一種適用於高能量密度長循環壽命的鋰硫電池電解液及其製備方法
2024-04-12 16:50:05 4
1.本發明屬於鋰硫電池技術領域，具體涉及一種適用於高能量密度長循環壽命的鋰硫電池電解液及其製備方法。
背景技術：
2.隨著我國社會經濟的發展，環境汙染和能源枯竭等問題日益引起人們的關注。利用太陽能和風能等清潔可再生能源代替不可再生的化石能源被認為是最有希望解決上述問題的方案之一。在提高清潔可再生能源的利用效率和應用場景等方面，電化學儲能技術發揮著重要作用。目前，鋰離子電池在消費電子產品、電動汽車和儲能電網等領域取得了重要的應用。然而受限於其固有的理論能量密度上限，傳統鋰離子電池無法實現高於400wh/kg的實際能量密度，無法滿足社會對高能量密度二次電池儲能的需求。與之相比，鋰硫電池具有高達2600wh/kg的理論能量密度，同時其電極活性材料來源廣泛、成本低廉、環境友好，因此被認為是最具實用化前景的下一代高能量密度二次電池儲能技術之一。
3.然而，鋰硫電池在實用化進程中面臨諸多挑戰，包括實際能量密度遠低於理論值、容量衰減快、循環壽命短等問題。上述問題主要原因在於，正極側硫氧化還原反應動力學緩慢、充放電過程中產生溶解的多硫化物，一方面多硫化物在硫正極和鋰負極之間引起「穿梭效應」，導致正極活性物質損失、在工況條件下正極比容量與電池的能量密度大幅降低；另一方面擴散至負極的多硫化物與鋰負極發生不可逆的化學反應腐蝕鋰負極，造成嚴重的鋰枝晶生長問題和鋰負極的快速失效，導致電池容量隨循環迅速衰減、電池的實際循環壽命低。特別是在實用化鋰硫軟包電池中，為了追求更高的實際能量密度往往需要使用高面容量的正極、超薄金屬鋰負極和有限的電解液，使得上述問題更加嚴重。高能量密度鋰硫軟包電池(能量密度＞400wh/kg)的循環壽命往往十分有限(《50圈)，而長循環壽命的鋰硫軟包電池(循環壽命＞100圈)難以實現高能量密度(能量密度通常《300wh/kg)，進而導致電池的較高能量密度和良好循環穩定性二者無法兼顧。
4.鋰硫電池電解液是鋰硫電池的重要組成部分，通過改變鋰硫電池電解液的組分以調控多硫化物的離子溶劑複合結構，可以有效強化其正極反應動力學並抑制其向負極的擴散。
5.例如，有研究者採用局部高濃鹽電解液設計，削弱了多硫化物的穿梭效應，同時在鋰負極表面形成緻密的無機固體電解質界面膜，有效抑制鋰金屬與電解液間的副反應和鋰枝晶的生長，有效提升了鋰硫電池的循環壽命。典型的局部高濃鹽電解液設計為向常規的醚基電解液添加低極性的氟代醚。然而，單獨使用上述負極保護性溶劑會極大地降低正極反應動力學，尤其導致鋰硫軟包電池的能量密度大幅衰減，這是因為負極保護性溶劑會造成多硫化物的溶解度與反應性降低，正極的克容量無法充分發揮。
6.此外，各種添加劑也能提高電池的放電容量與循環性能。例如，有研究者向鋰硫電池中引入小分子二茂鈷作為添加劑調控li2s的溶液生長途徑，將li2s的沉積模式從二維轉
變為三維生長，可以在高倍率(＞1c)和低電解質用量(電解質/硫比：4.7μl/mgs)的條件下實現鋰硫電池的高放電容量。然而，單獨使用正極動力學促進劑往往會在獲得高能量密度鋰硫軟包電池的同時損失電池的循環壽命，這是由於高活性的多硫化物活添加劑會不可避免地與金屬鋰負極發生反應，腐蝕有限的活性鋰、降低負極庫倫效率並最終導致電池快速失效。例如，大量引入二甲基二硒醚可以提高鋰硫軟包電池的首圈能量密度(能量密度＞400wh/kg)，卻會極大地損失循環壽命(《40圈)。
7.因此，亟待設計一種鋰硫電池電解液以兼顧正極動力學提升與負極保護，大幅提升正極反應動力學的同時，能保護金屬鋰負極，實現高能量密度和長循環壽命兼具的實用化鋰硫軟包電池器件。
技術實現要素：
