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公开(公告)号：CN114447426B
公开(公告)日：2024-08-16
申请号：CN202111584786.2
申请日：2021-12-22
申请人： 清华大学
IPC分类号： H01M10/0566 , H01M10/0569 , H01M10/052
摘要： 本申请公开了一种锂硫电池电解液、其制备方法及锂硫电池。本申请的锂硫电池电解液包括有机溶剂、锂盐和添加剂，所述有机溶剂包括溶解层溶剂和封装层溶剂，其中，封装层溶剂的体积占有机溶剂总体积的10％～40％；所述溶解层溶剂包括醚类化合物、酰胺类化合物、砜类化合物和腈类化合物中的一种或多种，用于溶解所述锂硫电池正极侧产生的多硫化物；所述封装层溶剂包括氟代醚，用于降低所述锂硫电池电解液中多硫化物的溶解度。本申请通过添加溶解层溶剂和封装层溶剂，使锂硫电池电解液能同时满足促进正极转化动力学和保护负极的需求，提高锂硫电池的循环寿命和库伦效率。
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公开(公告)号：CN114678591A
公开(公告)日：2022-06-28
申请号：CN202210324671.8
申请日：2022-03-30
申请人： 清华大学
IPC分类号： H01M10/0567 , H01M10/0525 , H01M10/056
摘要： 本申请公开了一种锂硫电池电解液、锂硫电池及其活化方法，锂硫电池电解液包括溶剂、锂盐和硝酸酯添加剂，其中，硝酸酯添加剂为硝酸与包含至少4个碳原子的醇的酯；在电解液中，硝酸酯添加剂的质量浓度为1.0％～8.0％，锂盐的摩尔浓度为0.2mol/L～2.0mol/L。本申请提供的锂硫电池电解液，其中的硝酸酯添加剂可以在金属锂负极表面生成富含氮氧化物的固态电解质界面，抑制多硫化物和金属锂负极的寄生反应且改善锂沉积脱出均匀性，进而提高锂硫电池的循环寿命。
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公开(公告)号：CN112838194A
公开(公告)日：2021-05-25
申请号：CN202110097275.1
申请日：2021-01-25
申请人： 清华大学
IPC分类号： H01M4/1395 , H01M10/058 , H01M4/38 , H01M4/66 , H01M4/78 , H01M10/052 , H01M12/08
摘要： 本发明公开了属于二次电池技术领域的一种基于复合负极中三维骨架材料与电解液相互作用优化金属锂负极固液界面层的方法，步骤如下：将金属锂与三维骨架材料进行复合；得到复合负极；然后将复合负极应用于电解液中；所述电解液至少含有两种溶剂；电解液中溶剂分子与三维骨架材料的作用力不同，作用力强的溶剂分子先在金属锂表面富集。其中三维骨架材料与电解液中的溶剂分子发生相互作用，诱导部分溶剂分子在复合负极中金属锂表面富集，从而在金属锂表面形成有利于金属锂沉积的固液界面层。该方法可以改善锂枝晶生长、提高电池的循环寿命。
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公开(公告)号：CN113871719A
公开(公告)日：2021-12-31
申请号：CN202111118578.3
申请日：2021-09-24
申请人： 清华大学
IPC分类号： H01M10/0569 , H01M10/052 , H01M10/42
摘要： 本发明公开了属于可充放的高比能二次电池技术领域的一种含负极保护溶剂的锂硫电池电解液。所述的电解液含有负极保护溶剂、第二溶剂、锂盐和添加剂，负极保护溶剂为R1‑S‑R2化学结构式的单硫醚类化合物中的一种或一种以上。本发明单硫醚溶剂能够抑制正极活性物质多硫化物的溶出，降低多硫化物的溶解度；并且单硫醚溶剂对金属锂负极稳定性极高，能进一步降低溶解的多硫化物对金属锂的腐蚀，从而提升金属锂负极的稳定性，延长锂硫电池的循环寿命。
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公开(公告)号：CN110854437B
公开(公告)日：2021-07-30
申请号：CN201911248701.6
申请日：2019-12-09
申请人： 清华大学
IPC分类号： H01M10/0567 , H01M10/052
摘要： 本发明公开了属于可充放的高比能二次电池技术领域的一种含有多功能添加剂的锂硫电池电解液及其应用。本发明电解液包括有机溶剂、锂盐和多功能添加剂，所述多功能添加剂为具有R1‑O‑R2化学结构式的化合物中的一种或多种；所述R1、R2相同或不同，R1或R2选自C1‑C8烷烃基、C2‑C8烯烃基、C3‑C8环烷基、C3‑C8杂环烷基或部分不饱和C3‑C8环烃基；所述C3‑C8环烷基、C3‑C8杂环烷基或部分不饱和C3‑C8环烃基的环结构含或不含取代基。本发明通过引入多功能醚类添加剂，减少了活性物质硫和锂的流失，增强了电池的循环稳定性，抑制了电解液中的多硫化物与金属锂之间的化学反应，提升电池的库伦效率。
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公开(公告)号：CN116936790A
