一种电解液、制备方法及由该电解液制成的一次锂电池 【技术领域】
本发明涉及锂电池的制备技术领域，具体涉及一种一次锂电池的电解液、电解液的制备方法，及由该电解液制成的一次锂电池。
背景技术
目前电子器具的多样化、小型化的飞速更新换代，促进了电池的进步，要求电池比能量和比功率高、寿命长、价格适宜、使用方便。可是目前市场上中低档次电池占主导，不能满足电器重负载工作的需要。
Li-FeS2电池是以FeS2为阴极活性物质，Li为阳极活性物质的锂电池，工作电压是1.5V，与一般用电器相匹配，可直接代替标准水溶液电池。该电池的优点是比能量大、容量高、储存时间长，与目前市场上广泛使用的碱性锌锰、碳锌一次电池具有互换性，可以广泛地应用于诸如照相机、MP3、助听器、随身听、摄像机，工业PC机、计算机RAM、CMOS电路记忆支撑电源，无线电通讯、各种军事通讯电台、医疗器材、手提通讯器材，计时器、计数器等仪器仪表中。
Li-FeS2电池作为一次电池具有很多优点，其兼具一次锂电池和锂离子可充电池的许多特性，应用范围广，但电池中电解液的离子导电率偏低，电池的内阻较大。
【发明内容】
本发明解决的问题在于提供一种锂电池的电解液，该电解液的离子导电率较高，制得的锂电池的内阻较低。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
一种一次锂电池的电解液，包括：有机溶剂、电解质盐和六甲基二硅氮烷。
作为优选，所述六甲基二硅氮烷的加入量为有机溶剂重量的0.05％～50％。
作为优选，所述六甲基二硅氮烷的加入量为有机溶剂重量的0.5％～15％。
作为优选，所述六甲基二硅氮烷的水分含量≤20ppm。
作为优选，所述有机溶剂为PC、EC、DME、DEC中的一种或几种。
作为优选，所述电解质盐为LiI、LiCl、LiBr、LiClO4中的一种或几种。
作为优选，所述电解质盐在有机溶剂中的浓度为0.8mol/L～1.5mol/L。
一种一次锂电池的电解液的制备方法，包括：
a)将六甲基二硅氮烷除去水分；
b)将六甲基二硅氮烷与有机溶剂和电解质盐进行混合；
作为优选，所述步骤a)将六甲基二硅氮烷除去水分后，六甲基二硅氮烷中的水分含量≤20ppm。
作为优选，所述步骤b)中将六甲基二硅氮烷与有机溶剂和电解质盐进行混合是在除氧除湿充氩保护气氛中。
一种一次锂电池，包括以上所述的电解液。
作为优选，所述电解液的重量为一次锂电池总重量的5％～30％。
本发明提供的一种锂电池的电解液是向有机溶剂和电解质盐中中添加六甲基二硅氮烷而成的，六甲基二硅氮烷具有低熔点和低粘性的特点，与有机溶剂和电解质盐有很好的互溶性，制得的电解液的粘性得到有效降低，离子导电率较高，应用到一次锂电池中，锂电池的内阻也相应较低，添加了六甲基二硅氮烷还改善了由于锂带上的电解质膜产生的电压突降问题，提高电池的放电性能，特别是低温放电性能。
【附图说明】
图1为室温下实施例1和对比例制成的两种锂电池的1000mA连放对比曲线图；
图2为低温-20℃下实施例1和对比例制成的两种电池的1000mA连放对比曲线图。
【具体实施方式】
为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
锂电池的电解液作为锂离子电池必需的关键材料，用于在锂电池正负极之间传导电子，是锂电池获得高电压、高比能等优点的保证。
本发明提供的电解液包括：有机溶剂、电解质盐和六甲基二硅氮烷。有机溶剂优选为本领域公知的PC(碳酸丙烯酯)、EC(碳酸乙烯酯)、DME(1，2-二甲氧基乙烷)、DEC(碳酸二乙酯)中的一种或几种。电解质盐优选为LiI、LiCl、LiBr、LiClO4中的一种或几种，电解质盐在有机溶剂中的浓度为0.8mol/L～1.5mol/L。
添加剂六甲基二硅氮烷的加入量优选为有机溶剂重量的0.05％～50％，更优选为0.5％～15％，所用的六甲基二硅氮烷地水分含量≤20ppm。
本发明的锂电池电解液的制备方法为：
a)将六甲基二硅氮烷用分子筛进行除水分处理；
b)将六甲基二硅氮烷与有机溶剂和电解质盐进行混合，优选在除氧除湿充氩保护气氛中，混合后匀速搅拌30min～40min。
在锂电池封口体与极耳点焊结束后，将配置好的含有六甲基二硅氮烷的电解液采用真空注液方式注入一次锂电池的外壳中。注入的电解液的重量优选为一次锂电池总重量的5％～30％。
实施例1：
配制PC和LiI的混合液，LiI在PC中的浓度为1mol/L，取PC重量的1％的六甲基二硅氮烷用分子筛进行水处理后，在除氧除湿充氩保护气氛中加入到PC与LiI的混合液中，匀速搅拌30min。在除氧除湿充氩保护气氛中将电解液存入周转桶。