8.本發明目的在於克服傳統鋰硫電池電解液中正極動力學緩慢而負極副反應嚴重，導致鋰硫電池實際能量密度低、循環壽命短的問題，設計了一種適用於高能量密度長循環壽命的鋰硫電池電解液，同時提升多硫化物在正極側的反應動力學並抑制其對負極側金屬鋰的腐蝕，在實現鋰硫電池高能量密度的同時延長其循環壽命。所提出的鋰硫電池電解液製備方法簡便、電池性能優異，為實用化高能量密度長循環壽命鋰硫電池的開發提供了新的技術方案。
9.一種適用於高能量密度長循環壽命的鋰硫電池電解液，所述鋰硫電池電解液包括有機溶劑、鋰鹽、正極動力學促進劑和負極保護共溶劑：
10.所述正極動力學促進劑選自：二乙基二硒醚、二丙基二硒醚、二異丙基二硒醚、二丁基二硒醚、二苄基二硒醚、二乙基二硫醚和二苯基二硫醚中的任意一種或多種；
11.所述負極保護共溶劑選自：1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚、1,1,2,2-四氟乙基
[0012]-2,2,3,3-四氟丙基醚、1,1,2,2-四氟乙基甲基醚、1-氯-2,2,2-三氟乙基二氟甲基醚、1,1,2,2-四氟乙基乙基醚、氟苯和氟吡啶中的任意一種或多種；
[0013]
所述鋰硫電池電解液中，正極動力學促進劑的濃度為20～200mmol/l；
[0014]
所述鋰硫電池電解液中，負極保護共溶劑的體積分數為10～30％。
[0015]
在一些實施方案中，所述正極動力學促進劑選自：二乙基二硒醚、二丙基二硒醚、二乙基二硫醚中的任意一種或多種；
[0016]
在一些優選的實施方案中，所述正極動力學促進劑為二乙基二硒醚。
[0017]
在一些實施方案中，所述負極保護共溶劑選自：1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、1,1,2,2-四氟乙基甲基醚中的任意一種或多種；
[0018]
在一些優選的實施方案中，所述負極保護共溶劑為1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚。
[0019]
在一些優選的實施方案中，所述正極動力學促進劑和負極保護共溶劑的組合選自：
[0020]
二乙基二硒醚和1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚、
[0021]
二丙基二硒醚和1,1,2,2-四氟乙基甲基醚、
[0022]
二異丙基二硒醚和1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、
[0023]
二丁基二硒醚和1-氯-2,2,2-三氟乙基二氟甲基醚、
[0024]
二苄基二硒醚和1,1,2,2-四氟乙基乙基醚、
[0025]
二乙基二硒醚和1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、
[0026]
二丙基二硒醚和1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、
[0027]
二乙基二硒醚和1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚、
[0028]
二乙基二硒醚以及二乙基二硫醚和氟苯、
[0029]
二異丙基二硒醚和1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚以及氟苯中的任意一種。
[0030]
在一些優選的實施方案中，所述鋰硫電池電解液在2～10ah的鋰硫軟包電池中，首圈能量密度為400～500wh/kg，穩定循環圈數為100～200圈。
[0031]
在一些優選的實施方案中，所述有機溶劑包括第一溶劑和第二溶劑；所述第一溶劑選自：乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚中的一種；所述第二溶劑選自：1,3-二氧戊環、1,4-二氧六環中的任意一種。
[0032]
