CN102290599A - 非水电解质和非水电解质电池 - Google Patents
非水电解质和非水电解质电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102290599A CN102290599A CN2011101561828A CN201110156182A CN102290599A CN 102290599 A CN102290599 A CN 102290599A CN 2011101561828 A CN2011101561828 A CN 2011101561828A CN 201110156182 A CN201110156182 A CN 201110156182A CN 102290599 A CN102290599 A CN 102290599A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- nonaqueous electrolyte
- salt
- compound
- battery
- heteropoly
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 123
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title abstract description 19
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 145
- -1 imide salt Chemical class 0.000 claims abstract description 128
- 239000011964 heteropoly acid Substances 0.000 claims abstract description 78
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 40
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 22
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 86
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical group [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 72
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 72
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 59
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 45
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 44
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 44
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 43
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 42
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 41
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 39
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 37
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 36
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 35
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 33
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 32
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 32
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 29
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 29
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 29
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 27
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 26
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 26
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 23
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 22
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 21
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N tellanylidenegermanium Chemical compound [Te]=[Ge] JBQYATWDVHIOAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 20
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 19
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical group [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 19
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 19
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 19
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052713 technetium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 18
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 17
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 claims description 16
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- CUXQLKLUPGTTKL-UHFFFAOYSA-M microcosmic salt Chemical compound [NH4+].[Na+].OP([O-])([O-])=O CUXQLKLUPGTTKL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 16
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 16
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- GKLVYJBZJHMRIY-UHFFFAOYSA-N technetium atom Chemical compound [Tc] GKLVYJBZJHMRIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 claims description 14
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 8
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 8
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 8
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 7
- QGHDLJAZIIFENW-UHFFFAOYSA-N 4-[1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-(4-hydroxy-3-prop-2-enylphenyl)propan-2-yl]-2-prop-2-enylphenol Chemical group C1=C(CC=C)C(O)=CC=C1C(C(F)(F)F)(C(F)(F)F)C1=CC=C(O)C(CC=C)=C1 QGHDLJAZIIFENW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000001188 haloalkyl group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 6
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 5
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 125000001118 alkylidene group Chemical group 0.000 claims description 4
- 229910001496 lithium tetrafluoroborate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M lithium perchlorate Chemical compound [Li+].[O-]Cl(=O)(=O)=O MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 14
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 43
- 239000000463 material Substances 0.000 description 42
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 description 36
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 31
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 30
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 26
- VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxol-2-one Chemical compound O=C1OC=CO1 VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 25
- 150000002466 imines Chemical class 0.000 description 22
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 21
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 20
- VLAPMBHFAWRUQP-UHFFFAOYSA-L molybdic acid Chemical compound O[Mo](O)(=O)=O VLAPMBHFAWRUQP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 18
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 17
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 16
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 14
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 13
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 11
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- CGFYHILWFSGVJS-UHFFFAOYSA-N silicic acid;trioxotungsten Chemical compound O[Si](O)(O)O.O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1.O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1.O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1.O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 CGFYHILWFSGVJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical group O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 150000005690 diesters Chemical class 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- JVSZDADEHKJNLY-UHFFFAOYSA-N C(O)(O)=O.[F] Chemical compound C(O)(O)=O.[F] JVSZDADEHKJNLY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 9
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 8
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 8
- JYGXADMDTFJGBT-VWUMJDOOSA-N hydrocortisone Chemical compound O=C1CC[C@]2(C)[C@H]3[C@@H](O)C[C@](C)([C@@](CC4)(O)C(=O)CO)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1 JYGXADMDTFJGBT-VWUMJDOOSA-N 0.000 description 8
- 238000005011 time of flight secondary ion mass spectroscopy Methods 0.000 description 8
- 238000002042 time-of-flight secondary ion mass spectrometry Methods 0.000 description 8
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910008390 SnCoC Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 7
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 7
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 description 7
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 7
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 6
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 6
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 6
- 150000002500 ions Chemical group 0.000 description 6
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 6
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- XPDWGBQVDMORPB-UHFFFAOYSA-N trifluoromethane acid Natural products FC(F)F XPDWGBQVDMORPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)-N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C(=O)NCCC(N1CC2=C(CC1)NN=N2)=O VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 5
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 5
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 5
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 5
