发明名称 非水性电解质锂二级电池
摘要 本发明系关于有用于锂离子电池之电解质溶液组合物。此等电解质之特色在于较技艺中已知之溶液低的挥发性,同时仍保有使用石墨基负极活性材料之优异的电池性能。
申请公布号 TW501301 申请公布日期 2002.09.01
申请号 TW089113103 申请日期 2000.07.06
申请人 杜邦股份有限公司 发明人 克里斯多佛 马可 杜伊;安德鲁 艾德华 费灵;保罗 葛格利 贝基亚利安;威廉 布朗 法汉;苏珊 古哈西克 裘
分类号 H01M4/60 主分类号 H01M4/60
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种电极组合物,包含锂电解质溶液与碳基电极活性材料离子导电性接触,其中该溶液包括锂电解质及由以下化学式R1C(O)OR2OC(O)R3 (I)或由以下化学式所表示之溶剂R1C(O)OR2C(O)OR3 (II)其中R1及R3各分别指示1-4个碳之无环烷基基根,C(O)指示羰基基根,及R2为2或3个碳之烯基基根。2.如申请专利范围第1项之电极组合物,其中R1及R3系为甲基或乙基。3.如申请专利范围第1项之电极组合物,其中该溶剂系为由以下化学式所表示之琥珀酸二甲酯CH3OC(O)CH2CH2C(O)OCH3。4.如申请专利范围第1项之电极组合物,其更包括环状碳酸酯。5.如申请专利范围第4项之电极组合物,其中该环状碳酸酯系为碳酸乙二酯。6.如申请专利范围第3项之电极组合物,其更包括碳酸乙二酯,其中碳酸乙二酯对琥珀酸二甲酯之体积比为2份碳酸乙二酯对1份琥珀酸二甲酯。7.如申请专利范围第1项之电极组合物,其中该碳基电极活性材料系为介碳微珠(mesocarbon microbead)石墨或碳纤维。8.如申请专利范围第1项之电极组合物,其中该锂电解质包括有机或无机锂盐。9.如申请专利范围第8项之电极组合物,其中该锂盐系选自由LiPF6.LiBF4.LiClO4.LiAsF6.LiN(SO2CF3)2.LiN(SO2CF2CF3)2.及LiC(SO2CF3)3所组成之群。10.如申请专利范围第1项之电极组合物,其中该锂电解质包括氟化锂离子交联聚合物。11.如申请专利范围第10项之电极组合物,其中该氟化锂离子交联聚合物系为包含偏二氟乙烯(VF2)之单体单元的聚合物,其更包含2-50莫耳百分比之具有包含由以下化学式所表示之基根之侧基的单体单元-(OCF2CFR)aOCF2(CFR')bSO2X-(Li+)(Y)c(Z)d其中R及R'系分别选自F、Cl或视需要可经一或多个醚氧取代之具有1至10个碳原子之全氟烷基;a=0.1或2;b=0至6;X为O、C、或N,其限制条件为当X为O时,c=d=0,当X为C时,c=d=1,及当X为N时,c=1及d=0;其进一步的限制条件为当X为C时,Y及Z为选自由CN、SO2Rf、SO2R3.P(O)(OR3)2.CO2R3.P(O)R32.C(O)Rf、C(O)R3.及与其形成之环烯基所组成之群之拉电子基团,其中Rf为视需要可经一或多个醚氧取代之1-10个碳的全氟烷基;R3为视需要可经一或多个醚氧取代之1-6个碳的烷基,或视需要可再经取代之芳基;Y及Z为相同或不同;或当d=0时,Y可为视需要可经一或多个醚氧取代之以化学式-SO2Rf'表示之拉电子基团,其中Rf'为以化学式-(Rf"SO2N-((Li+)SO2)mRf"'表示之基根,其中m=0或1,及Rf"为-CnF2n-,及Rf"'为-CnF2n+1,其中n=1-10。12.如申请专利范围第11项之电极组合物,其中R为三氟甲基,R'为F,a=1,b=1,当X为C时,Y及Z为CN或CO2R3,其中R3为C2H5;及当X为N时,Y为SO2Rf较佳,其中Rf为CF3或C2F5。13.如申请专利范围第11项之电极组合物,其中Y=O。14.如申请专利范围第11项之电极组合物,其中Y=N。15.如申请专利范围第11项之电极组合物,其中Y=C。