在一些優選的實施方案中，所述第一溶劑和第二溶劑的體積比為第一溶劑：第二溶劑＝(0.5～2)：1。
[0033]
在一些優選的實施方案中，所述鋰鹽選自：硝酸鋰、雙(氟磺醯)亞胺鋰、雙(三氟甲基磺醯)亞胺鋰、三氟磺酸鋰、二氟甲基磺酸鋰、六氟磷酸鋰和四氟硼酸鋰中的任意一種或多種。
[0034]
在一些優選的實施方案中，所述鋰硫電池電解液中，鋰鹽的濃度為200～2000mmol/l。
[0035]
本發明還提供一種鋰硫電池電解液的製備方法，所述方法包括如下步驟：
[0036]
1)在氬氣保護的環境下，將鋰鹽溶於有機溶劑中，攪拌使鋰鹽在有機溶劑中充分溶解；
[0037]
2)向步驟1)得到的溶液中加入負極保護共溶劑，攪拌溶解；
[0038]
3)向步驟2)得到的溶液中加入正極動力學促進劑，攪拌溶解，即獲得所述的鋰硫電池電解液。
[0039]
在一些優選的實施方案中，所述攪拌溫度為20～40℃；所述鋰鹽的攪拌時間為0.5～3h；所述負極保護共溶劑和正極動力學促進劑的攪拌溶解時間為5～30min。
[0040]
本發明也提供一種所述的鋰硫電池電解液在電池中的應用，所述鋰硫電池電解液在2～10ah的鋰硫軟包電池應用過程中，首圈能量密度為400～500wh/kg，穩定循環圈數為100～200圈。
[0041]
有益效果：
[0042]
(1)本發明提供的鋰硫電池電解液，利用特定的負極保護共溶劑和正極動力學促進劑種類和用量組合，可以同時實現正極側反應動力學的提升和負極側金屬鋰的保護，從而在鋰硫電池器件中同時實現高能量密度與長循環壽命。基於此，本發明提供的鋰硫電池電解液可以在2～10ah的鋰硫軟包電池中實現400～500wh/kg的首圈能量密度和100～200圈的穩定循環，顯著提高了電池的能力密度和循環穩定性。
[0043]
(2)本發明提供的鋰硫電池電解液中的負極保護共溶劑能夠有效抑制可溶性多硫
化鋰對鋰負極造成的腐蝕，從而提升負極金屬鋰的循環穩定性，實現鋰硫電池的長循環壽命。
[0044]
(3)本發明提供的鋰硫電池電解液中的正極動力學促進劑能夠顯著提升鋰硫電池正極反應動力學，從而提高活性物質的利用率，實現工況條件下正極放電比容量與鋰硫電池能量密度的大幅提升。。
[0045]
(4)本發明提供的鋰硫電池電解液的製備方法簡單可行，穩定性與重複性好，與正負極材料工藝的兼容性高，適合於產品級別鋰硫軟包電池的性能提升，拓寬了在實用化鋰硫軟包電池中應用的前景。
具體實施方式
[0046]
下面通過具體實施例對本發明作進一步詳細闡述。
[0047]
實施例1：
[0048]
1)在氬氣氛圍的手套箱中，向試劑瓶中加入硝酸鋰(鋰鹽)，再緩慢加入體積比0.5：1的乙二醇二甲醚和1,3-二氧戊環(有機溶劑)，使硝酸鋰在鋰硫電池電解液中的濃度為1200mmol/l。將上述混合物在25℃下攪拌0.5h，使硝酸鋰在乙二醇二甲醚和1,3-二氧戊環中充分溶解。
[0049]
2)向上述步驟1)得到的混合物中緩慢加入1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚(負極保護共溶劑)，使負極保護共溶劑佔鋰硫電池電解液總體積的20％，在25℃下攪拌5min充分混勻。
[0050]
3)向上述步驟2)得到的混合物中緩慢加入二乙基二硒醚(正極動力學促進劑)，使正極動力學促進劑最終在鋰硫電池電解液中的濃度為20mmol/l，在25℃下攪拌5min充分混勻，即獲得鋰硫電池電解液。
[0051]
採用該方法製備出的鋰硫電池電解液可以在4ah的鋰硫軟包電池中實現450wh/kg的首圈能量密度和170圈的穩定循環，容量保持率為80％。
[0052]
對比例1：正極動力學促進劑種類的影響
[0053]
在實施例1的基礎上，改變步驟3)的正極動力學促進劑的種類，由
[0054]
實施例1的二乙基二硒醚，
[0055]
分別更改為：
[0056]