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 5
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 4
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000004688 heptahydrates Chemical class 0.000 description 4
- HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene Chemical group FC(F)=C(F)C(F)(F)F HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229960000890 hydrocortisone Drugs 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 4
- 239000011268 mixed slurry Substances 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N tungsten trioxide Chemical compound O=[W](=O)=O ZNOKGRXACCSDPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DZKDPOPGYFUOGI-UHFFFAOYSA-N tungsten(iv) oxide Chemical compound O=[W]=O DZKDPOPGYFUOGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000833 X-ray absorption fine structure spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 239000002313 adhesive film Substances 0.000 description 3
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 3
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 3
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- DHRLEVQXOMLTIM-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;trioxomolybdenum Chemical compound O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.O=[Mo](=O)=O.OP(O)(O)=O DHRLEVQXOMLTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 3
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N tetrabutylammonium Chemical compound CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CMPGARWFYBADJI-UHFFFAOYSA-L tungstic acid Chemical compound O[W](O)(=O)=O CMPGARWFYBADJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 3
- PNWSHHILERSSLF-UHFFFAOYSA-N 4-methylbenzene-1,3-dicarboxylic acid Chemical compound CC1=CC=C(C(O)=O)C=C1C(O)=O PNWSHHILERSSLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910015645 LiMn Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910013872 LiPF Inorganic materials 0.000 description 2
- 101150058243 Lipf gene Proteins 0.000 description 2
- MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N N-[1-oxo-1-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propan-2-yl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(C(C)NC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 MKYBYDHXWVHEJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 239000005030 aluminium foil Substances 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 150000004770 chalcogenides Chemical class 0.000 description 2
- UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N chlorotrifluoroethylene Chemical group FC(F)=C(F)Cl UUAGAQFQZIEFAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N cobalt lithium Chemical compound [Li].[Co] CKFRRHLHAJZIIN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- OMFXVFTZEKFJBZ-HJTSIMOOSA-N corticosterone Chemical compound O=C1CC[C@]2(C)[C@H]3[C@@H](O)C[C@](C)([C@H](CC4)C(=O)CO)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1 OMFXVFTZEKFJBZ-HJTSIMOOSA-N 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N ethyl propionate Chemical compound CCOC(=O)CC FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- GAEKPEKOJKCEMS-UHFFFAOYSA-N gamma-valerolactone Chemical compound CC1CCC(=O)O1 GAEKPEKOJKCEMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 2
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002931 mesocarbon microbead Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- BHIWKHZACMWKOJ-UHFFFAOYSA-N methyl isobutyrate Chemical compound COC(=O)C(C)C BHIWKHZACMWKOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 2
- 150000004714 phosphonium salts Chemical class 0.000 description 2
- IYDGMDWEHDFVQI-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;trioxotungsten Chemical compound O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.O=[W](=O)=O.OP(O)(O)=O IYDGMDWEHDFVQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 2
- LVTJOONKWUXEFR-FZRMHRINSA-N protoneodioscin Natural products O(C[C@@H](CC[C@]1(O)[C@H](C)[C@@H]2[C@]3(C)[C@H]([C@H]4[C@@H]([C@]5(C)C(=CC4)C[C@@H](O[C@@H]4[C@H](O[C@H]6[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](C)O6)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]6[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](C)O6)[C@H](CO)O4)CC5)CC3)C[C@@H]2O1)C)[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 LVTJOONKWUXEFR-FZRMHRINSA-N 0.000 description 2
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 2
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 2
- 150000003606 tin compounds Chemical class 0.000 description 2
- SPEUIVXLLWOEMJ-UHFFFAOYSA-N 1,1-dimethoxyethane Chemical compound COC(C)OC SPEUIVXLLWOEMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YJUUZFWMKJBVFJ-UHFFFAOYSA-N 1,3-dimethylimidazolidin-4-one Chemical compound CN1CN(C)C(=O)C1 YJUUZFWMKJBVFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YIWGJFPJRAEKMK-UHFFFAOYSA-N 1-(2H-benzotriazol-5-yl)-3-methyl-8-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carbonyl]-1,3,8-triazaspiro[4.5]decane-2,4-dione Chemical compound CN1C(=O)N(c2ccc3n[nH]nc3c2)C2(CCN(CC2)C(=O)c2cnc(NCc3cccc(OC(F)(F)F)c3)nc2)C1=O YIWGJFPJRAEKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LTCABGGRSCNGSM-UHFFFAOYSA-N 2-fluoro-5-methylbenzene-1,3-dicarboxylic acid Chemical class Cc1cc(C(O)=O)c(F)c(c1)C(O)=O LTCABGGRSCNGSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QKPVEISEHYYHRH-UHFFFAOYSA-N 2-methoxyacetonitrile Chemical compound COCC#N QKPVEISEHYYHRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OOWFYDWAMOKVSF-UHFFFAOYSA-N 3-methoxypropanenitrile Chemical compound COCCC#N OOWFYDWAMOKVSF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VWIIJDNADIEEDB-UHFFFAOYSA-N 3-methyl-1,3-oxazolidin-2-one Chemical compound CN1CCOC1=O VWIIJDNADIEEDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M Butyrate Chemical compound CCCC([O-])=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Natural products CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018871 CoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019060 CoSnC Inorganic materials 0.000 description 1
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001780 ECTFE Polymers 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- CGKXZZUSWTUMPX-UHFFFAOYSA-N FC1(C(C=C(C(=O)O)C=C1)C(=O)O)C Chemical compound FC1(C(C=C(C(=O)O)C=C1)C(=O)O)C CGKXZZUSWTUMPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N Furan Chemical compound C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000598921 Homo sapiens Orexin Proteins 0.000 description 1
- 101001123245 Homo sapiens Protoporphyrinogen oxidase Proteins 0.000 description 1
- JGFBQFKZKSSODQ-UHFFFAOYSA-N Isothiocyanatocyclopropane Chemical compound S=C=NC1CC1 JGFBQFKZKSSODQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010238 LiAlCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012820 LiCoO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010707 LiFePO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052493 LiFePO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N Methyl propionate Chemical compound CCC(=O)OC RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N N-[2-oxo-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 NIPNSKYNPDTRPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VCUFZILGIRCDQQ-KRWDZBQOSA-N N-[[(5S)-2-oxo-3-(2-oxo-3H-1,3-benzoxazol-6-yl)-1,3-oxazolidin-5-yl]methyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C1O[C@H](CN1C1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1)CNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F VCUFZILGIRCDQQ-KRWDZBQOSA-N 0.000 description 1
- 229910052781 Neptunium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- QOSMNYMQXIVWKY-UHFFFAOYSA-N Propyl levulinate Chemical compound CCCOC(=O)CCC(C)=O QOSMNYMQXIVWKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100029028 Protoporphyrinogen oxidase Human genes 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005864 Sulphur Substances 0.000 description 1