16.如申请专利范围第1项之电极组合物,其中该锂电解质包括氟化锂离子交联聚合物及锂盐之混合物。17.如申请专利范围第1项之电极组合物,其更包括氟化聚合黏合剂。18.一种锂离子电池,包括正极、负极、设置于正极与负极之间的隔离物、及包含溶剂及锂离子的电解质溶液,该阳极、阴极、或隔离物之至少一者系与该电解质溶液离子导电性接触;及该溶剂系由以下化学式R1C(O)OR2OC(O)R3 (I)或由以下化学式所表示R1OC(O)R2C(O)OR3 (II)其中R1及R3各分别指示1-4个碳之无环烷基基根,C(O)指示羰基基根,及R2为2或3个碳之烯基基根。19.如申请专利范围第18项之锂离子电池,其中R1及R3系为甲基或乙基。20.如申请专利范围第18项之锂离子电池,其中该溶剂系为由以下化学式所表示之琥珀酸二甲酯CH3OC(O)CH2CH2C(O)OCH3。21.如申请专利范围第18项之锂离子电池,其更包括环状碳酸酯。22.如申请专利范围第21项之锂离子电池,其中该环状碳酸酯系为碳酸乙二酯。23.如申请专利范围第20项之锂离子电池,其更包括碳酸乙二酯,其中碳酸乙二酯对琥珀酸二甲酯之体积比为约2份碳酸乙二酯对1份琥珀酸二甲酯。24.如申请专利范围第19项之锂离子电池,其中该电解质溶液更包括选自由LiPF6.LiBF4.LiClO4.LiAsF6.LiN(SO2CF3)2.LiN(SO2CF2CF3)2.及LiC(SO2CF3)3所组成之群之锂盐。25.如申请专利范围第18项之锂离子电池,其中该锂电解质包括氟化锂-离子交联聚合物。26.如申请专利范围第25项之锂离子电池,其中该氟化锂-离子交联聚合物系为包含偏二氟烯(VF2)之单体单元的聚合物,其更包含2-50莫耳百分比之具有包含由以下化学式所表示之基根之侧基的单体单元-(OCF2CFR)aOCF2(CFR')bSO2x-(Li+)(Y)c(Z)d其中R及R'系分别选自F、Cl或视需要可经一或多个醚氧取代之具有1至10个碳原子之全氟烷基;a=0.1或2;b=0至6;X为O、C、或N,其限制条件为当X为O时,c=d=0,当X为C时,c=d=1,及当X为N时,c=1及d=0;其进一步的限制条件为当X为C时,Y及Z为选自由CN、SO2Rf、SO2R3.P(O)(OR3)2.CO2R3.P(O)R32.C(O)Rf、C(O)R3.及与其形成之环烯基所组成之群之拉电子基团,其中Rf为视需要可经一或多个醚氧取代之1-10个碳的全氟烷基;R3为视需要可经一或多个醚氧取代之1-6个碳的烷基,或视需要可再经取代之芳基;Y及Z为相同或不同;或当d=0时,Y可为视需要可经一或多个醚氧取代之以化学式-SO2Rf'表示之拉电子基团,其中Rf'为以化学式-(Rf"SO2N-((Li+(SO2)mRf"'表示之基根,其中m=0或1,及Rf"为-CnF2n-,及Rf"'为-CnF2n+1,其中n=1-10。27.如申请专利范围第26项之锂离子电池,其中R为三氟甲基,R'为F,a=1,b=1,当X为C时,Y及Z为CN或CO2R3,其中R3为C2H5;及当X为N时,Y为SO2Rf较佳,其中Rf为CF3或C2F5。28.如申请专利范围第26项之锂离子电池,其中Y=O。29.如申请专利范围第26项之锂离子电池,其中Y=N。30.如申请专利范围第26项之锂离子电池,其中Y=C。31.如申请专利范围第18项之锂离子电池,其中该电解质溶液包括氟化锂-离子交联聚合物及含氟之锂盐的混合物。32.如申请专利范围第18项之锂离子电池,其中该隔离物系为如申请专利范围第26项之子交联聚合物。33.如申请专利范围第18项之锂离子电池,其中该负极系由如申请专利范围第1项之电极组合物制得。34.如申请专利范围第18项之锂离子电池,其中该负极系由如申请专利范围第6项之电极组合物制得。
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