采用二硫化铁、导电剂和粘结剂混合浆料在铝箔上涂布干燥辊压制成作为正极，采用锂带作为负极，隔膜纸采用PE-PP-PE高分子膜，制成AA型锂-二硫化铁电池，将周转桶中制好的电解液取一次锂电池总重量的6％注入制好的外壳中。
实施例2：
配制DME和LiCl的混合液，LiCl在DMC中的浓度为1.2mol/L，取DMC重量的10％的六甲基二硅氮烷用分子筛进行水处理后，在除氧除湿充氩保护气氛中加入到DME与LiCl的混合液中，匀速搅拌35min。在除氧除湿充氩保护气氛中将电解液存入周转桶。
采用二硫化铁、导电剂和粘结剂混合浆料在铝箔上涂布干燥辊压制成作为正极，采用锂带作为负极，隔膜纸采用PE-PP-PE高分子膜，制成AA型锂-二硫化铁电池，将周转桶中制好的电解液取一次锂电池总重量的15％注入制好的外壳中。
实施例3：
配制DEC和LiBr的混合液，LiBr在DEC中的浓度为1.5mol/L，取DEC重量的15％的六甲基二硅氮烷用分子筛进行水处理后，在除氧除湿充氩保护气氛中加入到DEC与LiBr的混合液中，匀速搅拌40min。在除氧除湿充氩保护气氛中将电解液存入周转桶。
采用二硫化铁、导电剂和粘结剂混合浆料在铝箔上涂布干燥辊压制成作为正极，采用锂带作为负极，隔膜纸采用PE-PP-PE高分子膜，制成AA型锂-二硫化铁电池，将周转桶中制好的电解液取一次锂电池总重量的20％注入制好的外壳中。
实施例4：
配制EC和LiClO4的混合液，LiClO4在EC中的浓度为0.8mol/L，取DEC重量的40％的六甲基二硅氮烷用分子筛进行水处理后，在除氧除湿充氩保护气氛中加入到EC与LiClO4的混合液中，匀速搅拌40min。在除氧除湿充氩保护气氛中将电解液存入周转桶。
采用二硫化铁、导电剂和粘结剂混合浆料在铝箔上涂布干燥辊压制成作为正极，采用锂带作为负极，隔膜纸采用PE-PP-PE高分子膜，制成AA型锂-二硫化铁电池，将周转桶中制好的电解液取一次锂电池总重量的25％注入制好的外壳中。
对比例：
配制PC和LiI的混合液作为电解液，LiI在PC中的浓度为1mol/L，在除氧除湿充氩保护气氛中将电解液存入周转桶。
采用二硫化铁、导电剂和粘结剂混合浆料在铝箔上涂布干燥辊压制成作为正极，采用锂带作为负极，隔膜纸采用PE-PP-PE高分子膜，制成AA型锂-二硫化铁电池，将周转桶中制好的电解液取一次锂电池总重量的6％注入制好的外壳中。
将实施例1-4和对比例中制得的AA型锂-二硫化铁电池分别使用电池内阻仪测试各电池的初始内阻和电池陈化15天后的内阻，每种电池抽取6个样品进行测试，测试结果取平均值，电池的测试均在23℃±2，相对湿度60％RH的条件下进行。各电池内阻变化情况如表1所示：
表1实施例与对比例中各电池内阻的变化情况
锂-二硫化铁电池 初始内阻(Ω) 陈化15天后内阻(Ω) 实施例1 0.209 0.211 实施例2 0.204 0.207 实施例3 0.198 0.201
锂-二硫化铁电池 初始内阻(Ω) 陈化15天后内阻(Ω) 实施例4 0.210 0.214 实施例5 0.257 0.268
由表1中数据看出，实施例1至4中的锂-二硫化铁电池的初始内阻和陈化15天后的内阻均比对比例中的低，在经过15天的陈化后，实施例和对比例中的电池的内阻均有所增大，但实施例的电池内阻只增加了0.96％～1.9％，而对比例的电池内阻增加了4.28％。可见在有机溶剂和电解质盐组成的电解液中再添加六甲基二硅氮烷后，提高了电解液的离子导电性，有效的降低了电池的内阻。
将实施例1和对比例中制得的锂电池分别进行1000mA连放测试，每种电池分别在室温下和低温条件下进行测试，请参考图1和图2。图1为室温下实施例1和对比例制成的两种锂电池的1000mA连放对比曲线图，图2为低温-20℃下实施例1和对比例制成的两种电池的1000mA连放对比曲线图。
可以看到，对比例中的锂电池放电初期时电压突降明显，而实施例1中的锂电池在放电初期时电压突降得到消除，锂电池的放电平台明显提高，约比对比例中的电池提高0.06V；实施例1中的锂电池的放电容量也明显提高，在同样条件下放电到0.8V时，实施例1中的锂电池的电池容量比对比例中的电池平均提高120mAh以上。
低温-20℃的条件下，对比例中的锂电池的电池容量只有室温时电池容量的43.18％，从放电曲线来看，曲线形状变形很大，放电平台已经不明显；而实施例1中的锂电池在-20℃时的电池容量为室温时电池容量的51.03％，而且保持了较好的放电曲线形状和放电平台。
本发明提供的电解液应用到一次锂电池中，锂电池的内阻得到有效降低，改善锂电池放电初期的电压突降问题，明显提高锂电池的放电性能。
以上对本发明所提供的电解液、电解液的制备方法以及由该电解液制成的一次锂电池进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。