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- JAWMENYCRQKKJY-UHFFFAOYSA-N [3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-ylmethyl)-1-oxa-2,8-diazaspiro[4.5]dec-2-en-8-yl]-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]methanone Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)CC1=NOC2(C1)CCN(CC2)C(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F JAWMENYCRQKKJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn].[Co].[Ni] Chemical compound [Li].[Mn].[Co].[Ni] SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MANBDHUBXBMZNV-UHFFFAOYSA-N [V]=[Si] Chemical compound [V]=[Si] MANBDHUBXBMZNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- BTGRAWJCKBQKAO-UHFFFAOYSA-N adiponitrile Chemical compound N#CCCCCC#N BTGRAWJCKBQKAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001398 aluminium Chemical class 0.000 description 1
- YVBOZGOAVJZITM-UHFFFAOYSA-P ammonium phosphomolybdate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]P([O-])=O.[O-][Mo]([O-])(=O)=O YVBOZGOAVJZITM-UHFFFAOYSA-P 0.000 description 1
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ZTCLFSRIWSZUHZ-UHFFFAOYSA-N but-1-yne;carbonic acid Chemical group CCC#C.OC(O)=O ZTCLFSRIWSZUHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWLNAUNEAKQYLH-UHFFFAOYSA-N butyric acid octyl ester Natural products CCCCCCCCOC(=O)CCC PWLNAUNEAKQYLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- SYLNJGIBLUVXCG-UHFFFAOYSA-N carbonic acid;prop-1-yne Chemical group CC#C.OC(O)=O SYLNJGIBLUVXCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 description 1
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 description 1
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- DGTVXEHQMSJRPE-UHFFFAOYSA-N difluorophosphinic acid Chemical class OP(F)(F)=O DGTVXEHQMSJRPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960001760 dimethyl sulfoxide Drugs 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000000374 eutectic mixture Substances 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- NKHAVTQWNUWKEO-UHFFFAOYSA-N fumaric acid monomethyl ester Natural products COC(=O)C=CC(O)=O NKHAVTQWNUWKEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N furosemide Chemical compound C1=C(Cl)C(S(=O)(=O)N)=CC(C(O)=O)=C1NCC1=CC=CO1 ZZUFCTLCJUWOSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021397 glassy carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- ZTOMUSMDRMJOTH-UHFFFAOYSA-N glutaronitrile Chemical compound N#CCCCC#N ZTOMUSMDRMJOTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical group [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000016507 interphase Effects 0.000 description 1
- 230000010220 ion permeability Effects 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- WDAXFOBOLVPGLV-UHFFFAOYSA-N isobutyric acid ethyl ester Natural products CCOC(=O)C(C)C WDAXFOBOLVPGLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004715 keto acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 1
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000625 lithium cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- RSNHXDVSISOZOB-UHFFFAOYSA-N lithium nickel Chemical compound [Li].[Ni] RSNHXDVSISOZOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VDVLPSWVDYJFRW-UHFFFAOYSA-N lithium;bis(fluorosulfonyl)azanide Chemical compound [Li+].FS(=O)(=O)[N-]S(F)(=O)=O VDVLPSWVDYJFRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DVATZODUVBMYHN-UHFFFAOYSA-K lithium;iron(2+);manganese(2+);phosphate Chemical compound [Li+].[Mn+2].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O DVATZODUVBMYHN-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- JQQCMCDVLAZJHZ-UHFFFAOYSA-N lithium;methanesulfonic acid Chemical compound [Li].CS(O)(=O)=O JQQCMCDVLAZJHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WDGKXRCNMKPDSD-UHFFFAOYSA-N lithium;trifluoromethanesulfonic acid Chemical compound [Li].OS(=O)(=O)C(F)(F)F WDGKXRCNMKPDSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NKHAVTQWNUWKEO-IHWYPQMZSA-N methyl hydrogen fumarate Chemical compound COC(=O)\C=C/C(O)=O NKHAVTQWNUWKEO-IHWYPQMZSA-N 0.000 description 1
- 229940017219 methyl propionate Drugs 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N molybdenum trioxide Chemical compound O=[Mo](=O)=O JKQOBWVOAYFWKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940074371 monofluorophosphate Drugs 0.000 description 1
- SFMJNHNUOVADRW-UHFFFAOYSA-N n-[5-[9-[4-(methanesulfonamido)phenyl]-2-oxobenzo[h][1,6]naphthyridin-1-yl]-2-methylphenyl]prop-2-enamide Chemical compound C1=C(NC(=O)C=C)C(C)=CC=C1N1C(=O)C=CC2=C1C1=CC(C=3C=CC(NS(C)(=O)=O)=CC=3)=CC=C1N=C2 SFMJNHNUOVADRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UUIQMZJEGPQKFD-UHFFFAOYSA-N n-butyric acid methyl ester Natural products CCCC(=O)OC UUIQMZJEGPQKFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011331 needle coke Substances 0.000 description 1
- MCSAJNNLRCFZED-UHFFFAOYSA-N nitroethane Chemical compound CC[N+]([O-])=O MCSAJNNLRCFZED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N nitromethane Chemical compound C[N+]([O-])=O LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 1
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000006551 perfluoro alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 238000005289 physical deposition Methods 0.000 description 1
- RKEWSXXUOLRFBX-UHFFFAOYSA-N pimavanserin Chemical compound C1=CC(OCC(C)C)=CC=C1CNC(=O)N(C1CCN(C)CC1)CC1=CC=C(F)C=C1 RKEWSXXUOLRFBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006253 pitch coke Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920001197 polyacetylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 239000013460 polyoxometalate Substances 0.000 description 1
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000000550 scanning electron microscopy energy dispersive X-ray spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WNUPENMBHHEARK-UHFFFAOYSA-N silicon tungsten Chemical compound [Si].[W] WNUPENMBHHEARK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 229920001897 terpolymer Polymers 0.000 description 1
- CFJRPNFOLVDFMJ-UHFFFAOYSA-N titanium disulfide Chemical compound S=[Ti]=S CFJRPNFOLVDFMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RIUWBIIVUYSTCN-UHFFFAOYSA-N trilithium borate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]B([O-])[O-] RIUWBIIVUYSTCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WVLBCYQITXONBZ-UHFFFAOYSA-N trimethyl phosphate Chemical compound COP(=O)(OC)OC WVLBCYQITXONBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F1/00—Compounds containing elements of Groups 1 or 11 of the Periodic Table
- C07F1/005—Compounds containing elements of Groups 1 or 11 of the Periodic Table without C-Metal linkages
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F1/00—Compounds containing elements of Groups 1 or 11 of the Periodic Table
- C07F1/02—Lithium compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0567—Liquid materials characterised by the additives
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0568—Liquid materials characterised by the solutes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Abstract
本发明涉及非水电解质和非水电解质电池。更具体地，本发明涉及一种非水电解质，包括：非水溶剂；电解质盐；亚氨盐；以及杂多酸和杂多酸化合物中的至少一种。本发明的非水电解质电池在充电放电时抑制电极与非水电解质之间的反应，改善高温环境下的循环特性，同时抑制在连续充电时产生气体。
Description
技术领域
本发明涉及非水电解质和电池，具体地，涉及包含有机溶剂和电解质盐的非水电解质，以及利用这种非水电解质的非水电解质电池。
背景技术
对于更小、更轻和更长寿命的便携式电子装置，如最近几年变得普遍的相机集成VTR(录像机)、蜂窝式电话和膝上型个人计算机具有强烈的需求。在这方面，已经开发了电池，特别是轻的且能够提供高能量密度的二次电池作为这样的电子装置的便携式电源。
特别地，利用锂(Li)的嵌入和脱嵌用于充电和放电反应的二次电池(锂离子二次电池)，由于它们能够提供比诸如铅电池和镍镉电池的其他非水电解质二次电池更高的能量密度，所以已被投入广泛的实际应用中。锂离子二次电池包括正极、负极和电解质。
外部(包装)利用铝层压膜的层压电池轻，并因此具有特别高的能量密度。作为这样的层压电池的一种变形，层压高分子电池也已经被广泛使用，因为该层压电池的变形能够通过利用非水电解液的高分子的溶胀而被抑制。
然而，因为该层压电池具有柔软的外部包装，所以该电池趋于随着在初始充电和高温储存期间在电池内部产生的气体而溶胀。在JP-A-2006-86058(专利文献1)中解决了这个问题。在这个专利公开中，将卤代环状碳酸酯如碳酸氟乙二酯、或具有C-C多键的环碳酸酯如碳酸亚乙烯酯的添加到非水电解质中，从而抑制负极活性物质和非水电解质之间的反应或其他形式的相互作用，并因此抑制初始充电期间的电池溶胀。然而，这些反应性环状碳酸酯不能抑制高温使用期间，尤其是连续充电期间的电池溶胀。
JP-A-2001-297765(专利文献2)描述了一种高容量锂离子二次电池，其使用亚氨盐(酰亚胺盐，imide salt)电解质并且具有优异的充放电循环(特性)。
发明内容
如专利文献1中所教导的反应性环状碳酸酯的利用不能抑制高温使用期间的电池溶胀，特别是连续充电期间的电池溶胀。如专利文献2中具有亚氨盐的电解质的利用降低了放电容量，因为亚氨盐与负极活性物质发生反应，因此不能充分地提供充分的电池特性。
因此，对于即使在高温环境下使用时也具有改善的电池特性的非水电解质电池存在需要。
根据本发明的一个实施方式，提供了一种非水电解质，其包括非水溶剂、电解质盐、亚氨盐、以及杂多酸(heteropolyacid)和杂多酸化合物中的至少一种。