對比例1方法1的二甲基二硒醚；
[0057]
對比例1方法2的二苯基二硫醚；
[0058]
其他成分和製備過程與實施例1保持一致。
[0059]
結論分析
[0060]
由上述實施例1和對比例1可知，正極動力學促進劑的種類對鋰硫電池電解液的循環穩定性和電池首圈能量密度具有顯著的影響。
[0061][0062]
雖然上述實施例1(二乙基二硒醚)和對比例1方法1(二甲基二硒醚)、對比例1方法2(二苯基二硫醚)均為(硒/硫)醚類正極動力學促進劑物質，具有相近的性質。
[0063]
但是，由上述實驗結果可知，使用更高活性的二甲基二硒醚匹配1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚，對負極產生嚴重破壞，循環圈數低於20圈(較實施例1降低了88％以上)，循環穩定性顯著降低；於此同時，當使用更低活性的二苯基二硫醚匹配高保護性的1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚時，會導致正極動力學降低，應用過程中，使鋰硫軟包電池首圈能量密度顯著降低，低於330wh/kg(較實施例1降低了120wh/kg以上)。
[0064]
因此，使用對比例1方法1(二甲基二硒醚)和對比例1方法2(二苯基二硫醚)製備得到的鋰硫電池電解液，無法使電池具備合格的循環穩定性和首圈能量密度。
[0065]
對比例2：正極動力學促進劑濃度的影響
[0066]
在實施例1的基礎上，改變步驟3)的正極動力學促進劑二乙基二硒醚的濃度，由實施例1的二乙基二硒醚20mmol/l，
[0067]
更改為：
[0068]
對比例2的二乙基二硒醚250mmol/l；
[0069]
其他成分和製備過程與實施例1保持一致。
[0070]
結論分析
[0071]
由上述實施例1和對比例2可知，正極動力學促進劑的濃度對鋰硫電池電解液的循環穩定性具有顯著的影響。
[0072][0073]
當使用高濃度的二乙基二硒醚正極動力學促進劑時，會對負極產生嚴重破壞，循環圈數低於50圈，使電池的循環穩定性顯著降低(較實施例1相比，循環穩定性降低了71％以上)。
[0074]
對比例3：負極保護共溶劑體積分數的影響
[0075]
在實施例1的基礎上，改變步驟2)的負極保護共溶劑1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚體積分數，由
[0076]
實施例1的20％，
[0077]
更改為：
[0078]
對比例3的50％；
[0079]
其他成分和製備過程與實施例1保持一致。
[0080]
結論分析
[0081]
由上述實施例1和對比例3可知，負極保護共溶劑的體積分數對鋰硫電池電解液的電池首圈能量密度具有顯著的影響。
[0082][0083][0084]
當負極保護共溶劑1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚的體積分數為50％時，其體積分數過大，導致正極動力學降低，鋰硫軟包電池首圈能量密度顯著低於250wh/kg(較
實施例1相比，首圈能量密度降低了200wh/kg以上)。
[0085]
實施例2：
[0086]
1)在氬氣氛圍的手套箱中向試劑瓶中加入雙(氟磺醯)亞胺鋰(鋰鹽)，再緩慢加入體積比0.5：1的乙二醇二甲醚和1,3-二氧戊環(有機溶劑)，使雙(氟磺醯)亞胺鋰在鋰硫電池電解液中的濃度為400mmol/l。將上述混合物在20℃下攪拌1h，使雙(氟磺醯)亞胺鋰在乙二醇二甲醚和1,3-二氧戊環中充分溶解。
[0087]
2)向上述步驟1)得到的混合物中緩慢加入1,1,2,2-四氟乙基甲基醚(負極保護共溶劑)，使負極保護共溶劑佔鋰硫電池電解液總體積的15％，在20℃下攪拌15min充分混勻。
[0088]
