CN106207259A - 非水溶剂、非水电解液、以及利用该非水电解液的电池 - Google Patents
非水溶剂、非水电解液、以及利用该非水电解液的电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106207259A CN106207259A CN201510293660.8A CN201510293660A CN106207259A CN 106207259 A CN106207259 A CN 106207259A CN 201510293660 A CN201510293660 A CN 201510293660A CN 106207259 A CN106207259 A CN 106207259A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbamate
- electrolytic solution
- carbamic acid
- weight
- ester
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
本发明涉及一种非水溶剂、非水电解液、以及利用该非水电解液的非水电解质电池,通过以碳酸酯与氨基甲酸酯混合作为溶剂配制该非水溶剂,可以大大提高金属卤化物AX在该非水溶剂中的溶解度,从而可以配制以金属卤化物AX(尤其是碱金属卤化物)作为电解质的非水电解液。
Description
本申请要求中国专利申请201410240608.1(申请日为2014年5月30日,发明名称为非水溶剂、非水电解液、以及利用该非水电解液的电池)的优先权。
技术领域
本发明涉及非水溶剂、非水电解液、以及利用该非水电解液的非水电解质电池。
背景技术
用于非水电解质电池的电解液通常主要由电解质和非水溶剂构成。目前常用的非水电解质电池电解液(非水电解液)多是以一种或几种碳酸酯类物质、醚类物质作为溶剂。
现在使用的非水电解液的电解质(导电盐)多为PX6盐类(X可以为F、Cl、Br、I)、AsX6盐类(X可以为F、Cl、Br、I)、高卤酸盐类、有机金属盐类(阴离子包括双草酸硼酸、双丙二酸硼酸、丙二酸草酸硼酸、双吡啶硼酸、二氟草酸硼酸、双(邻苯二酚)硼酸、双(3-氟邻苯二酚)硼酸、双(3,4,5,6-四氟邻苯二酚)硼酸)、双(2,3-萘二酚)硼酸、双(2,2’-联苯二氧基)硼酸、双水杨酸硼酸、双(3-甲基水杨酸)硼酸、双(3,5-二氯水杨酸)硼酸、双(3,5,6-三氯水杨酸)硼酸、双-全氯丁烯-[1,2,2,2-四(三氟甲基)乙烯二氧桥基(2)-O-O’]硼酸、CF3SO3、N(CF3SO2)2、N(RfOSO2)2、C(SO2CF3)3、N(SO2PhNO2)2)等。
其中,锂离子电池常用电解液多是以一种或几种碳酸酯类物质、醚类物质为溶剂。
锂离子电池常用电解液的导电盐多为LiPX6(X可以为F、Cl、Br、I)、LiAsX6盐类(X可以为F、Cl、Br、I)、高卤酸锂、有机金属锂盐(阴离子包括双草酸硼酸、双丙二酸硼酸、丙二酸草酸硼酸、双吡啶硼酸、二氟草酸硼酸、双(邻苯二酚)硼酸、双(3-氟邻苯二酚)硼酸、双(3,4,5,6-四氟邻苯二酚)硼酸)、双(2,3-萘二酚)硼酸、双(2,2’-联苯二氧基)硼酸、双水杨酸硼酸、双(3-甲基水杨酸)硼酸、双(3,5-二氯水杨酸)硼酸、双(3,5,6-三氯水杨酸)硼酸、双-全氯丁烯-[1,2,2,2-四(三氟甲基)乙烯二氧桥基(2)-O-O’]硼酸、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiN(RfOSO2)2、LiC(SO2CF3)3、LiN(SO2PhNO2)2)等。
但上述LiPF6的成本高,同时其性质不稳定,在锂离子电池中会分解产生氟化氢,腐蚀电极材料,从而导致锂离子电池使用寿命降低。
目前,在锂离子电池领域,已经尝试用卤化锂(LiX,X可以为F、Cl、Br、I)作为电解质来配制非水电解液,其中,碘化锂(LiI)曾作为锂一次电池的导电盐使用,其成本较低,并且不会在使用过程中产生腐蚀性物质。但卤化锂在上述碳酸酯类物质、醚类物质溶剂中的溶解度非常低,难以提供有效用于电池体系的非水电解液。