根据本发明的另一个实施方式，提供了非一种水电解质电池，其包括正极、负极和非水电解质，其中正极包括源于亚氨盐并且形成在正极表面上的至少一部分中的涂层，并且其中负极包括在负极表面上的至少一部分中形成的凝胶涂层(gel coating)，该凝胶涂层源于(originating from)杂多酸和杂多酸化合物中的至少一种，并且包括含有一种或多种多元素(配位原子，polyelement或addenda atom)的非晶体多酸(多金属含氧酸，polyacid或polyoxometalate)和/或多酸盐。
优选本发明实施方式中的亚氨盐由下式(I)或(II)表示。
(CmF2m+1SO2)(CnF2n+1SO2)NLi ...(I)，
其中，m和n是0以上的整数
其中，R表示2至4个碳原子的直链或支链全氟亚烷基(全氟亚烃基，perfluoroalkylene group)。
优选本发明实施方式中的杂多酸和杂多酸化合物由下式(III)至(VI)表示。
HxAy[BD6O24]·zH2O ...(III)
其中，A表示锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)、铵(NH4)、铵盐或磷盐(phosphonium salt)，B表示磷(P)、硅(Si)、砷(As)或锗(Ge)，D是选自钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、锝(Tc)、铑(Rh)、镉(Cd)、铟(In)、锡(Sn)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)和铊(Tl)中的一种或多种元素，x、y和z分别满足0≤x≤8、0≤y≤8和0≤z≤50，其中，x和y中的至少一个不为0；
HxAy[BD12O40]·zH2O ...(IV)
其中，A表示锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)、铵(NH4)、铵盐或磷盐，B表示磷(P)、硅(Si)、砷(As)或锗(Ge)，D是选自钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、锝(Tc)、铑(Rh)、镉(Cd)、铟(In)、锡(Sn)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)、和铊(Tl)中的一种或多种元素，x、y和z分别满足0≤x≤4、0≤y≤4和0≤z≤50，其中，x和y中的至少一个不为0；
HxAy[B2D18O62]·zH2O ...(V)
其中，A表示锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)、铵(NH4)、铵盐或磷盐，B表示磷(P)、硅(Si)、砷(As)或锗(Ge)，D是选自钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、锝(Tc)、铑(Rh)、镉(Cd)、铟(In)、锡(Sn)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)和铊(Tl)中的一种或多种元素，x、y和z分别满足0≤x≤8、0≤y≤8和0≤z≤50，其中，x和y中的至少一个不为0；
HxAy[B5D30O110]·zH2O ...(VI)
其中，A表示锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)、铵(NH4)、铵盐或磷盐，B表示磷(P)、硅(Si)、砷(As)或锗(Ge)，D是选自钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、锝(Tc)、铑(Rh)、镉(Cd)、铟(In)、锡(Sn)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)和铊(Tl)中的一种或多种元素，x、y和z分别满足0≤x≤15、0≤y≤15和0≤z≤50，其中，x和y中的至少一个不为0。
在本发明的实施方式中，非水电解质包括亚氨盐、以及杂多酸和杂多酸化合物中的至少一种。以这种方式，在正极上形成源于亚氨盐的涂层，并且在负极上形成源于杂多酸和杂多酸化合物中的至少一种的涂层。正负极与非水电解质之间的反应能够利用在正负极上形成的涂层抑制。而且，负极涂层能够防止亚氨盐在负极附近发生分解以及防止其抑制负极活性物质的性能。
本发明的实施方式提供了抑制由非水电解质分解引起的气体产生，以及与这样的气体产生相关的电池溶胀的途径。还能够抑制高温环境下使用期间的电池特性的劣化。
附图说明
图1是示出了根据本发明一个实施方式的非水电解质电池的示例性构造的剖视图。
图2是图1中所示的卷绕电极单元的部分放大剖视图。
图3是根据本发明的一个实施方式的负极表面的SEM照片视图。
图4表示在存在通过向电池系统添加硅钨酸而形成的沉淀物的负极表面上，通过飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)获得的二次离子谱的一个实例。
图5表示在从存在通过向电池系统添加硅钨酸而形成的沉淀物的负极表面上，通过来自X射线吸收精细结构(XAFS)分析的谱图的傅里叶变换而获得的W-O键径向结构函数的一个实例。
图6是示出了根据本发明的另一个实施方式的非水电解质电池的示例性构造的分解透视图。
图7是图6的卷绕电极单元沿线I-I截取的剖视图。
图8是表示根据本发明一个实施方式的非水电解质电池的另一种示例性构造的剖视图。
图9是示出了根据本发明一个实施方式的非水电解质电池的另一种示例性构造的透视图。
具体实施方式
以下将参考附图描述本发明的实施方式。将以以下顺序进行描述。
1.第一实施方式(本发明的包括亚氨盐和杂多酸化合物非水电解质的实例)
2.第二实施方式(利用圆柱形非水电解质电池的实例)
3.第三实施方式(利用层压膜型非水电解质电池的实例)
4.第四实施方式(利用层压膜型非水电解质电池的实例)
5.第五实施方式(利用矩形非水电解质电池的实例)
6.第六实施方式(利用层压电极单元的非水电解质电池的实例)
7.其他实施方式
1.第一实施方式
下面描述根据本发明的第一实施方式的非水电解液。根据本发明的第一实施方式的非水电解液用于电化学装置，例如电池。该非水电解液包括非水溶剂、电解质盐以及亚氨盐与杂多酸化合物二者。该电解质盐、亚氨盐和杂多酸化合物溶解于溶剂中。
(1-1)亚氨盐
本发明实施方式的亚氨盐由下式(I)或(II)表示。
(CmF2m+1SO2)(CnF2n+1SO2)NLi ...(I)
式中，m和n是0以上的整数。
式中，R表示2至4个碳原子的直链或支链全氟亚烷基。
在式(I)或(II)的亚氨盐包含在非水电解质中的情况下，具有氟基团的亚氨盐阴离子吸附在电极上，特别是在正极表面上，并且形成涂层。认为该涂层抑制了特别是在高温环境下电极和非水电解液之间的反应，并且由此降低了在高温使用期间的气体产生并且减小电池溶胀。还能够防止高温环境下连续使用期间的电池特性的劣化。
然而，亚氨盐在单独使用时是有问题的，因为其与负极活性物质的反应性使得充电和放电困难，并且降低了放电容量。认为杂多酸化合物的共同存在(co-presence)防止了锂离子的移动被亚氨盐本身的分解抑制。这认为是由于称为SEI(固体电解质界面)的稳定涂层的相对稳定的结构，该SEI源于杂多酸并且在初始使用中通过充电和放电在负极上形成，允许锂离子的嵌入和脱嵌。
因此，通过与常见范围中使用的亚氨盐一起利用杂多酸化合物，能够改善高温环境下的电池特性，同时不降低电池容量和容量保持率(percentage remaining capacity)。
式(I)表示的链状亚氨盐的实例包括双(氟磺酰)亚胺锂(lithiumbis(fluorosulfonyl)imide)、双(三氟甲磺酰)亚胺锂、双(五氟乙磺酰)亚胺锂、双(七氟丙磺酰)亚胺锂、双(九氟丁磺酰)亚胺锂、(三氟甲磺酰)(五氟乙磺酰)亚胺锂、(三氟甲磺酰)(七氟丙磺酰)亚胺锂和(三氟甲磺酰)(九氟丁磺酰)亚胺锂。
式(II)表示的环状亚氨盐的实例包括全氟乙烷-1，2-二磺酰亚胺锂(perfluoroethane-1，2-disulfonylimide lithium)、全氟乙烷-1，3-二磺酰亚胺锂和全氟乙烷-1，4-二磺酰亚胺锂。
能够组合利用选自式(I)和/或式(II)的化合物选择的两种以上的化合物。
非水电解质中的亚氨盐含量优选为0.01mol/kg以上1.0mol/kg以下，更优选为0.025mol/kg以上0.2mol/kg以下。当亚氨盐含量过小时，不能抑制副反应。过高的亚氨盐含量也不是优选的，因为它降低电池容量。
在本发明的实施方式中，能够添加比现有技术更多的亚氨盐。加入亚氨盐显著改善高温环境下的电池特性。然而，因为亚氨盐在负极处的分解降低放电容量，所以可能仅以最小化负极处的该问题的量混合亚氨盐。另一方面，在本发明的实施方式中，一起使用杂多酸化合物，并因此不需要考虑在负极处的亚氨盐分解的问题，从而允许以足以在负极提供效果的量将亚氨盐添加到电池系统中。
(1-2)杂多酸和杂多酸化合物
本发明的实施方式的杂多酸和杂多酸化合物由杂多酸形成，其中杂多酸是两种以上的含氧酸(oxoacid)的缩合产物。杂多酸和杂多酸化合物的多酸离子优选具有易于在电池溶剂中溶解的结构，如Anderson结构、Keggin结构、Dawson结构和Preyssler结构。
形成杂多酸和杂多酸化合物的杂多酸是包含选自元素组(a)的多原子(杂原子，polyatom或heteroatom)的杂多酸，或者包含选自元素组(a)的多原子且其中该多原子的一部分被选自元素组(b)的至少一种取代的杂多酸。
元素组(a)：Mo、W、Nb、V
元素组(b)：Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Tc、Rh、Cd、In、Sn、Ta、Re、Tl、Pb
而且，杂多酸和/或杂多酸化合物是包含选自元素组(c)的杂原子的杂多酸和/或杂多酸化合物；或者包含选自元素组(c)的杂原子并且其中该杂原子的一部分被选自元素组(d)的至少一种元素取代的杂多酸和/或杂多酸化合物。
元素组(c)：B、Al、Si、P、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ge、As
元素组(d)：H、Be、B、C、Na、Al、Si、P、S、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、As、Se、Zr、Rh、Sn、Sb、Te、I、Re、Pt、Bi、Ce、Th、U、Np
本发明实施方式中使用的杂多酸化合物中包括的杂多酸的实例包括杂多钨酸如磷钨酸(phosphotungstic acid)和硅钨酸(silicotungstic acid)，以及杂多钼酸如磷钼酸(phosphomolybdic acid)和硅钼酸(silicomolybdicacid)。包括多于一种多元素的材料的实例包括磷钒钼酸(phosphovanadomolybdic acid)、磷钨钼酸(phosphotungstomolybdic acid)、硅钒钼酸(silicovanadomolybdic acid)和硅钨钼酸(silicotungstomolybdicacid)。
本发明实施方式中使用的杂多酸化合物是选自下式(III)到(VI)的化合物中的至少一种。
式(III)：Anderson结构
HxAy[BD6O24]·zH2O
在该式中，A表示锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)、铵(NH4)、铵盐或磷盐(phosphonium salt)。B表示磷(P)、硅(Si)、砷(As)或锗(Ge)。D是选自钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、锝(Tc)、铑(Rh)、镉(Cd)、铟(In)、锡(Sn)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)和铊(Tl)中的一种或多种元素。变量x、y和z分别满足0≤x≤8、0≤y≤8和0≤z≤50，其中x和y中的至少一个不为0。
式(IV)：Keggin结构
HxAy[BD12O40]·zH2O
在该式中，A表示锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)、铵(NH4)、铵盐或磷盐。B表示磷(P)、硅(Si)、砷(As)或锗(Ge)。D是选自钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、锝(Tc)、铑(Rh)、镉(Cd)、铟(In)、锡(Sn)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)和铊(Tl)中的一种或多种元素。变量x、y和z分别满足0≤x≤4、0≤y≤4和0≤z≤50，其中x和y中的至少一个不为0。
式(V)：Dawson结构
HxAy[B2D18O62]·zH2O
在该式中，A表示锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)、铵(NH4)、铵盐或磷盐。B表示磷(P)、硅(Si)、砷(As)、或锗(Ge)。D是选自钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、锝(Tc)、铑(Rh)、镉(Cd)、铟(In)、锡(Sn)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)和铊(Tl)中的一种或多种元素。变量x、y和z分别满足0≤x≤8、0≤y≤8和0≤z≤50，其中x和y中的至少一个不为0。
式(VI)：Preyssler结构
HxAy[B5D30O110]·zH2O
在该式中，A表示锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)、铵(NH4)、铵盐或磷盐。B表示磷(P)、硅(Si)、砷(As)或锗(Ge)。D是选自钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、锝(Tc)、铑(Rh)、镉(Cd)、铟(In)、锡(Sn)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)和铊(Tl)中的一种或多种元素。变量x、y和z分别满足0≤x≤15、0≤y≤15和0≤z≤50，其中x和y中的至少一个不为0。
在非水电解质中包含式(III)到(VI)的杂多酸和/或杂多酸化合物的情况下，通过初始使用中的充电和放电，在电极表面上，特别是在负极表面上形成稳定的涂层(SEI)。因为源于杂多酸化合物且能够嵌入和脱嵌锂的涂层具有优异的锂离子透过性，所以认为该涂层在高温使用期间减少气体产生，同时抑制电极和非水电解液之间的反应，而且不会损害循环特性。而且，如上所述，还认为该涂层抑制亚氨盐和负极活性物质之间的反应，以及防止锂离子的移动被亚氨盐的分解阻止。
杂多酸化合物优选具有阳离子，例如Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+、R4N+和R4P+(其中R为H或10个以下碳原子的烃基)。阳离子优选为Li+、四正丁基铵或四正丁基膦。
这样的杂多酸化合物的实例包括杂多钨酸化合物，如硅钨酸钠、磷钨酸钠、磷钨酸铵和硅钨酸四(四正丁基膦)(tetra-tetra-n-butyl phosphoniumsilicotungstate)。杂多酸化合物的其他实例包括杂多钼酸化合物，如磷钼酸钠、磷钼酸铵和磷钼酸三(四正丁基铵)(tri-tetra-n-butyl ammoniumphosphomolybdate)。包括多于一种多元素的化合物的实例包括诸如磷钨钼酸三(四正丁基铵)的材料。杂多酸和杂多酸化合物可以作为两种以上的混合物使用。该杂多酸和杂多酸化合物易于溶解在溶剂中，并且由于在电池中的稳定性，所以不易于例如通过与其他材料反应而引起不利影响。
在本发明的实施方式中，可以利用多酸(polyacid)和多酸化合物中的至少一种。多酸和多酸化合物的多酸离子优选具有易于在电池溶剂中溶解的结构，如Anderson结构、Keggin结构、Dawson结构和Preyssler结构。除了杂多酸化合物之外，异多酸(isopolyacid)化合物也可用作多酸化合物。每添加的重量，异多酸化合物不如杂多酸化合物有效。然而，因为在极性溶剂中的低溶解度，所以当用于正极和负极时，异多酸化合物提供优异的涂层特性，包括涂层粘弹性和抗随时间的劣化性，并且因此从工业角度看异多酸是有用的。
如同杂多酸化合物的情形一样，本发明实施方式中使用的多酸化合物是包括选自元素组(a)的多原子的多酸化合物，或包括选自元素组(a)的多原子且一些多原子被选自元素组(b)的至少一种取代的多酸化合物。
元素组(a)：Mo、W、Nb、V
元素组(b)：Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Tc、Rh、Cd、In、Sn、Ta、Re、Tl、Pb
本发明实施方式中使用的多酸化合物中包括的多酸的实例包括钨酸(VI)和钼酸(VI)。具体的实例包括钨酸酐(tungstic anhydride)、钼酸酐(molybdenum anhydride)和它们的水合物。水合物的实例包括正钨酸(ortho-tungstic acids)(H2WO4)，具体地一水合钨酸(monohydrate)(WO3·H2O)；以及正钼酸，更具体地二水合钼酸(H4MoO5、H2MoO4·H2O、MoO3·2H2O)和一水合钼酸(MoO3·H2O)。也可能使用具有比前述水合物的异多酸如偏钨酸(meta-tungstic acid)和仲钨酸(para-tungstic acid)更低(最终为零)的氢含量的钨酸酐(WO3)，或具有比偏钼酸、仲钼酸更低(最终为零)的氢含量的钼酸酐(MoO3)。
非水电解质包括式(III)到(VI)的杂多酸或杂多酸化合物。也能够组合使用选自式(III)到(VI)的杂多酸或杂多酸化合物中的两种以上。特别优选将结构不含有质子或水的杂多酸化合物添加到非水电解质中，因为这使得有可能控制非水电解液中的水含量，以及抑制游离酸(free acid)产生，而不管添加的杂多酸化合物的量。
非水电解液中的杂多酸和杂多酸化合物的含量，从初始充电后电池溶胀的角度，优选为0.01重量％以上3.0重量％以下，从初始充电后和高温储存后电池溶胀的角度，更优选为0.05重量％以上2.0重量％以下。当杂多酸和杂多酸化合物含量过小时，SEI形成变得不充分，并且很难获得添加杂多酸化合物的效果。过大的含量也不是优选的，因为反应使得不可逆容量太大，并且降低电池容量。
(1-3)用于添加亚氨盐和杂多酸化合物的非水电解质的构造
电解质盐