公开(公告)日：2023-10-24
申请号：CN202210353659.X
申请日：2022-04-06
申请人： 清华大学
IPC分类号： H01M4/40 , H01M10/0525 , C22C1/02 , C22C24/00
摘要： 本申请公开了一种锂合金负极材料、其制备方法及锂离子电池。本申请的锂合金负极材料包括金属锂与非锂元素，所述非锂元素包括铝、钛、铁、钴、镍、铜、锌、锗、钼、钯、银、镉、铟、锡、镁、铂、金、铅、镧、铈、硼和磷中的一种或多种。本申请通过熔融的方式复合金属锂和非锂元素，使锂合金负极材料中的非锂元素富集在金属锂的晶界处，可有效减缓锂合金与电解液间的副反应，使锂合金负极保持良好的润湿性和稳定性，进而提高锂离子电池的循环寿命。
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公开(公告)号：CN116315100A
公开(公告)日：2023-06-23
申请号：CN202310298343.X
申请日：2023-03-24
申请人： 清华大学
IPC分类号： H01M10/0567 , H01M10/0569 , H01M10/052 , H01M10/42
摘要： 本申请公开了一种锂硫电池电解液组合物及其制备方法和电化学装置。组合物包括非水溶剂，选自C3‑C10的单醚或多醚或其组合：环状醚，其选自C4‑C6的单环二醚或者C3‑C8的单环三醚或其组合，其中，所述环状醚和所述非水溶剂的摩尔比为1:1～4；可溶性锂盐。根据本申请实施例的锂硫电池电解液组合物，通过具有较高反应活性的环状醚在金属锂负极表面生成有机聚合物的固态电解质界面膜，提高金属锂沉积脱出的均匀性；并利用环状醚形成具有高强度的机械模量的固态电解质界面膜，抑制锂枝晶的生长和锂沉积‑脱出过程中的体积形变，防止锂枝晶刺破固态电解质界面膜造成电池快速失效，提高锂硫电池的循环寿命。
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公开(公告)号：CN110931712A
公开(公告)日：2020-03-27
申请号：CN201911257720.5
申请日：2019-12-10
申请人： 清华大学
IPC分类号： H01M4/134 , H01M4/1395 , H01M4/36 , H01M4/38 , H01M4/62 , H01M10/0525
摘要： 本发明公开了属于二次电池技术领域的一种具有填充物的复合金属锂负极及其制备方法。本发明复合金属锂负极包括金属锂、骨架材料和填充物，所述填充物填充在骨架材料的孔结构内，填充物充满或不充满骨架材料的孔结构，金属锂通过辊压等加压方式与骨架材料结合。本发明提供的复合金属锂负极，其填充物可以调控金属锂在骨架材料大孔结构内的沉积行为，抑制在骨架材料中大孔结构中的锂枝晶生长，减缓体积膨胀效应，有效提高电池的循环性能。
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公开(公告)号：CN110854437A
公开(公告)日：2020-02-28
申请号：CN201911248701.6
申请日：2019-12-09
申请人： 清华大学
IPC分类号： H01M10/0567 , H01M10/052
摘要： 本发明公开了属于可充放的高比能二次电池技术领域的一种含有多功能添加剂的锂硫电池电解液及其应用。本发明电解液包括有机溶剂、锂盐和多功能添加剂，所述多功能添加剂为具有R1-O-R2化学结构式的化合物中的一种或多种；所述R1、R2相同或不同，R1或R2选自C1-C8烷烃基、C2-C8烯烃基、C3-C8环烷基、C3-C8杂环烷基或部分不饱和C3-C8环烃基；所述C3-C8环烷基、C3-C8杂环烷基或部分不饱和C3-C8环烃基的环结构含或不含取代基。本发明通过引入多功能醚类添加剂，减少了活性物质硫和锂的流失，增强了电池的循环稳定性，抑制了电解液中的多硫化物与金属锂之间的化学反应，提升电池的库伦效率。
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公开(公告)号：CN108336397B
公开(公告)日：2019-11-22
申请号：CN201810122476.0
申请日：2018-02-07
申请人： 清华大学
IPC分类号： H01M10/056 , H01M10/058
摘要： 一种用于稳定锂金属电池的醚酯复合电解液，属于可充放的高比能二次电池技术领域。该复合电解液含有醚酯类混合溶剂、电解质和硝酸锂；其中，电解质摩尔浓度为0.5～4mol/L；硝酸锂的质量分数为醚酯复合电解液的0.01～10％。通过在含有电解质的醚酯类混合溶剂中引入硝酸锂作为添加剂的办法来制备。本发明能有效保护金属锂负极，在匹配以磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、钴酸锂为正极的锂金属电池中，能明显提高电池循环寿命，实现电池良好的高低温性能，是一种非常具有研究价值和产业化潜力的电解液。
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