发明内容
本发明鉴于上述现有技术中长期存在的技术问题,提供一种新的非水溶剂、利用该非水溶剂并以金属卤化物AX(A可以为Li、Na,X可以为F、Cl、Br、I)为电解质的非水电解液、以及使用该非水电解液的电池。
本发明人为解决上述技术问题进行了深入研究,结果发现:通过以碳酸酯与氨基甲酸酯混合作为溶剂配制该非水溶剂,可以大大提高金属卤化物AX在该非水溶剂中的溶解度,从而可以配制以金属卤化物AX(尤其是碱金属卤化物)作为电解质的非水电解液。
即,本发明包括:
1.一种非水溶剂,其包括:
一种或两种以上碳酸酯;以及
一种或两种以上氨基甲酸酯。
2.根据项1所述的非水溶剂,其中,相对于包括氨基甲酸酯与碳酸酯非水溶剂的总量,所含的氨基甲酸酯质量分数为5重量%~50重量%,优选10重量%~45重量%,更优选15重量%~40重量%。
3.根据项1或2所述的非水溶剂,其中,氨基甲酸酯选自氨基甲酸甲酯、氨基甲酸乙酯、氨基甲酸正丙酯、氨基甲酸异丙酯、氨基甲酸正丁酯、氨基甲酸异丁酯、氨基甲酸仲丁酯、氨基甲酸叔丁酯、或氨基甲酸苯酯中的一种或两种以上。
4.根据项3所述的非水溶剂,其中,氨基甲酸酯为氨基甲酸甲酯、氨基甲酸乙酯、氨基甲酸正丙酯、氨基甲酸异丙酯和/或氨基甲酸苯酯。
5.根据项1~4中任一项所述的非水溶剂,其中,碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、甲基-γ-丁内酯或γ-戊内酯中的一种或两种以上。
6.一种非水电解液,其包括:
卤化锂或卤化钠,以及
非水溶剂,
所述非水溶剂包括:
一种或两种以上碳酸酯,以及
一种或两种以上氨基甲酸酯。
7.根据项6所述的非水电解液,其中,卤化锂或卤化钠在非水电解液中的浓度为0.1mol/L~10mol/L,优选为0.2mol/L~8mol/L,优选为0.3mol/L~5mol/L,更优选0.5mol/L~3.5mol/L,更优选1.0mol/L~3.5mol/L。
8.根据项6或7所述的非水电解液,其中,相对于包括氨基甲酸酯与碳酸酯非水溶剂的总量,所含的氨基甲酸酯质量分数为5重量%~50重量%,优选10重量%~45重量%,更优选15重量%~40重量%。
9.根据项6~8中任一项所述的非水电解液,其中,氨基甲酸酯选自氨基甲酸甲酯、氨基甲酸乙酯、氨基甲酸正丙酯、氨基甲酸异丙酯、氨基甲酸正丁酯、氨基甲酸异丁酯、氨基甲酸仲丁酯、氨基甲酸叔丁酯、或氨基甲酸苯酯中的一种或两种以上。
10.根据项9所述的非水电解液,其中,氨基甲酸酯为氨基甲酸甲酯、氨基甲酸乙酯、氨基甲酸正丙酯、氨基甲酸异丙酯和/或氨基甲酸苯酯。
11.根据项5~10中任一项所述的非水电解液,其中,碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、甲基-γ-丁内酯或γ-戊内酯中的一种或两种以上。
12.根据项5~11中任一项所述的非水电解液,其中,卤化锂为碘化锂和/或溴化锂。
13.一种非水电解质电池,其包含:
负极和正极;以及
非水电解液,
其中,所述非水电解液包括:
卤化锂或卤化钠,以及
非水溶剂,
所述非水溶剂包括:
一种或两种以上碳酸酯,以及
一种或两种以上氨基甲酸酯。
14.根据项13所述的电池,其中,卤化锂和/或卤化钠在非水电解液中的浓度为0.1mol/L~10mol/L,优选为0.2mol/L~8mol/L,优选为0.3mol/L~5mol/L,更优选0.5mol/L~3.5mol/L,更优选1.0mol/L~3.5mol/L。
15.根据项13或14所述的电池,其中,相对于包括氨基甲酸酯与碳酸酯非水溶剂的总量,所含的氨基甲酸酯质量分数为5重量%~50重量%,优选10重量%~45重量%,更优选15重量%~40重量%。
16.根据项13~15中任一项所述的电池,其中,氨基甲酸酯选自氨基甲酸甲酯、氨基甲酸乙酯、氨基甲酸正丙酯、氨基甲酸异丙酯、氨基甲酸正丁酯、氨基甲酸异丁酯、氨基甲酸仲丁酯、氨基甲酸叔丁酯、或氨基甲酸苯酯中的一种或两种以上。