电解质盐包括，例如，一种或多种轻金属盐，如锂盐。锂盐的实例包括六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、高氯酸锂(LiClO4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、四苯基硼酸锂(LiB(C6H5)4)、甲磺酸锂(LiCH3SO3)、三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)、四氯铝酸锂(LiAlCl4)、六氟硅酸二锂(Li2SiF6)、氯化锂(LiCl)和溴化锂(LiBr)。选自六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、高氯酸锂(LiClO4)和六氟砷酸锂(LiAsF6)中的至少一种是优选的，其中六氟磷酸锂(LiPF6)是更优选的。优选这些是由于它们降低非水电解质的电阻的能力。利用六氟磷酸锂(LiPF6)和四氟硼酸锂(LiBF4)是特别优选的，因为这提供强的效果。
非水溶剂
非水溶剂的实例包括碳酸乙二酯(EC)、碳酸丙二酯(PC)、碳酸丁二酯(BC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)、γ-丁内酯、γ-戊内酯、1，2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、四氢吡喃、1，3-二氧戊环、4-甲基-1，3-二氧戊环、1，3-二噁烷、1，4-二噁烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、异丁酸甲酯(isomethyl butyrate)、三甲基乙酸甲酯、三甲基乙酸乙酯、乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈、3-甲氧基丙腈、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基噁唑烷酮、N，N’-二甲基咪唑啉酮、硝基甲烷、硝基乙烷、环丁砜、磷酸三甲酯和二甲亚砜。这些在利用非水电解质的电池和其他电化学装置中提供优异的容量、优异的循环特性和优异的储存特性。这些可单独使用或作为两种以上的混合物使用。
优选地，使用的溶剂包括选自碳酸乙二酯(EC)、碳酸丙二酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸甲乙酯(EMC)中的至少一种。优选这些是由于它们提供充分效果的能力。在这种情况下，优选使用高粘度(高介电性)溶剂(例如，相对介电常数ε≥30)例如碳酸乙二酯和碳酸丙二酯，作为与低粘度溶剂(例如，粘度≤1mPa·s)例如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯的混合物。利用这样的混合物改善电解质盐的离解性和离子迁移率，并因此提供更强的效果。
非水溶剂可以含有由下式(VII)或(VIII)表示的环状碳酸酯。选自式(VII)和(VIII)的化合物中的两种以上可以组合使用。
该式中，R1至R4是氢基团、卤素基团、烷基或卤代烷基，并且R1至R4中的至少一个是卤素基团或卤代烷基。
该式中，R5和R6是氢基团或烷基。
由式(VII)表示的含卤素的环状碳酸酯的实例包括4-氟-1，3-二氧戊环-2-酮、4-氯-1，3-二氧戊环-2-酮、4，5-二氟-1，3-二氧戊环-2-酮、四氟-1，3-二氧戊环-2-酮、4-氯-5-氟-1，3-二氧戊环-2-酮、4，5-二氯-1，3-二氧戊环-2-酮、四氯-1，3-二氧戊环-2-酮、4，5-双三氟甲基-1，3-二氧戊环-2-酮、4-三氟甲基-1，3-二氧戊环-2-酮、4，5-二氟-4，5-二甲基-1，3-二氧戊环-2-酮、4，4-二氟-5-甲基-1，3-二氧戊环-2-酮、4-乙基-5，5-二氟-1，3-二氧戊环-2-酮、4-氟-5-三氟甲基-1，3-二氧戊环-2-酮、4-甲基-5-三氟甲基-1，3-二氧戊环-2-酮、4-氟-4，5-二甲基-1，3-二氧戊环-2-酮、5-(1，1-二氟乙基)-4，4-二氟-1，3-二氧戊环-2-酮、4，5-二氯-4，5-二甲基-1，3-二氧戊环-2-酮、4-乙基-5-氟-1，3-二氧戊环-2-酮、4-乙基-4，5-二氟-1，3-二氧戊环-2-酮、4-乙基-4，5，5-三氟-1，3-二氧戊环-2-酮和4-氟-4-甲基-1，3-二氧戊环-2-酮。这些可以单独使用或作为两种以上的混合物使用。在这之中，4-氟-1，3-二氧戊环-2-酮和4，5-二氟-1，3-二氧戊环-2-酮是优选的，因为它们容易获得，并且能够提供强的效果。
由式(VIII)表示的含不饱和键的环状碳酸酯的实例包括碳酸亚乙烯酯(1，3-二氧杂环戊烯-2-酮)、碳酸甲基亚乙烯酯(4-甲基-1，3-二氧杂环戊烯-2-酮)、碳酸乙基亚乙烯酯(4-乙基-1，3-二氧杂环戊烯-2-酮)、4，5-二甲基-1，3-二氧杂环戊烯-2-酮、4，5-二乙基-1，3-二氧杂环戊烯-2-酮、4-氟-1，3-二氧杂环戊烯-2-酮和4-三氟甲基-1，3-二氧杂环戊烯-2-酮。这些可以单独使用或者作为两种以上的混合物使用。在这之中，碳酸亚乙烯酯是优选的，因为它易于获得，并且能够提供强的效果。
高分子化合物(聚合物化合物，polymer compound)
在本发明的实施方式中，作为非水溶剂和电解质盐的混合物的非水电解质可以以凝胶态存在，其中具有含高分子化合物的保持物(支撑体，retainer)。
通过吸收溶剂而凝胶化的材料能够用作高分子化合物。实例包括氟高分子化合物如聚偏二氟乙烯或偏二氟乙烯与六氟丙烯的共聚物；醚高分子化合物如包含聚环氧乙烷的交联产物或聚环氧乙烷；以及包含作为重复单元的聚丙烯腈、聚环氧丙烷或聚甲基丙烯酸甲酯的化合物。高分子化合物可以单独使用或作为两种以上的混合物使用。
从氧化还原稳定性的角度，特别优选氟高分子化合物，其中优选含有偏二氟乙烯和六氟丙烯成分的共聚物。为了改善特性，该共聚物也可以包括不饱和二元酸的单酯，如马来酸单甲酯；卤代乙烯如氯代三氟乙烯(chlorotrifluoroethylene)；不饱和化合物的环状碳酸酯，如碳酸亚乙烯酯；或含环氧基的丙烯酰基乙烯基(acrylvinyl)单体。
后文将描述形成凝胶电解质层的方法。
优点
在本发明的第一实施方式中，非水电解质中含有由式(I)和(II)表示的亚氨盐中的至少一种，以及由式(III)到(VI)表示的杂多酸和杂多酸化合物中的至少一种。以这种方式，能够抑制电极和非水电解液之间的反应从而减少气体产生，以及因此减小高温使用期间的电池溶胀。
2.第二实施方式
以下描述根据本发明第二实施方式的非水电解质电池。第二实施方式的非水电解质电池是圆柱形非水电解质电池。
(2-1)非水电解质电池的构造
图1示出了第二实施方式的非水电解质电池的剖面构造。图2是图1中示出的卷绕电极单元20的部分放大视图。该非水电解质电池是一种锂离子二次电池，其中例如负极容量基于电极反应物质锂的嵌入和脱嵌进行表示。
非水电解质电池的整体构造
该非水电解质电池构造成主要包括基本上中空的圆柱形电池壳11、卷绕电极单元20以及一对绝缘板12和13，其中卷绕电极单元20包括与其间层压的隔膜23一起卷绕的正极21和负极22。卷绕电极单元20以及绝缘板12和13容纳在圆柱形电池壳11内。利用这样的圆柱形电池壳11的电池结构造称为圆柱形结构。
电池壳11例如由镀镍(Ni)的铁(Fe)制成，且具有一个封闭端和一个开口端。在电池壳体11的内部，该绝缘板12和13设置在卷绕电极单元20的两个侧面上，垂直于卷绕表面(压制表面，rolled surface)。
经由垫圈17填缝，电池壳11用固定至电池壳11的开口端的电池盖14连同设置在电池盖14内的安全阀机构15和热敏电阻元件(PTC；正温度系数)16进行密封。
利用用于电池壳11的相同或类似材料形成电池盖14。安全阀机构15经由热敏电阻元件16电连接到电池盖14，并且当由于内部短路或外部加热导致的电池内部的压力达到某个水平时，通过盘状板15A的翻转而切断电池盖14和卷绕电极单元20之间的电连接。
热敏电阻元件16在升高的温度下增大其电阻值，并限制电流以防止由于过流的异常加热。垫圈17，例如，由绝缘材料构成，并且其表面上涂覆沥青。
中心销24插入到例如卷绕电极单元20的中心。卷绕电极单元20的正极21连接于例如铝(Al)的正极引线25，而负极22连接于例如镍(Ni)的负极引线26。正极引线25通过焊接至安全阀机构15而电连接到电池盖14。负极引线26通过焊接而电连接至电池壳11。
正极
正极21构造成包括例如设置在具有一对表面的正极集流体21A的两侧上的正极活性物质层21B。正极活性物质层21B也可仅设置在正极集流体21A的一侧上。在正极表面上形成源于由式(I)和(II)表示的亚氨盐中的至少一种的涂层。注意，正极上形成的沉积物根据添加到电池系统中的亚氨盐的量形成。
正极集流体21A由金属材料，例如铝、镍、和不锈钢构成。
正极活性物质层21B包括正极活性物质，其是一种或多种能够嵌入和脱嵌锂的正极材料。根据需要，也可包含其他材料，如粘结剂和导电剂。
能够嵌入和脱嵌锂的正极材料的优选实例包括含锂化合物，由于其提供高能量密度的能力。含锂化合物的实例包括包含锂和过渡金属元素的复合氧化物；以及包含锂和过渡金属元素的磷酸化合物。在这之中，由于其提供高电压的能力，优选包括选自钴、镍、锰和铁的至少一种过渡金属元素的化合物。
包含锂和过渡金属元素的复合氧化物的实例包括锂钴复合氧化物(LixCoO2)、锂镍复合氧化物(LixNiO2)、锂镍钴复合氧化物(LixNi1-zCozO2(z＜1))、锂镍钴锰复合氧化物(LixNi(1-v-w)CovMnwO2(v+w＜1))和尖晶石型结构的锂锰复合氧化物(LiMn2O4)或锂锰镍复合氧化物(LiMn2-tNitO4(t＜2))。在这之中，优选含钴的复合氧化物，因它们提供高容量和优异循环特性的能力。包含锂和过渡金属元素的磷酸化合物的实例包括磷酸铁锂化合物(LiFePO4)和磷酸锰铁锂化合物(LiFe1-uMnuPO4(u＜1))。
而且，从提供甚至更高的电极可充电性和循环特性的角度，可利用复合颗粒，其通过用其他含锂化合物的细颗粒涂覆任何前述的含锂化合物的核心颗粒的表面而制得。
能够嵌入和脱嵌锂的正极材料的其他实例包括：氧化物，如氧化钛、氧化钒和二氧化锰；二硫化物，如二硫化钛和二硫化钼；硫属化物(chalcogenides)，如硒化铌；硫磺；和导电高分子，如聚苯胺和聚噻吩。能够嵌入和脱嵌锂的正极材料可以不同于这些实例。而且，如以上例举的正极材料可作为两种以上的任意组合的混合物使用。
负极
负极22构造成包括，例如，设置在具有一对表面的负极集流体22A的两侧上的负极活性物质层22B。负极活性物质层22B可以仅设置在负极集流体22A的一侧上。在负极表面上形成源于由式(III)到(VI)表示的杂多酸和杂多酸化合物的至少一种的涂层。该涂层包括通过响应于初始充电或充电的杂多酸化合物电解而形成的三维筛网结构的沉积物。涂层形成在负极表面的至少一部分上，并且包括含有一种或多种多元素的非晶体多酸和/或多酸化合物。非晶体多酸和/或多酸化合物与非水电解质以凝胶状态存在。
形成在负极表面上并包括一种或多种多酸元素的非晶体多酸和/或多酸化合物的本发明实施方式的凝胶涂层能够利用SEM(扫描电子显微镜)进行观察，例如，如图3所示。注意，图3是充电后负极表面的SEM图像，在通过清洗然后干燥除去非水电解质之后得到的。
能够基于通过在负极表面上形成的涂层的X射线吸收精细结构(XAFS)分析实施的结构分析，并且根据通过飞行时间二次离子质谱法(ToF-SIMS)获得的分子的化学信息，来确认非晶体多酸和/或多酸化合物的沉积物是否存在。
图4表示通过非水电解质电池的负极表面的飞行时间二次离子质谱法(ToF-SIMS)获得的二次离子光谱的实例，其中该非水电解质电池包括通过在将硅钨酸添加到电池系统后对电池充电形成的本发明实施方式的负极涂层。如从图4中能够看到的，存在含有钨(W)和氧(O)作为构成元素的分子。
图5表示通过来自非水电解质电池的负极表面的X射线吸收精细结构(XAFS)分析的光谱的傅里叶变换获得的W-O键径向结构函数的实例，其中该非水电解质电池包括通过在将硅钨酸添加到电池系统之后对电池进行充电形成的本发明实施方式的负极涂层。结合负极涂层的分析结果，图5也表示本发明实施方式的可分别用作多酸和杂多酸的钨酸(WO3、WO2)和硅钨酸(H4(SiW12O40)·26H2O)的W-O键的径向结构函数的实例。
从图5能够看到，负极表面上的沉积物的峰L1出现在与硅钨酸(H4(SiW12O40)·26H2O)、二氧化钨(WO2)、三氧化钨(WO3)的峰L2、L3、和L4不同的位置，表明该沉积物具有不同的结构。从径向结构函数能够确认，在典型的钨氧化物三氧化钨(WO3)和二氧化钨(WO2)中，以及在本发明实施方式的起始物质硅钨酸(H4(SiW12O40)·26H2O)中，主峰在1.0到2.0
范围存在，而其他峰在2.0到4.0
范围存在。
另一方面，本发明的实施方式中含有主要成分钨酸且沉积在正负极上的多酸的W-O键距离分布，尽管峰出现在这个范围，但与在1.0
到2.0
范围外的峰L1比较，没有不同的峰。具体地，在3.0
以上基本上没有观察到峰。因此该结果确认负极表面上的沉积物确实是非晶体的。
负极集流体22A由金属材料例如铜、镍和不锈钢构成。
负极活性物质层22B包括负极活性物质，其可以是能够嵌入和脱嵌锂的一种或多种负极材料。根据需要，也可包含其他材料如粘结剂和导电剂。能够嵌入和脱嵌锂的负极材料的可充电容量优选大于正极的放电容量。注意，粘结剂和导电剂的细节与结合正极所描述的相同。
能够嵌入和脱嵌锂的负极材料可以是，例如，碳材料。碳材料的实例包括易于可石墨化的碳、具有0.37nm以上的(002)晶面间距的非可石墨化碳，和具有0.34nm以下的(002)晶面间距的石墨。具体实例包括热解碳、焦炭、玻璃状碳纤维、有机高分子化合物烧结产物、活性碳和碳黑。焦炭包括沥青焦、针状焦和石油焦。有机高分子化合物烧结产物是指在合适温度下通过烧结酚醛树脂、呋喃树脂等而获得的碳化产物。碳材料是优选的，因为它们除了用作导电剂之外，在嵌入和脱嵌锂中晶体结构上变化很小，并由此提供高能量密度和优异的循环特性。碳材料在形状上可以是纤维状、球体状、颗粒状或鳞片状。
除了碳材料之外，能够嵌入和脱嵌锂的负极材料可以是，例如，这样的材料，其除了能够嵌入和脱嵌锂之外，还包括金属元素和半金属元素中的至少一种作为构成元素，因为这样的材料还提供高能量密度。这样的负极材料可以包括单独的或作为合金或化合物的金属元素或半金属元素，或可以至少部分地包括这些材料的一个或多个相。如本文中所用的，“合金”涵盖两种以上金属元素的合金，以及一种或多种金属元素和一种或多种半金属元素的合金。而且，“合金”可以包含非金属元素。组成可以是固溶体、共晶(低熔混合物)或金属互化物、或这些中的两种以上的混合物。
金属和半金属元素是，例如，能够与锂形成合金的那些元素。具体实例包括镁(Mg)、硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)、铋(Bi)、镉(Cd)、银(Ag)、锌(Zn)、铪(Hf)、锆(Zr)、钇(Y)、钯(Pd)和铂(Pt)。硅和锡中的至少一种是优选的，并且硅是更优选的，因为这些元素高度能够嵌入和脱嵌锂，并能够提供高能量密度。
包含硅和锡中的至少一种的负极材料的实例包括硅(单质，或作为合金或化合物)、锡(单质，或作为合金或化合物)，以及至少部分地包含这些的一个或多个相的材料。
硅合金的实例包括包含选自锡(Sn)、镍(Ni)、铜(Cu)、铁(Fe)、钴(Co)、锰(Mn)、锌(Zn)、铟(In)、银(Ag)、钛(Ti)、锗(Ge)、铋(Bi)、锑(Sb)和铬(Cr)中的至少一种非硅第二构成元素的那些合金。锡的合金的实例包括包含选自硅(Si)、镍(Ni)、铜(Cu)、铁(Fe)、钴(Co)、锰(Mn)、锌(Zn)、铟(In)、银(Ag)、钛(Ti)、锗(Ge)、铋(Bi)、锑(Sb)和铬(Cr)中的至少一种非锡(Sn)第二构成元素的那些合金。
锡化合物和硅化合物的实例包括含有，例如，氧(O)或碳(C)的那些化合物。除了锡(Sn)或硅(Si)之外，锡化合物和硅化合物可以可选地包含以上例举的第二构成元素。
作为包括硅(Si)和锡(Sn)的至少一种的负极材料，特别优选的是，例如，包含作为第一构成元素的锡(Sn)、以及除了第一构成元素锡(Sn)之外的第二和第三构成元素。负极材料可以连同以上例举的负极材料一起使用。第二构成元素是选自钴(Co)、铁(Fe)、镁(Mg)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、银(Ag)、铟(In)、铈(Ce)、铪(Hf)、钽(Ta)、钨(W)、铋(Bi)和硅(Si)中的至少一种。第三构成元素是选自硼(B)、碳(C)、铝(Al)和磷(P)中的至少一种。包含该第二和第三元素改善了循环特性。
含CoSnC的材料是尤其优选的，其包含作为构成元素的锡(Sn)、钴(Co)和碳(C)，并且其中碳(C)含量范围为9.9质量％以上29.7质量％以下，并且其中钴(Co)在锡(Sn)和钴(Co)总量中的比例(Co/(Sn+Co))的范围为30质量％以上70质量％以下。采用这些组成范围能够获得高能量密度和优异的循环特性。
根据需要，含SnCoC的材料可以可选地包含其他构成元素。其他构成元素的优选实例包括硅(Si)、铁(Fe)、镍(Ni)、铬(Cr)、铟(In)、铌(Nb)、锗(Ge)、钛(Ti)、钼(Mo)、铝(Al)、磷(P)、镓(Ga)和铋(Bi)，它们可以两种以上的组合被包含。包括这些元素进一步改善容量特性或循环特性。
优选含SnCoC的材料包括含锡(Sn)、钴(Co)和碳(C)的相，以及这个相具有低结晶或非晶体结构。而且，在含SnCoC的材料中，优选构成元素碳至少部分地结合于其他构成元素，即，金属元素或半金属元素。碳与其他元素的结合抑制了锡(Sn)或其他元素的聚集或结晶，这被认为会降低循环特性。
元素结合的状态能够通过，例如，X-射线光电子能谱(XPS)进行测定。在XPS中，当使用的装置经过校准以在84.0eV处提供金原子4f轨道(Au4f)的峰时，对于石墨，碳1s轨道(C1s)的峰出现在284.5eV处。在表面污染碳中，该峰出现在284.8eV处。相反，当碳元素电荷密度高，如在例如结合到金属元素或半金属元素的碳中时，C1s的峰在低于284.5eV的区域中出现。即，当对于含SnCoC材料的C1s合成波峰在低于284.5eV的区域中出现时，在含SnCoC的材料中包含的碳(C)至少部分地结合于其他构成元素，即金属元素或半金属元素。
注意，XPS利用，例如，C1s峰进行光谱能量轴校准。通常，因为表面污染的碳存在于表面上，所以表面污染碳的C1s峰设定为284.8eV，并用作参考能量。在XPS中，因为C1s峰的波形作为包含表面污染碳的峰和含SnCoC材料中包含的碳的峰的波形获得，所以利用例如商购软件可以分开表面污染碳的峰和含SnCoC材料中所含的碳的峰。在波形分析中，在最低结合能侧上的主峰的位置用作参考能量(284.8eV)。
