专利名称：一种水体系锂电池电解液的制作方法
技术领域：
本发明属于锂电池技术领域，特别是涉及一种水体系锂电池电解液。
背景技术：
金属锂电池具有极高的比能量和比容量，长期来一直是新能源研究的重 点。目前锂电池所釆用的电解液体系主要是非水电解液体系，即将有机或无 机锂盐溶于一些有机溶剂中形成电解液，采用非水电解液体系的锂电池已经 有多种商品化产品，已经在很多领域得到广泛应用。但是非水体系往往存在
以下一些问题由于有机体系电解液的离子导电性不良而导致电池的高功率 性能较差；有机体系受温度影响明显而导致电池的高低温性能不好；有机体 系电解液的制备要求严格，成本较高；有机体系电解液环境友好性不理想， 往往含有有毒成分等。
而水性体系的锂电池的电解液采用了水溶液体系，水溶液体系的电解液 具有较高的电导率适合高功率放电；耐高低温性能良好；成本低廉，环境友 好等优点。同时，釆用水溶液体系还可以制成以水为反应物的的锂水电池， 在航海等领域中水的重量可以不计，所以该类电池具有极高的比能量和比容 量，在航海应用中具有非常大的吸引力和广阔前景，但因为金属锂会和水之 间发生剧烈腐蚀反应，金属锂放电效率低，放出大量的热和氢气，容易发生 燃烧或爆炸而造成危险。
发明内容
本发明为解决现有技术中存在的问题，提供了一种抑制金属锂和电解液 中的水之间的腐蚀反应，降低锂电极上氢气的发生，提高电极利用效率和电 池的安全性能的一种水体系锂电池电解液。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采用的技术方案是 一种水体系锂电池电解液，包括水、碱和添加剂，其特点是所述添加剂为RSiX3， RSiX3中R为氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基及甲基丙烯酰 氧基等基团，X为垸氧基。
本发明还可以釆用如下技术措施来实现
水体系锂电池电解液，其特点是所述烷氧基为甲氧基、乙氧基等。 水体系锂电池电解液，其特点是所述碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧
化锂中一种或多种混合物。
水体系锂电池电解液，其特点是所述碱的浓度为1.5~15摩尔每升。 水体系锂电池电解液，其特点是所述碱的浓度为7 12摩尔每升。 水体系锂电池电解液，其特点是所述添加剂的含量为0.1~100克/升。 水体系锂电池电解液，其特点是所述添加剂的含量为0.5~5克/升。 水体系锂电池电解液，其特点是所述电解液配制过程中的温度可适当加热。
本发明具有的优点和积极效果是由于该添加剂中烷氧基在水溶液中水 解，形成醇类吸附在锂电极表面；含RSi-的部分吸附在锂电极表面，可以提 高金属锂作为电池负极使用时的放电效率，抑制金属锂和电解液中的水之间 的腐蚀反应。，从而降低锂电极上氢气的发生，提高电极利用效率和电池的安 全性能，含有该添加剂用于水性锂电池的电解液可以和任意合适的正极，以 及金属锂负极组合成水体系的锂电池。
图1为本发明锂电极最大放电电流利用率和未加入本发明添加剂锂电极 最大放电电流利用率测试比较图。
具体实施例方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹列举以下实施例， 并配合附图详细说明如下
请参照图l:将KOH作为水性电解液所用强碱，配制出8摩尔每升的碱 溶液，然后在该碱溶液中加入10克/升乙烯基三乙氧基硅烷作为添加剂，适 当加热使其充分溶解，制备出本发明所要求的电解液。
添加剂和碱溶于水中制得水性锂电池用的电解液，可以先将碱溶解后再 加入添加剂，也可以先将添加剂溶于水中再溶入到碱液中。
4从图1中可以看出在有本添加剂溶液中锂电极最大放电电流密度为 26mA/cm2，电极的放电效率为80°/。左右；不含本添加剂溶液中锂电极最大放 电电流密度为45mA/cm2,电极放电效率为65-70%。虽然有本添加剂最大放 电电流密度小于不含添加剂溶液的最大放电电流密度，但加入添加剂溶液的 锂电极的吸气量明显减小。
权利要求
1. 一种水体系锂电池电解液，包括水、碱和添加剂，其特征在于所述添加剂为RSiX3，RSiX3中R为氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基及甲基丙烯酰氧基等基团，X为烷氧基。
2. 根据权利要求l所述水体系锂电池电解液，其特征在于所述烷氧基为甲氧基、乙氧基等。
3. 根据权利要求1所述水体系锂电池电解液，其特征在于所述碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂中一种或多种混合物。
4. 根据权利要求1所述水体系锂电池电解液，其特征在于所述碱的浓度为1.5~15摩尔每升。
5. 根据权利要求l所述水体系锂电池电解液，其特征在于:所述碱的浓度为7~12摩尔每升。
6. 根据权利要求1所述水体系锂电池电解液，其特征在于所述添加剂的含量为0.1-100克/升。
7. 根据权利要求1所述水体系锂电池电解液，其特征在于所述添加剂的含量为0.5~5克/升。
8. 根据权利要求1所述水体系锂电池电解液，其特征在于所述电解液配制过程中的温度可适当加热。
全文摘要
本发明属于一种水体系锂电池电解液，包括水、碱和添加剂，其特点是所述添加剂为RSiX<sub>3</sub>，RSiX<sub>3</sub>中R为氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基及甲基丙烯酰氧基等基团，X为烷氧基。由于该添加剂中烷氧基在水溶液中水解，形成醇类吸附在锂电极表面；含RSi-的部分吸附在锂电极表面，可以提高金属锂作为电池负极使用时的放电效率，抑制金属锂和电解液中的水之间的腐蚀反应，从而降低锂电极上氢气的发生，提高电极利用效率和电池的安全性能，含有该添加剂用于水性锂电池的电解液可以和任意合适的正极，以及金属锂负极组合成水体系的锂电池。
文档编号H01M10/36GK101483255SQ20081005201
公开日2009年7月15日 申请日期2008年1月7日 优先权日2008年1月7日
发明者飞 丁, 晶 张, 凯 杨 申请人:中国电子科技集团公司第十八研究所