3)向上述步驟)得到的混合物中緩慢加入二丙基二硒醚(正極動力學促進劑)，使正極動力學促進劑最終在鋰硫電池電解液中的濃度為50mmol/l，在20℃下攪拌15min，即獲得鋰硫電池電解液。
[0089]
採用該方法製備出的鋰硫電池電解液可以在2ah的鋰硫軟包電池中實現400wh/kg的首圈能量密度和145圈的穩定循環，容量保持率為80％。
[0090]
對比例4：負極保護共溶劑種類的影響
[0091]
在實施例2的基礎上，改變步驟2)的負極保護共溶劑的加入種類，由
[0092]
實施例2的1,1,2,2-四氟乙基甲基醚，
[0093]
更改為：
[0094]
對比例4的八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚；
[0095]
其他成分和製備過程與實施例2保持一致。
[0096]
結論分析
[0097]
由上述實施例2和對比例4可知，負極保護共溶劑的種類對鋰硫電池電解液的電池首圈能量密度具有顯著的影響。
[0098][0099]
雖然實施例2與對比例4中均採用氟醚類物質作為負極保護共溶劑，但是，當使用對比例4低極性的八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚替換實施例2的1,1,2,2-四氟乙基甲基醚時，導致正極動力學降低，鋰硫軟包電池首圈能量密度低於150wh/kg。因此，作為負極保護共溶劑的八氟戊基-1,1,2,2-四氟乙基醚與正極動力學促進劑二丙基二硒醚配合製備鋰硫電池電解液時，無法實現鋰硫軟包電池首圈能量密度得到顯著的提高。
[0100]
對比例5：鋰鹽濃度的影響
[0101]
在實施例2的基礎上，改變步驟1)鋰鹽：雙(氟磺醯)亞胺鋰的濃度，由
[0102]
實施例2的雙(氟磺醯)亞胺鋰：400mmol/l，
[0103]
更改為：
[0104]
對比例5方法1的2200mmol/l；
[0105]
對比例5方法2的150mmol/l；
[0106]
其他成分和製備過程與實施例2保持一致。
[0107]
結論分析
[0108]
由上述實施例2和對比例4可知，鋰鹽的濃度對鋰硫電池電解液的循環穩定性和電池首圈能量密度具有顯著的影響。
[0109][0110]
當電解液中雙(氟磺醯)亞胺鋰的濃度為2200mmol/l時，鋰鹽濃度高於本發明中鋰鹽的濃度範圍(200～2000mmol/l)，導致電解液中自由溶劑數量大幅減少，正極性能衰退，鋰硫軟包電池首圈能量密度低於280wh/kg。
[0111]
當電解液中雙(氟磺醯)亞胺鋰的濃度為150mmol/l時，鋰鹽濃度低於本發明中鋰鹽的濃度範圍(200～2000mmol/l)，電池首圈充電發生過充，導致無法循環，進而無法作為合格的電解液應用於穩定循環的電池中。
[0112]
實施例3：
[0113]
1)在氬氣氛圍的手套箱中向試劑瓶中加入雙(三氟甲基磺醯)亞胺鋰(鋰鹽)，再緩慢加入體積比1：1的二乙二醇二甲醚和1,3-二氧戊環(有機溶劑)，使雙(三氟甲基磺醯)亞胺鋰在鋰硫電池電解液中的濃度為200mmol/l。將上述混合物在30℃下攪拌1h，使雙(三氟甲基磺醯)亞胺鋰在二乙二醇二甲醚和1,3-二氧戊環中充分溶解。
[0114]
2)向上述步驟1)得到的混合物中緩慢加入1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚(負極保護共溶劑)，使負極保護共溶劑佔鋰硫電池電解液總體積的10％，在30℃下攪拌20min充分混勻。
[0115]
3)向上述步驟2)得到的混合物中緩慢加入二異丙基二硒醚(正極動力學促進劑)，使正極動力學促進劑最終在鋰硫電池電解液中的濃度為100mmol/l，在30℃下攪拌20min，即獲得鋰硫電池電解液。
[0116]
採用該方法製備出的鋰硫電池電解液可以在6ah的鋰硫軟包電池中實現420wh/kg的首圈能量密度和100圈的穩定循環，容量保持率為80％。