能够嵌入和脱嵌锂的负极材料的其他实例包括能够嵌入和脱嵌锂的金属氧化物和高分子化合物。这样的金属氧化物的实例包括氧化铁、氧化钌和氧化钼。这样的高分子化合物的实例包括聚乙炔、聚苯胺和聚吡咯。
能够嵌入和脱嵌锂的负极材料可以不同于这些实例。而且，负极材料如以上例举的那些可以作为两种以上的任意组合的混合物使用。
负极活性物质层22B可以利用，例如，气相法、液相法、喷雾法、烧结法和涂覆法中的任意方法，单独地或两种以上的组合来形成。当利用气相法、液相法、喷雾法、或烧结法(单独地或两种以上的组合)来形成负极活性物质层22B时，优选在负极活性物质层22B和负极集流体22A之间的界面的至少一部分处形成合金。具体地，优选负极集流体22A的构成元素在界面处扩散到负极活性物质层22B中，或者负极活性物质层22B的构成元素在界面处扩散到负极集流体22A中。而且，这些构成元素优选在负极集流体22A和负极活性物质层22B之间相互扩散。以这种方式，能够抑制由于充电和放电导致的负极活性物质层22B的膨胀和收缩引起的破坏，而且能够改善负极活性物质层22B和负极集流体22A之间的电子导电性。
气相法可以是，例如，物理沉积法或化学沉积法，具体地是真空沉积法、溅射法、离子镀法、激光烧蚀法、化学气相沉积(CVD)法或等离子体化学气相沉积法。已知的技术，如电镀和非电镀，能够用作液相法。烧结法是一种其中例如颗粒负极活性物质与其他组分如粘结剂混合，分散在溶剂中，并涂覆，然后在高于例如粘结剂熔点的温度下进行热处理的方法。烧结法也能够利用已知的技术实施，例如，如空气烧结法、反应烧结法和热压烧结法。
隔膜
设置隔膜23以将正极21和负极22相互分隔，并允许锂离子通过同时防止由电极接触引起的电流短路。隔膜23例如利用合成树脂膜如聚四氟乙烯、聚丙烯和聚乙烯的多孔膜或陶瓷多孔膜构造。隔膜23可以是这些多孔膜的两个以上的层压体。隔膜23用上述第一实施方式的非水电解液浸渍。
(2-2)非水电解质电池的制造方法
非水电解质电池能够制造如下。
正极的制造
以正极21开始制造。例如，将正极材料、粘结剂和导电剂混合以获得正极混合物，然后将其分散在有机溶剂中，而形成糊状正极混合物浆料。然后利用例如刮刀或刮条涂布机将正极混合物浆料均匀涂覆在正极集流体21A的两个表面上。干燥之后，在可选加热下利用例如辊压机将涂层压制成形，而形成正极活性物质层21B。压制成形可以重复多次。
负极的制造
接下来制造负极22。例如，将负极材料、粘结剂和可选的导电剂混合而获得负极混合物，然后将其分散在有机溶剂中，而形成糊状正极混合物浆料。然后利用例如刮刀或刮条涂布机将正极混合物浆料均匀涂覆在正极集流体22A的两个表面上。干燥之后，在可选加热下利用例如辊压机将涂层压制成形，而形成负极活性物质层22B。
非水电解质电池的组装
将正极引线25和负极引线26通过例如焊接分别连接至正极集流体21A和负极集流体22A。然后将正极21和负极22经由隔膜23进行卷绕，并且将正极引线25和负极引线26在前端分别焊接至安全阀机构15和电池壳11。然后将正极21和负极22的卷绕体夹在绝缘板12和13之间，并容纳在电池壳11内部。在容纳在电池壳11内部的正极21和负极22的情况下，将第一实施方式的非水电解液注入到电池壳11中，并且将隔膜23用该电解液浸渍。然后，将电池盖14、安全阀机构15和热敏电阻元件16经由垫圈17填缝而固定至电池壳11的开口端。作为结果，获得了图2和图3中所示的非水电解质电池。
在如上构造的非水电解质电池中，非水电解液中含有的式(I)或(II)的亚氨盐的阴离子在初始充电时吸附在正极表面。作为结果，抑制了电极和非水电解液之间的反应，并且减少了特别是在高温使用期间的气体产生。
而且，式(III)到(VI)的杂多酸和杂多酸化合物中的至少一种发生电解并沉积，从而在负极表面上形成涂层。式(III)到(VI)的任何一个的杂多酸化合物能够嵌入和脱嵌锂离子，并因此通过被包含在非水电解液中，响应于初始使用中的充电和放电，该杂多酸化合物在负极上形成稳定的SEI涂层，并抑制非水电解液中溶剂和电解质盐的分解。由杂多酸和/或杂多酸化合物形成的SEI是无机的且牢固的，并且对锂离子的嵌入和脱嵌具有小电阻。因此认为，该SEI不可能引起诸如容量劣化的的不利影响。而且，认为与杂多酸和/或杂多酸化合物一起添加的一氟磷酸盐和/或二氟磷酸盐，类似于非水电解质中的锂盐，进一步抑制电解质盐的分解，并且形成低电阻SEI。
本发明实施方式的非水电解液浸透负极活性物质层22B，并因此源于式(III)到(VI)的杂多酸和杂多酸化合物中的至少一种的化合物可以响应于充电或初始充电而沉积在负极活性物质层22B中。具体地，源于式(III)到(VI)的杂多酸和杂多酸化合物中的至少一种的化合物可以存在于负极活性物质颗粒之间。
类似地，因为非水电解液浸透正极活性物质层21B，所以源于式(III)至(VI)的杂多酸和杂多酸化合物中的至少一种的化合物可以响应于充电或初始充电而沉积在正极活性物质层21B中。就是说，源于式(III)至(VI)的杂多酸和杂多酸化合物中的至少一种的化合物可以存在于正极活性物质颗粒之间。
源于式(III)到(VI)的杂多酸和杂多酸化合物中的至少一种的化合物在负极涂层中是否存在，能够通过例如X射线光电子能谱(XPS)分析或飞行时间二次离子质谱法(ToF-SIMS)进行确认。在这种情形中，在拆卸电池之后，用碳酸二甲酯冲洗电池。电池经过冲洗，从而除去表面上存在的低挥发性溶剂组分和电解质盐。优选地，取样尽可能在惰性的气氛下进行。
优点
在本发明的第二实施方式中，利用非水电解质电池，其包含在非水电解质中的式(I)和(II)的亚氨盐的至少一种、以及式(III)至(VI)的杂多酸和杂多酸化合物中的至少一种。以这种方式，能够抑制在高温环境下的电池特性的劣化，并且在连续使用期间能够抑制电极活性物质和非水电解液的副反应。作为结果，改善了电池特性。因为本发明中添加亚氨盐和杂多酸化合物对于高温环境下的使用也有效，所以本发明可应用于原电池和二次电池。优选地，本发明用于二次电池，因为本发明在具有多个充放电循环的电池中更有效。
3.第三实施方式
下面描述根据本发明的第三实施方式的非水电解质电池。第三实施方式的非水电解质电池是具有层压膜外部(包装)的层压膜型非水电解质电池。
(3-1)非水电解质电池的构造
描述了根据本发明第三实施方式的非水电解质电池。图6是表示根据本发明第三实施方式的非水电解质电池的构造的分解透视图。图7是图6的卷绕电极单元30在线I-I处的放大剖视图。
该非水电解质电池基本上构造成包括膜状外部构件40、以及容纳在外部构件40中的卷绕电极单元30，其中正极引线31和负极引线32连接至该卷绕电极单元30。利用膜状外部构件40的电池结构称为层压膜结构。
例如，正极引线31和负极引线32以相同的方向从外部构件40中引出。正极引线31利用例如金属材料如铝形成。负极引线32利用例如金属材料如铜、镍和不锈钢形成。这些金属材料例如形成为薄板或筛网。
外部构件40利用例如铝层压膜形成，该铝层压膜包括按以下次序层压的尼龙膜、铝箔和聚乙烯膜。例如，外部构件40由在周边处熔接或用粘合剂粘接的一对矩形铝层压膜构成，其中聚乙烯膜面向卷绕电极单元30。
将阻止外部空气进入的粘附膜41插入在外部构件40与正负极引线31和32之间。粘附膜41利用对正极引线31和负极引线32具有粘附性的材料构造。这样的材料的实例包括聚烯烃树脂如聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯和改性聚丙烯。
外部构件40可由其他层压结构的层压膜，代替铝层压膜，或由聚丙烯或其他聚合物膜，或金属膜构成。
图7是图6的卷绕电极单元30沿线I-I截取的剖视图。卷绕电极单元30是经由隔膜35和电解液36层压的正极33和负极34的卷绕单元。卷绕电极单元30的最外周边由保护带37保护。
正极33构造成包括例如在正极集流体33A两侧上的正极活性物质层33B，并且在正极表面上形成源于式(I)和式(II)的亚氨盐中的至少一种的涂层。
负极34构造成包括例如在负极集流体34A的两侧上的负极活性物质层34B，并且在负极表面上形成源于式(III)到(VI)的杂多酸和杂多酸化合物中的至少一种的涂层。杂多酸化合物涂层是通过杂多酸化合物电解形成的三维网状结构的沉积物，并且与电池系统中这种结构中的非水电解液一起作为含有非晶体多酸的凝胶涂层存在。
正极33和负极34以使负极活性物质层34B和正极活性物质层33B在相反侧上的方式设置。正极集流体33A、正极活性物质层33B、负极集流体34A、负极活性物质层34B和隔膜35分别与第二实施方式的正极集流体21A、正极活性物质层21B、负极集流体22A、负极活性物质层22B和隔膜23的相同方式构造。
电解质36是所谓的凝胶电解质，包括第一实施方式的非水电解液、和保持该非水电解液的高分子化合物。凝胶电解质是优选的，因为它提供高的离子传导率(例如，室温下为1mS/cm以上)，并防止泄漏。
(3-2)非水电解质电池的制造方法
例如，利用如下三种制造方法(第一至第三制造方法)制造非水电解质电池。
(3-2-1)第一制造方法
在第一制造方法中，例如，根据第二实施方式中用于形成正极21和负极22的程序，将正极活性物质层33B首先形成在正极集流体33A的两侧上，从而形成正极33。将负极活性物质层34B形成在负极集流体34A的两侧上，从而形成负极34。
将单独制备的含有第一实施方式的非水电解液、高分子化合物和溶剂的前体溶液涂覆在正极33和负极34上，并且蒸发溶剂以形成凝胶电解质36。然后，将正极引线31和负极引线32分别连接到正极集流体33A和负极集流体34A。
然后将具有电解质36的正极33和负极34经由隔膜35进行层压，并沿着纵向方向卷绕。然后将保护带37粘合至最外周，从而制得卷绕电极单元30。最后，将卷绕电极单元30置于例如一对膜状外部构件40之间，并通过例如热熔在周边处粘结外部构件40而密封在其内。将粘附膜41插在正极引线31和负极引线32与外部构件40之间。这完成了非水电解质电池。
(3-2-2)第二制造方法
在第二制造方法中，首先，将正极引线31和负极引线32分别连接到正极33和负极34。然后将正极33和负极34与其间的隔膜35一起进行层压并卷绕，并将保护带37粘合至最外周边，从而获得作为卷绕电极单元30的前体的卷绕单元。
然后，将卷绕单元置于一对膜状外部构件40之间，随后将其通过例如热熔在周边处粘结，保留一侧开口。作为结果，该卷绕单元容纳在外部构件40的袋内。然后，制备电解质组合物，其包括第一实施方式的非水电解液、高分子化合物的原料单体、聚合引发剂、和可选材料如聚合抑制剂，并且将该电解质组合物注入外部构件40的袋中。通过例如热熔将外部构件40的开口密封。最后，将单体热聚合成高分子化合物，并形成凝胶电解质36。这完成了非水电解质电池。
(3-2-3)第三制造方法
在第三制造方法中，除了将高分子化合物预先涂覆在隔膜35两侧上之外，按照第二制造方法中相同的方式形成卷绕单元并将其容纳在外部构件40的袋内。
涂覆在隔膜35上的高分子化合物可以例如是包含偏二氟乙烯组分的聚合物，具体地是均聚物、共聚物、或多组分共聚物。具体实例包括聚偏二氟乙烯、包含偏二氟乙烯和六氟丙烯组分的二元共聚物、以及包含偏二氟乙烯、六氟丙烯和氯代三氟乙烯组分的三元共聚物。
注意，除了包含偏二氟乙烯组分的聚合物之外，该高分子化合物还可以包括一种或多种其他高分子化合物。然后，制备第一实施方式的非水电解液，并注入外部构件40中，并且通过例如热熔而密封外部构件40的开口。最后，外部构件40在外加负载之下加热，从而经由高分子化合物使隔膜35与正极33和负极34接触。作为结果，非水电解液浸透高分子化合物，引起高分子化合物凝胶化并形成电解质36。这完成了非水电解质电池。
通过根据第一到第三制造方法制得的非水电解质电池的初始充电或充电，式(I)或(II)的亚氨盐的阴离子吸附在电极表面，并且在负极表面形成源于式(III)到(VI)的杂多酸和杂多酸化合物中的至少一种的涂层。
优点
第二实施方式中获得的效果也可在第三实施方式中获得。
4.第四实施方式
下面描述根据本发明第四实施方式的非水电解质电池。第四实施方式的非水电解质电池是具有层压膜外部包装的层压膜型非水电解质电池，并且与第三实施方式的非水电解质电池没有不同，只是直接利用第一实施方式的非水电解液。因此，下面的描述主要涉及与第三实施方式的不同。
(4-1)非水电解质电池的构造
根据本发明第四实施方式的非水电解质电池利用非水电解液而不是凝胶电解质36。因此，卷绕电极单元30不包括电解质36，而是包括浸透隔膜35的非水电解液。
(4-2)非水电解质电池的制造方法
非水电解质电池能够例如制造如下。
首先，例如，将正极活性物质、粘结剂和导电剂混合，从而制备正极混合物，随后将其分散在溶剂如N-甲基-2-吡咯烷酮中，从而获得正极混合物浆料。将正极混合物浆料涂覆在两侧上、干燥并压制成形，从而形成正极活性物质层33B，而获得正极33。之后，将正极引线31例如通过超声焊接或点焊连接至正极集流体33A。
例如，将负极材料和粘结剂混合，从而制备负极混合物，随后将其分散在溶剂如N-甲基-2-吡咯烷酮中，从而获得负极混合物浆料。将负极混合物浆料涂覆在负极集流体34A的两侧上、干燥、并压制成形，从而形成负极活性物质层34B，而获得正极34。之后，将负极引线32例如通过超声焊接或点焊连接至负极集流体34A。
正极33和负极34与其间的隔膜35一起卷绕，并安装在外部构件40中。然后，将第一实施方式的非水电解液注入外部构件40中，并且密封外部构件40。作为结果，获得了图6和7中所示的非水电解质电池。
优点
第二实施方式中获得的效果也能够在第四实施方式中获得。
5.第五实施方式
下面描述根据本发明第五实施方式的非水电解质电池20的示例性构造。根据本发明第五实施方式的非水电解质电池20具有矩形形状，如图8所示。
非水电解质电池20制造如下。如图8所示，首先将卷绕电极单元53容纳在外壳51中，外壳51是由金属例如铝(Al)和铁(Fe)制成的金属矩形壳。
然后，将设置在电池盖52上的电极销54连接至从卷绕电极单元53引出的电极端子55，并且利用电池盖52进行密封。然后，通过非水电解液入口56，将包含式(I)或(II)的亚氨盐以及式(III)到(VI)的杂多酸和杂多酸化合物中的至少一种的非水电解液注入到非水电解质电池，然后将其用密封构件57密封。响应于这样制造的电池的充电或初始充电，式(I)或(II)的亚氨盐的阴离子吸附在电极表面上，并且源于式(III)到(VI)表示的杂多酸和杂多酸化合物中的至少一种的化合物沉积在负极14的表面上。这完成了本发明第五实施方式的非水电解质电池20。
注意，卷绕电极单元53通过经由隔膜层压正极和负极，并卷绕电极获得。正极、负极、隔膜和非水电解液与第一实施方式中描述的相同，且不再进一步描述。
优点
本发明第五实施方式的非水电解质电池20能够抑制容量保持率降低和高温环境下的气体产生，以及连续使用期间容量保持率的降低。因此，能够防止由于气体产生导致的增高内部压力引起的损坏以及电池特性降低。
6.第六实施方式
下面描述根据本发明第六实施方式的非水电解质电池。根据第六实施方式的非水电解质电池是层压膜型非水电解质电池，其中作为正极和负极的层压体的电极单元用层压膜覆盖(套罩，sheath)。除了电极单元的构造，第六实施方式与第三实施方式没有不同。因此，下面的描述仅涉及第六实施方式的电极单元。
正极和负极
如图9所示，通过在矩形正极集流体的两侧上形成正极活性物质层，而获得正极61。优选地，正极61的正极集流体与正极端子整体形成。类似地，通过在矩形负极集流体上形成负极活性物质层，而获得负极62。
正极61和负极62与其间的隔膜63一起依次层压，并且形成电极层压体60。可以通过附着绝缘胶带等来保持电极层压体60中的电极的层压状态。电极层压体60例如用层压膜覆盖，并且与非水电解液一起密封在电池内。可利用凝胶电解质代替非水电解液。
实施例
下面描述本发明的具体实施例。然而，应该注意，本发明不受下面的描述限制。
下面的亚氨盐用于实施例和对比例中。
化合物A：双(氟磺酰)亚胺锂
化合物B：双(三氟甲磺酰)亚胺锂
化合物C：双(五氟乙磺酰)亚胺锂
化合物D：双(九氟丁磺酰)亚胺锂
化合物E：全氟丙烷-1，3-二磺酰亚胺锂
下面的杂多酸用于实施例和对比例中。注意，下面的杂多酸都包括Keggin结构的多酸离子。
化合物F：硅钼酸七水合物
化合物G：硅钨酸七水合物
化合物H：磷钼酸七水合物
化合物I：磷钨酸七水合物
注意，杂多酸的质量是不包括杂多酸结合水的质量的质量。类似地，杂多酸化合物的质量是不包括杂多酸化合物结合水的质量的质量。
实施例1
实施例1中，在变化添加到电解液的亚氨盐和杂多酸的量下评价层压膜型电池的特性。
实施例1-1
正极的制造
将94质量份的正极活性物质锂钴氧化物(LiCoO2)、3质量份的导电剂石墨和3质量份的粘结剂聚偏二氟乙烯(PVdF)混合，并且加入N-甲基吡咯烷酮，从而获得正极混合浆料。然后将该正极混合浆料均匀地涂覆在10μm厚的铝箔两面上，干燥，并且用辊压机压制成型，从而获得设置有正极活性物质层(体积密度为3.40g/cc)的正极片。最后，将正极片切成宽度为50mm和长度为300mm，并且将铝(Al)正极引线焊接到该正极集流体的一端，从而获得正极。
负极的制造
将97质量份的负极活性物质中孔碳微珠(mesocarbon microbead)(MCMB)和3质量份的粘结剂聚偏二氟乙烯(PVdF)混合，并加入N-甲基吡咯烷酮，从而获得负极混合浆料。然后将负极混合浆料均匀地涂覆在10μm厚的铜箔(负极集流体)的两面上，干燥，并且用辊压机压制成型，从而获得具有负极活性物质层(体积密度为1.80g/cc)的负极片。最后，将负极片切成宽度50mm和长度300mm，并且将镍(Ni)负极引线焊接到负极集流体的一端，从而获得负极。
非水电解液的调整
将0.99mol/kg的电解质盐六氟磷酸锂(LiPF6)和0.01mol/kg的双(氟磺酰)亚胺锂(亚氨盐，化合物A)以总体为0.1mol/kg的量添加到碳酸乙二酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)的3∶7(质量比)的混合物中。然后，0.5重量％的硅钼酸七水合物(杂多酸，化合物F)溶解在其中。
电池组装
将正极和负极经由以7μm厚微孔聚丙烯膜形式提供的隔膜进行层压。将该层压体沿着该层压体的纵向方向卷绕多次，并且将终端部用胶带固定，从而获得扁平卷绕电极单元。然后，将该卷绕电极单元置于铝层压膜的袋状外部构件中。在注入2g电解液后，在减压力下热熔该袋子，从而密封铝层压膜的开口。实施例1-1的层压膜型电池以这种方式制得。
在初始充电之后拆卸的电池中确认了在负极表面上形成凝胶涂层。
实施例1-2
除了添加0.025mol/kg的亚氨盐化合物A，从而使电解质盐的总量为1.0mol/kg之外，以与实施例1-1相同的方式制造层压膜型电池。
实施例1-3
除了添加0.05mol/kg的亚氨盐化合物A，从而使电解质盐的总量为1.0mol/kg之外，以与实施例1-1相同的方式制造层压膜型电池。
实施例1-4
除了以0.01重量％的量混合杂多酸化合物F之外，以与实施例1-1相同的方式制造层压膜型电池。
实施例1-5