17.根据项16所述的电池,其中,氨基甲酸酯为氨基甲酸甲酯、氨基甲酸乙酯、氨基甲酸正丙酯、氨基甲酸异丙酯和/或氨基甲酸苯酯。
18.根据项13~17中任一项所述的电池,其中,碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、甲基-γ-丁内酯或γ-戊内酯中的一种或两种以上。
19.根据项13~18中任一项所述的电池,其中,卤化锂为碘化锂和/或溴化锂。
20.根据项13~19中任一项所述的电池,其中,电池为锂离子二次电池或钠离子二次电池。
根据本发明的非水溶剂可以大大提高碱金属卤化物的溶解度,从而提供有效用于电池体系的非水电解液,使用该非水电解液不会在使用过程中产生腐蚀性物质,提高电池,例如锂离子电池、钠离子电池的使用寿命。
本发明的其他目的,在本说明书对本发明的描述中体现。另外本发明涉及的其它的特点和优点将在下面的详细说明中进行描述。
附图说明
图1是显示循环伏安采用的三电极测试体系的示意图。
图2扣式电池组装示意图。
具体实施方式
为了更加清楚地显现本发明的目的、技术方案和技术效果,下面将结合附图对本发明的具体实施方式进行说明。应当理解的是,所描述的实施方式仅是本发明的部分而非全部实施方式。
如无特殊说明,本说明书中所用术语的含义与本领域技术人员一般理解的含义相同,但如有冲突,则以本说明书中的定义为准。本发明中,所涉及的数值一般指重量或重量百分比,除非特殊说明。
1.非水溶剂
在本发明的一个方面,提供一种非水溶剂,该非水溶剂包括一种或两种以上碳酸酯以及一种或两种以上氨基甲酸酯。
碳酸酯是碳酸分子中两个羟基(-OH)的氢原子部分或全部被烷基(R、R')取代后的化合物。其通式为RO-CO-OH或RO-CO-OR,根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。在本发明中,可以选用任何通常用作电池体系非水溶剂的碳酸酯,例如可以列举:碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等环状碳酸酯;碳酸二甲酯或碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等链状碳酸酯;γ-丁内酯、甲基-γ-丁内酯、γ-戊内酯等环状羧酸酯等。在本发明的非水溶剂中可以使用上述碳酸酯中的一种、两种或以上。其中,碳酸乙烯酯由于在常温下通常为固体,因此碳酸乙烯酯在常温下通常与其他碳酸酯混合使用。在本发明一个具体的实施方式中,使用碳酸丙烯酯作为碳酸酯。
氨基甲酸酯是一类具有-NH(CO)O-官能团的有机化合物的统称,它们是氨基甲酸(NH2COOH)的酯类。在本发明中,氨基甲酸酯可以为氨基甲酸C1~C4烷基酯或氨基甲酸芳酯中的一种或两种以上。作为氨基甲酸C1~C4烷基酯,可以列举:氨基甲酸甲酯、氨基甲酸乙酯、氨基甲酸正丙酯、氨基甲酸异丙酯、氨基甲酸正丁酯、氨基甲酸异丁酯、氨基甲酸仲丁酯或氨基甲酸叔丁酯。作为氨基甲酸芳酯可以列举氨基甲酸苯酯、氨基甲酸苄酯等。在本发明的非水溶剂中可以使用上述氨基甲酸酯中的一种、两种或以上。在本发明一个具体的实施方案中,氨基甲酸酯为氨基甲酸甲酯、氨基甲酸乙酯、氨基甲酸正丙酯、氨基甲酸异丙酯和/或氨基甲酸苯酯。
根据本发明的非水溶剂通常是将氨基甲酸酯溶解到碳酸酯中来制备的。其中,相对于包括氨基甲酸酯与碳酸酯非水溶剂的总量,所含的氨基甲酸酯质量分数为5重量%~50重量%,优选10重量%~45重量%,更优选15重量%~40重量%,例如可以为38.6重量%、33.4重量%、23.9重量%、15.9重量%、44.5重量%、40重量%、29.4重量%、20重量%等。配制非水溶剂时通常在室温下,将按照上述比例称取的氨基甲酸酯添加到碳酸酯中,并充分搅拌使氨基甲酸酯完全溶解在碳酸酯中得到本发明的非水溶剂。
2.非水电解液
本发明的非水电解液与常用的非水电解液相同,含有电解质和溶解该电解质的非水溶剂。本发明的非水电解液中使用的非水溶剂如上所述。