[0117]
實施例4：
[0118]
1)在氬氣氛圍的手套箱中向試劑瓶中加入三氟磺酸鋰(鋰鹽)，再緩慢加入體積比
1.5：1的四乙二醇二甲醚和1,4-二氧六環(有機溶劑)，使三氟磺酸鋰在鋰硫電池電解液中的濃度為1000mmol/l。將上述混合物在25℃下攪拌3h，使三氟磺酸鋰在四乙二醇二甲醚和1,4-二氧六環中充分溶解。
[0119]
2)向上述步驟1)得到的混合物中緩慢加入1-氯-2,2,2-三氟乙基二氟甲基醚(負極保護共溶劑)，使負極保護共溶劑佔鋰硫電池電解液總體積的25％，在25℃下攪拌30min充分混勻。
[0120]
3)向上述步驟2)得到的混合物中緩慢加入二丁基二硒醚(正極動力學促進劑)，使正極動力學促進劑最終在鋰硫電池電解液中的濃度為50mmol/l，在25℃下攪拌30min，即獲得鋰硫電池電解液。
[0121]
採用該方法製備出的鋰硫電池電解液可以在3ah的鋰硫軟包電池中實現430wh/kg的首圈能量密度和155圈的穩定循環，容量保持率為80％。
[0122]
實施例5：
[0123]
1)在氬氣氛圍的手套箱中向試劑瓶中加入二氟甲基磺酸鋰(鋰鹽)，再緩慢加入體積比2：1的乙二醇二甲醚和1,3-二氧戊環(有機溶劑)，使二氟甲基磺酸鋰在鋰硫電池電解液中的濃度為800mmol/l。將上述混合物在40℃下攪拌1.5h，使二氟甲基磺酸鋰在乙二醇二甲醚和1,3-二氧戊環中充分溶解。
[0124]
2)向上述步驟1)得到的混合物中緩慢加入1,1,2,2-四氟乙基乙基醚(負極保護共溶劑)，使負極保護共溶劑佔鋰硫電池電解液總體積的15％，在40℃下攪拌10min充分混勻。
[0125]
3)向上述步驟2)得到的混合物中緩慢加入二苄基二硒醚(正極動力學促進劑)，使正極動力學促進劑最終在鋰硫電池電解液中的濃度為150mmol/l，在40℃下攪拌10min，即獲得鋰硫電池電解液。
[0126]
採用該方法製備出的鋰硫電池電解液可以在10ah的鋰硫軟包電池中實現460wh/kg的首圈能量密度和110圈的穩定循環，容量保持率為80％。
[0127]
實施例6：
[0128]
1)在氬氣氛圍的手套箱中向試劑瓶中加入硝酸鋰和雙(氟磺醯)亞胺鋰(鋰鹽)，再緩慢加入體積比1.5：1的乙二醇二甲醚和1,3-二氧戊環(有機溶劑)，使硝酸鋰和雙(氟磺醯)亞胺鋰在鋰硫電池電解液中的濃度分別為400mmol/l和600mmol/l。將上述混合物在25℃下攪拌1.5h，使硝酸鋰和雙(氟磺醯)亞胺鋰在乙二醇二甲醚和1,3-二氧戊環中充分溶解。
[0129]
2)向上述步驟1)得到的混合物中緩慢加入1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚(負極保護共溶劑)，使負極保護共溶劑佔鋰硫電池電解液總體積的20％，在25℃下攪拌12min充分混勻。
[0130]
3)向上述步驟2)得到的混合物中緩慢加入二乙基二硒醚(正極動力學促進劑)，使正極動力學促進劑最終在鋰硫電池電解液中的濃度為100mmol/l，在25℃下攪拌12min，即獲得鋰硫電池電解液。
[0131]
採用該方法製備出的鋰硫電池電解液可以在10ah的鋰硫軟包電池中實現500wh/kg的首圈能量密度和110圈的穩定循環，容量保持率為80％。
[0132]
實施例7：
[0133]
1)在氬氣氛圍的手套箱中向試劑瓶中加入硝酸鋰和雙(三氟甲基磺醯)亞胺鋰(鋰
鹽)，再緩慢加入體積比1.5：1的乙二醇二甲醚和1,4-二氧六環(有機溶劑)，使硝酸鋰和雙(三氟甲基磺醯)亞胺鋰在鋰硫電池電解液中的濃度分別為500mmol/l和1000mmol/l。將上述混合物在25℃下攪拌1h，使硝酸鋰在乙二醇二甲醚和1,4-二氧六環中充分溶解。
[0134]