除了以0.05重量％的量混合杂多酸化合物F之外，以与实施例1-1相同的方式制造层压膜型电池。
实施例1-6
除了以0.1重量％的量混合杂多酸化合物F之外，以与实施例1-1相同的方式制造层压膜型电池。
实施例1-7
除了以0.5重量％的量混合杂多酸化合物F之外，以与实施例1-1相同的方式制造层压膜型电池。
实施例1-8
除了以1.0重量％的量混合杂多酸化合物F之外，以与实施例1-1相同的方式制造层压膜型电池。
实施例1-9
除了以2.0重量％的量混合杂多酸化合物F之外，以与实施例1-1相同的方式制造层压膜型电池。
实施例1-10
除了添加0.2mol/kg的亚氨盐化合物A从而使电解质盐的总量为1.0mol/kg，以与实施例1-1相同的方式制造层压膜型电池。
实施例1-11
除了添加0.3mol/kg的亚氨盐化合物A，从而使电解质盐的总量为1.0mol/kg，以与实施例1-1相同的方式制造层压膜型电池。
实施例1-12至1-22
除了电解溶液的组成，其含有1.0重量％的作为非水溶剂添加的碳酸亚乙烯酯(VC)之外，以与实施例1-1至1-11相同的方式制造层压膜型电池。
比较例1-1
除了添加1.0重量％的碳酸亚乙烯酯(VC)作为非水电解质溶剂，以及不添加亚氨盐化合物A和杂多酸化合物F之外，以与实施例1-1相同的方式制造层压膜型电池。
比较例1-2
除了添加1.0重量％的碳酸亚乙烯酯(VC)作为非水电解质溶剂，且以0.1mol/kg的浓度添加亚氨盐化合物A，同时不添加杂多酸化合物F之外，以与实施例1-1相同的方式制造层压膜型电池。
比较例1-3
除了添加1.0重量％的碳酸亚乙烯酯(VC)作为非水电解质溶剂，且以0.2mol/kg的浓度添加亚氨盐化合物A，同时不添加杂多酸化合物F之外，以与实施例1-1相同的方式制造层压膜型电池。
比较例1-4
除了添加1.0重量％的碳酸亚乙烯酯(VC)作为非水电解质溶剂，且混合0.5重量％的杂多酸化合物F，同时不混合亚氨盐化合物A之外，以与实施例1-1相同的方式制造层压膜型电池。
比较例1-5
除了添加1.0重量％的碳酸亚乙烯酯(VC)作为非水电解质溶剂，且混合1.0重量％的杂多酸化合物F，同时不混合亚氨盐化合物A之外，以与实施例1-1相同的方式制造层压膜型电池。
比较例1-6
除了添加5.0重量％的碳酸亚乙烯酯(VC)作为非水电解质溶剂，且不添加亚氨盐化合物A和杂多酸化合物F之外，以与实施例1-1相同的方式制造层压膜型电池。
比较例1-7
除了添加5.0重量％的碳酸亚乙烯酯(VC)作为非水电解质溶剂，且以0.1mol/kg的浓度添加亚氨盐化合物A，同时不添加杂多酸化合物F之外，以与实施例1-1相同的方式制造层压膜型电池。
比较例1-8
除了添加5.0重量％的碳酸亚乙烯酯(VC)作为非水电解质溶剂，且以0.2mol/kg的浓度添加亚氨盐化合物A，同时不添加杂多酸化合物F之外，以与实施例1-1相同的方式制造层压膜型电池。
比较例1-9
除了添加1.0重量％的碳酸氟乙二酯(FEC)作为非水电解质溶剂，而不添加亚氨盐化合物A和杂多酸化合物F之外，以与实施例1-1相同的方式制造层压膜型电池。
比较例1-10
除了添加1.0重量％的碳酸氟乙二酯(FEC)作为非水电解质溶剂，且以0.1mol/kg的浓度添加亚氨盐化合物A，同时不添加杂多酸化合物F之外，以与实施例1-1相同的方式制造层压膜型电池。
比较例1-11
除了添加1.0重量％的碳酸氟乙二酯(FEC)作为非水电解质溶剂，且以0.2mol/kg的浓度添加亚氨盐化合物A，同时不添加杂多酸化合物F之外，以与实施例1-1相同的方式制造层压膜型电池。
比较例1-12
除了添加5.0重量％的碳酸氟乙二酯(FEC)作为非水电解质溶剂，而不添加亚氨盐化合物A和杂多酸化合物F，以与实施例1-1相同的方式制作层压膜型电池。
比较例1-13
除了添加5.0重量％的碳酸氟乙二酯(FEC)作为非水电解质溶剂，且以0.1mol/kg的浓度添加亚氨盐化合物A，同时不添加杂多酸化合物F之外，以与实施例1-1相同的方式制造层压膜型电池。
比较例1-14
除了添加5.0重量％的碳酸氟乙二酯(FEC)作为非水电解质溶剂，且以0.2mol/kg的浓度添加亚氨盐化合物A，同时不添加杂多酸化合物F之外，以与实施例1-1相同的方式制造层压膜型电池。
实施例和比较例的电池评价如下。
电池评价
(a)初始充电后电池溶胀的程度
在测量每个实施例和比较例的电池的初始电池厚度之后，在23℃环境中在800mA恒流下将电池充电至4.2V电压，并且在恒压4.2V下进一步充电达总充电时间为3小时。然后测量初始充电后的电池厚度。为了找到电池溶胀的程度，根据下面的等式计算初始充电后电池厚度的变化。
初始充电后电池厚度的变化(％)＝(初始充电后的电池厚度/初始电池厚度)×100
(b)高温循环试验
在23℃环境中在恒流0.5C下将每个电池充电至上限电压4.2V，并且在恒压4.2V下进一步充电至充电电流为0.05C。然后在0.5C下将电池放电至终电压3.0V。这个充电和放电循环重复两次，并且测量第二次循环后的放电容量。
然后，该充电和放电循环在50℃环境中在前述条件下重复300次循环，并且测量300次循环后的放电容量。根据下面的等式计算300次循环后相对于第二次循环后的放电容量的放电容量保持率。
放电容量保持率(％)＝(300次循环后的放电容量/2次循环后的放电容量)×100
注意，“0.5C”是理论容量在2小时中完全放电的电流值。
(c)高温连续充电试验
测量充电前每个电池的厚度。电池在50℃环境中在0.5C恒流下充电至4.25V上限电压，并且在4.25V恒压下进一步充电至0.05C的电流值。在相同环境中继续充电300小时至终电流为0mA，并测量连续充电后的电池厚度。
根据下面的等式计算高温连续充电后电池厚度的增加。
电池厚度增加(％)＝(连续充电后的电池厚度增加/充电前的电池厚度)×100
(d)高温连续充电后的放电容量保持率
连续充电的电池在0.5C下恒流放电至终电压3.0V之后的放电容量保持率如在(c)高温连续充电试验中那样确定。高温连续充电后的放电容量保持率根据下面的等式计算。
高温连续充电后的放电容量保持率(％)＝(高温连续充电的放电容量/2次循环后的放电容量)×100
(e)电极表面上检测到的金属原子的量的变化
拆卸处于初始充电和放电后以及高温连续充电后的放电状态的电池。然后，用SEM-EDX观察每个拆卸的电池的负极表面，并且测量源于负极表面上的杂多酸的金属原子的量。然后计算高温连续充电后的电池中的金属原子的量的变化。
实施例1中测量的“金属原子”是添加到电解液中的硅钼酸七水合物(杂多酸，化合物F)中的钼原子。越小的变化意味着越少溶解，并因此在负极表面最初形成的SEI涂层越稳定，并且因此表明在高温使用期间越少劣化。
注意，只对添加杂多酸的实施例1-1至1-22和对比例1-4和1-5进行了测量。
下表1和2示出了试验结果。
表1
表1(续)
表2
表2(续)
如从表1和2示出的结果可以看出，利用包含根据本发明的亚氨盐和杂多酸的非水电解质改善了高温环境下的电池特性。
例如，与其中未添加亚氨盐和杂多酸的比较例1-1相比，其中添加了亚氨盐和杂多酸的实施例1-15至1-20中的容量保持率有显著改善。还能够看到，电池厚度的变化较小。
而且，通过比较实施例1-15至1-20与比较例1-2，可以看出，在其中都添加了亚氨盐(0.1mol/kg)和杂多酸的实施例1-15至1-20中电池特性得到改善。
如从比较例1-1(未添加亚氨盐和杂多酸)与比较例1-2和1-3(只添加亚氨盐)的比较可看出，亚氨盐的添加一定程度上改善电池特性。该改善被认为是由于亚氨盐抑制正极的劣化。发现利用只含有亚氨盐的非水电解质改善连续充电的电阻。然而，就抑制由气体产生引起的电池厚度增加而言，这样的非水电解质是不充分的。
从比较例1-4和1-5还发现，只添加杂多酸不能改善高温下放电容量的劣化。这认为是由于在初始充电形成的杂多酸SEI涂层的不充分高温稳定性，由于缺少亚氨盐被溶解而不能表现出效果。因此，高温连续充电后的电池厚度增加和放电容量能够利用含有根据本发明的亚氨盐和杂多酸的非水电解质得到改善。
通过比较比较例和实施例，发现同时添加亚氨盐和杂多酸显著改进电池特性，包括高放电容量保持率和小电池厚度变化，而不管添加的量。
除非添加亚氨盐和杂多酸，否则利用用作环状碳酸酯的碳酸氟乙二酯(FEC)不改善电池特性。在亚氨盐存在下，增加反应性环状碳酸酯碳酸亚乙烯酯(VC)和碳酸氟乙二酯(FEC)的量，不改善高温使用期间的电池特性，反而使电池特性变差。已知的是，环状碳酸酯分解且形成负极涂层，其抑制与电解液的反应。然而，发现从环状碳酸酯与亚氨盐的混合物获得的有机负极涂层不能充分抑制亚氨盐在负极的分解反应，以及前述效果很大程度上由源于杂多酸的无机涂层提供。
从实施例发现，至少0.01mol/kg的亚氨盐和至少0.01重量％的杂多酸共同存在，在有效抑制连续充电期间在正极和负极处的副反应以及改善高温特性方面是非常有效的。还发现，杂多酸的存在抑制与增加的亚氨盐的量相关的放电容量的下降。
还发现亚氨盐和杂多酸的共同存在是高度有效的，即使在没有用作非水溶剂的环状碳酸酯的情况下。利用含有环状碳酸酯的非水电解质，甚至进一步改善效果。
实施例2
实施例2中，用亚氨盐化合物A至E和杂多酸化合物F至I的不同组合评价层压膜型电池的特性。
实施例2-1
除了在非水溶剂中混合1.0重量％的碳酸亚乙烯酯(VC)，并且使用0.01mol/kg双(氟磺酰)亚胺锂(亚氨盐，化合物A)，和0.5重量％的硅钼酸七水合物(杂多酸，化合物F)之外，以与实施例1-1中相同的方式制造层压膜型电池。
实施例2-2至2-4
除了使用硅钨酸七水合物(化合物G)、磷钼酸七水合物(化合物H)、和磷钨酸七水合物(化合物I)作为杂多酸之外，以与实施例2-1中相同的方式制造层压膜型电池。
实施例2-5至2-8
除了使用亚氨盐双(三氟甲磺酰)亚胺锂(化合物B)，以与实施例2-1至2-4中相同的方式制造层压膜型电池。
实施例2-9至2-12
除了使用亚氨盐双(五氟乙磺酰)亚胺锂(化合物C)，以与实施例2-1至2-4中相同的方式制造层压膜型电池。
实施例2-13至2-16
除了使用亚氨盐双(九氟丁磺酰)亚胺锂(化合物D)，以与实施例2-1至2-4中相同的方式制造层压膜型电池。
实施例2-17至2-20
除了使用亚氨盐全氟丙烷-1，3-二磺酰亚胺锂(化合物E)，以与实施例2-1至2-4中相同的方式制造层压膜型电池。
电池评估
(a)高温循环试验
(b)高温连续充电试验
(c)高温连续充电后的放电容量保持率
关于根据实施例1中所述的方法的标准评价电池。
下表3示出了试验结果。
表3
表3(续)
如表3中示出的结果所证实的，发现利用根据本发明的亚氨盐和杂多酸改善涉及在正负极处的反应的高温循环和连续充电特性。从高温循环和连续充电后的放电容量的角度，硅钼酸或硅钨酸特别优选作为杂多酸。与磷对应物相比，含硅杂多酸被认为产生更稳定的SEI并因此对电极提供更高的保护。
7.其他实施方式
尽管本发明已经关于某些实施方式和实施例进行了描述，但是本发明并不限于这些实施方式和实施例，并且在本发明的范围内可以进行各种修改和应用。
例如，尽管前述实施方式和实施例描述了层压膜型的电池、圆柱形电池结构和矩形电池结构的电池，但是本发明并不仅限于这些。例如，本发明还可应用于其他电池结构，包括硬币和纽扣结构的电池、以及层压电极结构的电池，并且在这些电池结构中同样有效。而且，卷绕电极单元的结构并不限于卷绕结构，也可利用各种其他结构，例如层压结构和折叠结构。
本发明包含与于2010年6月18日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2010-139690中公开的主题相关的主题，将其全部内容结合于此供参考。
本领域技术人员应该理解，根据设计需要和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和变形，只要它们在所附权利要求及其等价物的范围内。
Claims (12)
1.一种非水电解质，包括：
非水溶剂；
电解质盐；
亚氨盐；以及
杂多酸和杂多酸化合物中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的非水电解质，其中，所述亚氨盐包括下式(I)和(II)所示的化合物中的至少一种，
(CmF2m+1SO2)(CnF2n+1SO2)NLi ...(I)
其中，m和n为0以上的整数，
其中，R表示2至4个碳原子的直链或支链全氟亚烷基。
3.根据权利要求2所述的非水电解质，其中，所述亚氨盐的含量为0.01mol/kg以上1.0mol/kg以下。
4.根据权利要求1所述的非水电解质，其中，所述杂多酸和所述杂多酸化合物由下式(III)、(IV)、(V)和(VI)中的任何一个表示，
式(III)
HxAy[BD6O24]·zH2O
其中，A表示锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)、铵(NH4)、铵盐或磷盐，B表示磷(P)、硅(Si)、砷(As)或锗(Ge)，D是选自钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、锝(Tc)、铑(Rh)、镉(Cd)、铟(In)、锡(Sn)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)和铊(Tl)中的一种或多种元素，x、y和z分别满足0≤x≤8、0≤y≤8和0≤z≤50，其中x和y中的至少一个不为0；
式(IV)
HxAy[BD12O40]·zH2O
其中，A表示锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)、铵(NH4)、铵盐或磷盐，B表示磷(P)、硅(Si)、砷(As)或锗(Ge)，D是选自钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、锝(Tc)、铑(Rh)、镉(Cd)、铟(In)、锡(Sn)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)和铊(Tl)中的一种或多种元素，x、y和z分别满足0≤x≤4、0≤y≤4和0≤z≤50，其中x和y中的至少一个不为0；
式(V)
HxAy[B2D18O62]·zH2O
其中，A表示锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)、铵(NH4)、铵盐或磷盐，B表示磷(P)、硅(Si)、砷(As)或锗(Ge)，D是选自钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、锝(Tc)、铑(Rh)、镉(Cd)、铟(In)、锡(Sn)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)和铊(Tl)中的一种或多种元素，x、y和z分别满足0≤x≤8、0≤y≤8和0≤z≤50，其中x和y中的至少一个不为0；
式(VI)
HxAy[B5D30O110]·zH2O
其中，A表示锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)、铵(NH4)、铵盐或磷盐，B表示磷(P)、硅(Si)、砷(As)或锗(Ge)，D是选自钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、锝(Tc)、铑(Rh)、镉(Cd)、铟(In)、锡(Sn)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)和铊(Tl)中的一种或多种元素，x、y和z分别满足0≤x≤15、0≤y≤15和0≤z≤50，其中x和y中的至少一个不为0。
5.根据权利要求4所述的非水电解质，其中，所述杂多酸和所述杂多酸化合物的总含量为0.01重量％以上3.0重量％以下。
6.根据权利要求1所述的非水电解质，其中，所述非水溶剂包含式(VII)和(VIII)所示的环状碳酸酯中的至少一种，
其中，R1至R4为氢基团、卤素基团、烷基或卤代烷基，并且R1至R4中的至少一个为卤素基团或卤代烷基，
其中，R5和R6是氢基团或烷基。
7.根据权利要求1所述的非水电解质，其中，所述电解质盐包括六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、高氯酸锂(LiClO4)和六氟砷酸锂(LiAsF6)中的至少一种。
8.一种非水电解质电池，包括：
正极；
负极；以及
非水电解质，
其中，所述正极包括源于亚氨盐并且形成在所述正极表面的至少一部分上的涂层，并且
其中所述负极包括在所述负极表面的至少一部分上形成的凝胶涂层，所述凝胶涂层源于杂多酸和杂多酸化合物中的至少一种，并且包括含有一种或多种多元素的非晶体多酸和/或多酸盐化合物。
9.根据权利要求8所述的非水电解质电池，其中，所述亚氨盐包括下式(I)和(II)所示的化合物中的至少一种，
(CmF2m+1SO2)(CnF2n+1SO2)NLi ....(I)
其中，m和n为0以上的整数，
其中，R表示2至4个碳原子的直链或支链全氟亚烷基。
10.根据权利要求9所述的非水电解质电池，其中，所述杂多酸和杂多酸化合物由下式(III)、(IV)、(V)和(VI)中的任何一个表示，
式(III)
HxAy[BD6O24]·zH2O
其中，A表示锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)、铵(NH4)、铵盐或磷盐，B表示磷(P)、硅(Si)、砷(As)或锗(Ge)，D是选自钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、锝(Tc)、铑(Rh)、镉(Cd)、铟(In)、锡(Sn)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)和铊(Tl)中的一种或多种元素，x、y和z分别满足0≤x≤8、0≤y≤8和0≤z≤50，其中x和y中的至少一个不为0；
式(IV)
HxAy[BD12O40]·zH2O
其中，A表示锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)、铵(NH4)、铵盐或磷盐，B表示磷(P)、硅(Si)、砷(As)或锗(Ge)，D是选自钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、锝(Tc)、铑(Rh)、镉(Cd)、铟(In)、锡(Sn)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)和铊(Tl)中的一种或多种元素，x、y和z分别满足0≤x≤4、0≤y≤4和0≤z≤50，其中x和y中的至少一个不为0；
式(V)
HxAy[B2D18O62]·zH2O
