是，對于任何 實(shí)施例所描述的要素可以以任何合適的方式結(jié)合到各種實(shí)施例中，除非上下文另有明確指 不。
[0091] 在描述和要求保護(hù)在本文中公開的實(shí)施例中，單數(shù)形式"一"、"一個/種"以及"該" 包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有明確指示。
[0092] 當(dāng)若干實(shí)施例已經(jīng)過詳細(xì)說明時(shí)，要理解的是，可以修改所公開的實(shí)施例。因此， 要認(rèn)為前述說明書是非限制性的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種電解液，包含： 溶劑； 鋰鹽； 氟化醚；和 添加劑，其選自RSXR'，其中X為3-18,以及R- (SnSeJ-R，其中2<n<8且2<m<8， 并且其中R和R'各自獨(dú)立地選自具有1個碳至6個碳的直鏈或支鏈烷基。2. 如權(quán)利要求1限定的電解液，其中所述溶劑選自1，3_二氧戊環(huán)、二甲氧基乙烷、和 1，3-二氧戊環(huán)與二甲氧基乙烷的混合物。3. 如權(quán)利要求1限定的電解液，其中所述氟化醚選自雙（2,2,2-三氟乙基）醚 (F3C-CH2-〇-CH2-CF3)和丙基-1，1，2,2-四氣乙基釀（H7C3-〇-CF2-CHF2)。4. 如權(quán)利要求1限定的電解液，其中所述鋰鹽選自LiN(CF3S02)2(LiTFSI或雙（三氟甲 基磺?；﹣啺蜂嚕?、LiN03、LiPF6、LiBF4、LiC104、LiB(C204)2(LiB0B)、LiBF2(C204) (LiODFB)、 LiN(S02F) 2 (LiFSI)、LiPF3 (C2F5) 3 (LiFAP)、LiPF4 (CF3) 2、LiPF3 (CF3) 3、LiS03CF3、LiAlCl4、LiI、 LiBr、LiSCN、LiB(C6H5)4、LiAsF6、LiCF3S03、LiPF4(C204) (LiFOP)及其組合。5. 如權(quán)利要求1限定的電解液，其中所述添加劑是RSXR'，并且其中將RSXR'直接加入 至IJ電解液中，且所述RSXR'不是RSSR'的中間體。6. 一種硫基電池，包含： 負(fù)極； 正極，其包含硫基活性材料； 隔膜，其位于所述負(fù)極和正極之間；以及 電解液，其浸沒每一個所述正極、負(fù)極和隔膜，其中所述電解液包含： 溶劑； 鋰鹽； 氟化醚；和 添加劑，其選自RSXR'，其中X為3-18,以及R- (SnSeJ-R，其中2<n<8和2<m<8， 并且其中R和R'各自獨(dú)立地選自具有1個碳至6個碳的直鏈或支鏈烷基。7. 如權(quán)利要求6限定的硫基電池，其中： 所述負(fù)極包含娃基活性材料；或者 所述負(fù)極包含鋰基活性材料。8. 如權(quán)利要求6限定的硫基電池，其中： 所述溶劑選自1，3-二氧戊環(huán)、二甲氧基乙烷、和1，3-二氧戊環(huán)與二甲氧基乙烷的混合 物； 所述氣化釀選自雙（2,2,2-二氣乙基）釀（?30012-〇-〇1 2-〇?3)和丙基-1，1，2,2-四氣 乙基釀（H7C3-〇-CF2_CHF2);以及 所述鋰鹽選自LiN(CF3S02)2(LiTFSI或雙（三氟甲基磺?；﹣啺蜂嚕iN03、LiPF6、LiBF4、LiC104、LiB(C204) 2 (LiB0B)、LiBF2(C204) (LiODFB)、LiN(S02F)2(LiFSI)、 LiPF3(C2F5)3(LiFAP)、LiPF4(CF3)2、LiPF3(CF3)3、LiS03CF3、LiAlCl4、Lil、LiBr、LiSCN、 LiB(C6H5)4、LiAsF6、LiCF3S03、LiPF4(C204) (LiFOP)及其組合。9. 如權(quán)利要求6限定的硫基電池，其中所述電解液中的添加劑是RSXR'，并且其中將 RSXR'直接加入到所述電解液中，且所述RSXR'不是RSSR'的中間體。10. 一種硒基電池，包含： 負(fù)極； 正極，其包含硒基活性材料； 隔膜，其位于所述負(fù)極和正極之間；以及 電解液，其浸沒每一個所述正極、負(fù)極和隔膜，其中所述電解液包含： 溶劑； 鋰鹽； 氟化醚；和 添加劑，其選自RSXR'，其中X為3-18,以及R- (SnSeJ-R，其中2<n<8且2<m<8， 并且其中R和R'各自獨(dú)立地選自具有1個碳至6個碳的直鏈或支鏈烷基。
【專利摘要】本發(fā)明公開了“電解液以及包含所述電解液的硫基或硒基電池”。一種電解液的一個實(shí)例包含溶劑、鋰鹽、氟化醚和添加劑。該添加劑選自RSxR’，其中x為3-18，以及R-(SnSem)-R，其中2＜n＜8且2＜m＜8。R和R’各自獨(dú)立地選自具有1個碳至6個碳的直鏈烷基或具有1個碳至6個碳的支鏈烷基。該電解液可適用于硫基電池或硒基電池。
【IPC分類】H01M10/0567, H01M10/0525, H01M10/0566
【公開號】CN105280953
【申請?zhí)枴緾N201510629022
【發(fā)明人】F·戴, M·蔡, Q·肖, L·楊
【申請人】通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年7月21日
【公告號】US20160020491