2)向上述步驟1)得到的混合物中緩慢加入1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚(負極保護共溶劑)，使負極保護共溶劑佔鋰硫電池電解液總體積的25％，在25℃下攪拌5min充分混勻。
[0135]
3)向上述步驟2)得到的混合物中緩慢加入二丙基二硒醚(正極動力學促進劑)，使正極動力學促進劑最終在鋰硫電池電解液中的濃度為50mmol/l，在25℃下攪拌5min，即獲得鋰硫電池電解液。
[0136]
採用該方法製備出的鋰硫電池電解液可以在2ah的鋰硫軟包電池中實現445wh/kg的首圈能量密度和165圈的穩定循環，容量保持率為80％。
[0137]
實施例8：
[0138]
1)在氬氣氛圍的手套箱中向試劑瓶中加入硝酸鋰和六氟磷酸鋰，再緩慢加入體積比1.5：1的乙二醇二甲醚和1,3-二氧戊環(有機溶劑)，使硝酸鋰和六氟磷酸鋰在鋰硫電池電解液中的濃度分別為500mmol/l和500mmol/l。將上述混合物在30℃下攪拌1h，使硝酸鋰和六氟磷酸鋰在乙二醇二甲醚和1,3-二氧戊環中充分溶解。
[0139]
2)向上述步驟1)得到的混合物中緩慢加入1,1,2,2-四氟乙基-2,2,2-三氟乙基醚(負極保護共溶劑)，使負極保護共溶劑佔鋰硫電池電解液總體積的20％，在30℃下攪拌15min充分混勻。
[0140]
3)向上述步驟2)得到的混合物中緩慢加入二乙基二硒醚(正極動力學促進劑)，使正極動力學促進劑最終在鋰硫電池電解液中的濃度為100mmol/l，在30℃下攪拌15min，即獲得鋰硫電池電解液。
[0141]
採用該方法製備出的鋰硫電池電解液可以在6ah的鋰硫軟包電池中實現440wh/kg的首圈能量密度和140圈的穩定循環，容量保持率為80％。
[0142]
實施例9：
[0143]
1)在氬氣氛圍的手套箱中向試劑瓶中加入六氟磷酸鋰(鋰鹽)，再緩慢加入體積比1：1的二乙二醇二甲醚和1,3-二氧戊環(有機溶劑)，使六氟磷酸鋰在鋰硫電池電解液中的濃度為2000mmol/l。將上述混合物在25℃下攪拌0.5h，使六氟磷酸鋰在二乙二醇二甲醚和1,3-二氧戊環中充分溶解。
[0144]
2)向上述步驟1)得到的混合物中緩慢加入氟苯(負極保護共溶劑)，使負極保護共溶劑佔鋰硫電池電解液總體積的20％，在20℃下攪拌10min充分混勻。
[0145]
3)向上述步驟2)得到的混合物中緩慢加入二乙基二硒醚和二乙基二硫醚(正極動力學促進劑)，使兩種正極動力學促進劑最終在鋰硫電池電解液中的濃度分別為50mmol/l和100mmol/l，在20℃下攪拌10min，即獲得鋰硫電池電解液。
[0146]
採用該方法製備出的鋰硫電池電解液可以在2ah的鋰硫軟包電池中實現420wh/kg的首圈能量密度和200圈的穩定循環，容量保持率為80％。
[0147]
實施例10：
[0148]
1)在氬氣氛圍的手套箱中向試劑瓶中加入硝酸鋰(鋰鹽)，再緩慢加入體積比1：1的乙二醇二甲醚和1,3-二氧戊環(有機溶劑)，使硝酸鋰在鋰硫電池電解液中的濃度為
2000mmol/l。將上述混合物在25℃下攪拌2h，使硝酸鋰在乙二醇二甲醚和1,3-二氧戊環中充分溶解。
[0149]
2)向上述步驟1)得到的混合物中緩慢加入1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚和氟苯(負極保護共溶劑)，使兩種負極保護共溶劑分別佔鋰硫電池電解液總體積的15％和5％，在25℃下攪拌10min充分混勻。
[0150]
3)向上述步驟2)得到的混合物中緩慢加入二異丙基二硒醚(正極動力學促進劑)，使正極動力學促進劑最終在鋰硫電池電解液中的濃度為120mmol/l，在25℃下攪拌10min，即獲得鋰硫電池電解液。
[0151]
採用該方法製備出的鋰硫電池電解液可以在6ah的鋰硫軟包電池中實現450wh/kg的首圈能量密度和180圈的穩定循環，容量保持率為80％。