其中，A表示锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)、铵(NH4)、铵盐或磷盐，B表示磷(P)、硅(Si)、砷(As)或锗(Ge)，D是选自钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、锝(Tc)、铑(Rh)、镉(Cd)、铟(In)、锡(Sn)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)和铊(Tl)中的一种或多种元素，x、y和z分别满足0≤x≤8、0≤y≤8和0≤z≤50，其中x和y中的至少一个不为0；
式(VI)
HxAy[B5D30O110]·zH2O
其中，A表示锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、镁(Mg)、钙(Ca)、铝(Al)、铵(NH4)、铵盐或磷盐，B表示磷(P)、硅(Si)、砷(As)或锗(Ge)，D是选自钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镓(Ga)、锆(Zr)、铌(Nb)、钼(Mo)、锝(Tc)、铑(Rh)、镉(Cd)、铟(In)、锡(Sn)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)和铊(Tl)中的一种或多种元素，x、y和z分别满足0≤x≤15、0≤y≤15和0≤z≤50，其中x和y中的至少一个不为0。
11.根据权利要求8所述的非水电解质电池，其中，所述非水溶剂包括下式(VII)和(VIII)表示的环状碳酸酯中的至少一种，
其中，R1至R4为氢基团、卤素基团、烷基或卤代烷基，并且R1至R4中的至少一个为卤素基团或卤代烷基，
其中，R5和R6为氢基团或烷基。
12.根据权利要求8所述的非水电解质电池，进一步包括由层压膜形成的外部构件。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010139690 | 2010-06-18 | ||
| JP2010-139690 | 2010-06-18 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102290599A true CN102290599A (zh) | 2011-12-21 |
Family
ID=45328973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011101561828A Pending CN102290599A (zh) | 2010-06-18 | 2011-06-10 | 非水电解质和非水电解质电池 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20110311885A1 (zh) |
| JP (1) | JP2012023033A (zh) |
| KR (1) | KR20110138161A (zh) |
| CN (1) | CN102290599A (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104205434A (zh) * | 2012-03-26 | 2014-12-10 | 索尼公司 | 正极活性材料、正极、二次电池、电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具、以及电子设备 |
| CN104221205A (zh) * | 2012-03-19 | 2014-12-17 | 三菱化学株式会社 | 非水电解液及非水电解质电池 |
| CN106159261A (zh) * | 2015-04-13 | 2016-11-23 | 惠州市豪鹏科技有限公司 | 一种正极活性材料的制备方法、正极片及锂离子电池 |
| CN106711504A (zh) * | 2015-07-22 | 2017-05-24 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 锂二次电池及其电解液 |
| CN109088099A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-12-25 | 华南师范大学 | 一种兼顾高低温性能的磺酰类电解液添加剂及含该添加剂的电解液 |
| CN110690059A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-01-14 | 中国石油大学(华东) | 水系电解液及其制备方法、超级电容器、二次电池和电动装置 |
| CN110854432A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-02-28 | 宁德新能源科技有限公司 | 电解液以及使用其的电化学装置和电子装置 |
| WO2021104188A1 (zh) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | 深圳新宙邦科技股份有限公司 | 一种富锂锰基锂离子电池 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6204647B2 (ja) * | 2011-09-26 | 2017-09-27 | 株式会社日本触媒 | ラミネート型アルカリ金属電池 |
| JP2014022291A (ja) * | 2012-07-20 | 2014-02-03 | Nippon Shokubai Co Ltd | 非水電解液及びこれを用いたリチウム二次電池 |
| JP6398170B2 (ja) * | 2013-10-11 | 2018-10-03 | 株式会社村田製作所 | リチウムイオン二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器 |
| JP6720974B2 (ja) * | 2015-07-15 | 2020-07-08 | 日本電気株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
| JP6212180B2 (ja) * | 2016-07-27 | 2017-10-11 | 株式会社日本触媒 | 非水電解液及びこれを用いたリチウム二次電池 |
| JP7292237B2 (ja) * | 2020-03-31 | 2023-06-16 | Ｍｕアイオニックソリューションズ株式会社 | 蓄電デバイスおよびそれに用いる非水電解液 |
| GB202218757D0 (en) * | 2022-12-13 | 2023-01-25 | Univ Nottingham | Polyoxometalate compounds and batteries |
| CN117133859A (zh) * | 2023-10-23 | 2023-11-28 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 负极极片、电池单体、电池和用电装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4031436A (en) * | 1975-05-09 | 1977-06-21 | United Chemi-Con, Inc. | Electrolyte capacitors |
| US5487960A (en) * | 1994-05-12 | 1996-01-30 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Nonaqueous secondary battery |
| CN1950970A (zh) * | 2004-05-10 | 2007-04-18 | 株式会社日本触媒 | 用于电解液的材料、含离子材料的组合物及其用途 |
| CN101540421A (zh) * | 2008-03-17 | 2009-09-23 | 索尼株式会社 | 电解液和二次电池 |
| CN102460787A (zh) * | 2009-06-17 | 2012-05-16 | 索尼公司 | 非水电解质电池、非水电解质电池正极、非水电解质电池负极、非水电解质电池隔膜、用于非水电解质的电解质以及制造非水电解质电池隔膜的方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63147188A (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-20 | トヨタ自動車株式会社 | エレクトロクロミツク表示素子 |
| JP2005123156A (ja) * | 2003-09-24 | 2005-05-12 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 全固体二次電池 |
| EP2565886A1 (en) * | 2004-05-10 | 2013-03-06 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Material for electrolytic solution, ionic material-containing composition and use thereof |
| JP2006202646A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Nippon Shokubai Co Ltd | イオン性液体組成物、イオン伝導性材料及び電解液材料 |
| JP4363436B2 (ja) * | 2006-10-13 | 2009-11-11 | ソニー株式会社 | 二次電池 |
-
2011
- 2011-05-18 US US13/110,110 patent/US20110311885A1/en not_active Abandoned
- 2011-06-10 KR KR1020110056225A patent/KR20110138161A/ko not_active Application Discontinuation
- 2011-06-10 CN CN2011101561828A patent/CN102290599A/zh active Pending
- 2011-06-20 JP JP2011136570A patent/JP2012023033A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4031436A (en) * | 1975-05-09 | 1977-06-21 | United Chemi-Con, Inc. | Electrolyte capacitors |
| US5487960A (en) * | 1994-05-12 | 1996-01-30 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Nonaqueous secondary battery |
| CN1950970A (zh) * | 2004-05-10 | 2007-04-18 | 株式会社日本触媒 | 用于电解液的材料、含离子材料的组合物及其用途 |
| CN101540421A (zh) * | 2008-03-17 | 2009-09-23 | 索尼株式会社 | 电解液和二次电池 |
| CN102460787A (zh) * | 2009-06-17 | 2012-05-16 | 索尼公司 | 非水电解质电池、非水电解质电池正极、非水电解质电池负极、非水电解质电池隔膜、用于非水电解质的电解质以及制造非水电解质电池隔膜的方法 |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104221205B (zh) * | 2012-03-19 | 2018-04-20 | 三菱化学株式会社 | 非水电解液及非水电解质电池 |
| CN104221205A (zh) * | 2012-03-19 | 2014-12-17 | 三菱化学株式会社 | 非水电解液及非水电解质电池 |
| US10056646B2 (en) | 2012-03-19 | 2018-08-21 | Mitsubishi Chemical Corporation | Nonaqueous electrolyte solution and nonaqueous electrolyte battery |
| CN104205434B (zh) * | 2012-03-26 | 2017-01-18 | 索尼公司 | 正极活性材料、正极、二次电池、电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具、以及电子设备 |
| CN104205434A (zh) * | 2012-03-26 | 2014-12-10 | 索尼公司 | 正极活性材料、正极、二次电池、电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具、以及电子设备 |
| CN106159261A (zh) * | 2015-04-13 | 2016-11-23 | 惠州市豪鹏科技有限公司 | 一种正极活性材料的制备方法、正极片及锂离子电池 |
| CN106711504A (zh) * | 2015-07-22 | 2017-05-24 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 锂二次电池及其电解液 |
| CN109088099A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-12-25 | 华南师范大学 | 一种兼顾高低温性能的磺酰类电解液添加剂及含该添加剂的电解液 |
| CN109088099B (zh) * | 2018-06-28 | 2021-01-26 | 华南师范大学 | 一种兼顾高低温性能的磺酰类电解液添加剂及含该添加剂的电解液 |
| CN110690059A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-01-14 | 中国石油大学(华东) | 水系电解液及其制备方法、超级电容器、二次电池和电动装置 |
| CN110854432A (zh) * | 2019-11-05 | 2020-02-28 | 宁德新能源科技有限公司 | 电解液以及使用其的电化学装置和电子装置 |
| CN110854432B (zh) * | 2019-11-05 | 2021-06-29 | 宁德新能源科技有限公司 | 电解液以及使用其的电化学装置和电子装置 |
| WO2021104188A1 (zh) * | 2019-11-29 | 2021-06-03 | 深圳新宙邦科技股份有限公司 | 一种富锂锰基锂离子电池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20110311885A1 (en) | 2011-12-22 |
| JP2012023033A (ja) | 2012-02-02 |
| KR20110138161A (ko) | 2011-12-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102290599A (zh) | 非水电解质和非水电解质电池 | |
| KR101551135B1 (ko) | 비수계 이차 전지 | |
| CN102088109B (zh) | 非水电解质二次电池和隔膜 | |
| JP5463957B2 (ja) | 非水電解液および電池 | |
| CN102195088B (zh) | 非水电解质电池和非水电解质 | |
| CN102290600A (zh) | 非水电解质和非水电解质电池 | |
| JPWO2018179884A1 (ja) | 非水電解液及び非水電解液二次電池 | |
| US20110311879A1 (en) | Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte battery | |
| JP7499455B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| US20110311860A1 (en) | Nonaqueous electrolyte battery and nonaqueous electrolyte | |
| KR20170031679A (ko) | 비수 전해질 및 비수 전해질 전지 | |
| JP7067385B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
| CN114287077A (zh) | 非水系电解液、电池包和电池包的制造方法 | |
| JP2024536292A (ja) | リチウム二次電池用非水電解液およびそれを含むリチウム二次電池 | |
| CN102386442A (zh) | 非水电解质和非水电解质电池 | |
| JP5477346B2 (ja) | 非水電解質二次電池および非水電解質二次電池の製造方法 | |
| JP2023146966A (ja) | 非水系二次電池及びその製造方法 | |
| WO2020213268A1 (ja) | 非水電解液、不揮発性電解質、二次電池 | |
| JP7446665B2 (ja) | リチウム二次電池用非水電解液およびそれを含むリチウム二次電池 | |
| WO2022244808A1 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
| WO2024090439A1 (ja) | 非水系電解液及び非水系二次電池 | |
| JP2022179341A (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
| JP2023111366A (ja) | 非水系電解液及び非水系二次電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C05 | Deemed withdrawal (patent law before 1993) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20111221 |