[发明专利]一种一次锂电池的电解液及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种一次锂电池的电解液及其制备方法和应用，所述电解液包括电解质，有机溶剂和除水剂；所述除水剂包括对甲苯磺酰异氰酸酯和/或含氟异氰酸酯。本发明所述一次锂电池的电解液在不使用分子筛的前提下，在电解液配制时，所述除水剂与其他组分短时间内混合，电解液的含水量即可达到较低的水平。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种一次锂电池的电解液及其制备方法和应用。

背景技术

一次锂电池是一种高能化学原电池，俗称锂电池。以金属锂为负极，溶于有机溶剂的盐类为电解质，金属氧化物或其他固体、液体氧化剂为正极活性材料。按照正极材料划分，目前主要生产的一次锂电池有锂-二氧化锰电池(Li-MnO₂)、锂-氟化碳电池(Li/(CF)_n)、锂-二硫化铁电池(Li/FeS₂)等。一次电池具有比能量高、贮存寿命长(年自放电率小于1％)等突出优点。

CN102107093A涉及锂离子电池电解液技术领域，其公开了一种锂离子电池的电解液除水降酸的方法，以及该方法中使用的锂型分子筛。其公开的方法是采用分子筛对锂离子电池电解液中的溶剂、添加剂进行除水、降酸处理，所述的分子筛为锂型分子筛，即将普通分子筛在锂盐溶剂中锂化后得到的锂型分子筛。其公开的是将普通3A、4A、5A等分子筛置于含Li⁺的溶液中，根据离子交换原理，将普通的分子筛进行锂化处理得到锂型分子筛，使用该锂型分子筛对锂离子电池的电解液进行除水降酸时，不仅可以满足除水的要求，又能大大降低因和Li+发生离子交换而导致的杂质离子Na⁺、K⁺等的引进，从而不会增加电解液中其它金属离子的含量。

CN107959052A公开了一种兼顾除水降酸和提高高电压性能的锂离子电池电解液，其公开的电解液组成包括锂盐、非水有机溶剂、硅氮烷添加剂和其他功能添加剂。所述锂盐、非水有机溶剂、硅氮烷添加剂和其他功能添加剂按质量百分比为所述兼顾除水降酸和提高高电压性能的锂离子电池电解液总含量的5.0％～18.0％、83.0％～94.0％、0.1％～5.0％、0.1％～5.0％。制备工艺简单，成本低廉，易于实施。

一次锂电池一般采用非水的有机电解液，由于水份需要严格控制在较低的水平，对于电解液的除水方法提出了较高的要求，目前常用的除水方法是采用3A、4A或5A的分子筛进行除水，但用分子筛除水时所需要的工时较长(一般需要数小时到数十小时)，另外废弃的分子筛也会对环境产生不良的影响。

综上所述，开发一种环境友好且含水量低的一次锂电池的电解液至关重要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种一次锂电池的电解液及其制备方法和应用，所述电解液环境友好且含水量低。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种一次锂电池的电解液，所述电解液包括电解质，有机溶剂和除水剂；

所述除水剂包括对甲苯磺酰异氰酸酯和/或含氟异氰酸酯。

本发明所述一次锂电池的电解液中包括特定种类的除水剂，使所述电解液在不使用分子筛的前提下，能将含水量保持在较低水平。

优选地，所述除水剂与所述电解液其他组分中的水的摩尔比为(1-1.5):1，其中1-1.5可以为1.01、1.02、1.03、1.04、1.05、1.1、1.15、1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45等，优选1:(1.01-1.05)。

本发明所述除水剂在使用量较少的情况下即可大幅度降低电解液中的含水量。

优选地，所述电解质包括锂盐。