电解质通常可以使用金属卤化物AX,例如碱金属卤化物,可以是卤化钠或卤化锂,具体可以列举:LiF、LiCl、LiBr、LiI、NaF、NaCl、NaBr或NaI。可以使用上述列举的卤化钠或卤化锂中的一种、两种或以上作为电解质。在本发明一个具体的实施方式中,电解质为碘化锂和/或溴化锂。
本发明的非水电解液中,卤化锂和/或卤化钠在非水电解液中的浓度为0.1mol/L~10mol/L,优选为0.2mol/L~8mol/L,优选为0.3mol/L~5mol/L,更优选0.5mol/L~3.5mol/L,更优选1.0mol/L~3.5mol/L,本领域技术人员可以根据需要制作的电池来选择合适的电解质浓度。
在本发明中,可以通过将上述电解质溶解到本发明的非水溶剂中来制备非水电解液。配制非水电解液时通常在室温下,将按照上述浓度称取的电解质溶解到氨基甲酸酯和碳酸酯的混合溶剂中,并充分搅拌使电解质完全溶解在本发明的非水溶剂中得到本发明的非水电解液。
3.电池
在本发明的一个方面中,提供一种电池(以下有时也称为本发明的电池),其能够进行充电和/或放电。本发明涉及的电池,除使用上述本发明的非水电解液制作之外,与以往公知的电池相同,例如含有能够吸留和放出锂离子或钠离子的负极和正极、隔膜/隔板等。通常,可通过夹着浸透有本发明的非水电解液的多孔膜将正极和负极收纳于外壳中而获得。对于本发明的电池的形状没有特别限定,可以是圆筒形、方形、层叠型、硬币型、大型等任一形状。
本发明的电池包括正极和负极。所述正极可以包括正极活性物质和正极集电体,所述负极可以包括负极活性物质和负极集电体。
对于本发明的电池的类型没有特殊限制,但优选其为二次电池,例如可以为锂离子二次电池或钠离子二次电池。
3-1.电极活性物质
所称的“活性物质”是指在二次电池内部接受-释放阳离子(正离子,例如锂离子、钠离子等)、同时从(向)外部电路接受-释放电子的材料。对于所述正极活性物质和所述负极活性物质并无特殊限制,可以使用本技术领域通常使用的正极活性物质和负极活性物质。
例如,在本发明的电池为锂离子二次电池的情况下:
作为正极活性物质,只要是能够电化学地吸留和放出锂离子的物质则没有特殊限制,可以是例如含有锂和至少一种过渡金属的物质。作为具体例,可列举锂过渡金属复合氧化物、含锂过渡金属磷酸化合物。作为锂过渡金属复合氧化物的过渡金属,优选V、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等,作为具体例,可列举LiCoO2等锂-钴复合氧化物、LiNiO2等锂-镍复合氧化物、LiMnO2、LiMn2O4、Li2MnO4等锂-锰复合氧化物、这些锂过渡金属复合氧化物中作为主体的过渡金属原子的一部分被Na、K、B、F、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Si、Nb、Mo、Sn、W等其它元素置换而得到的复合氧化物等。作为经置换而得到的复合氧化物的具体例,可列举例如:LiNi0.5Mn0.5O2、LiNi0.85Co0.10Al0.05O2、LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2、LiNi0.45Co0.10Al0.45O2、LiMn1.8Al0.2O4、LiMn1.5Ni0.5O4等。作为含锂过渡金属磷酸化合物的过渡金属,可列举V、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等,作为具体例,可列举例如:LiFePO4、Li3Fe2(PO4)3、LiFeP2O7等磷酸铁类、LiCoPO4等磷酸钴类、这些锂过渡金属磷酸化合物中作为主体的过渡金属原子的一部分被Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Nb、Si等其它元素置换而得到的化合物等。这些正极活性物质可以仅单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
作为负极活性物质,例如可以使用能够可逆地吸留和放出锂的传统公知的负极活性物质。作为这样的负极活性物质,可以列举出例如:作为高结晶性碳的石墨(天然石墨、人造石墨等)、低结晶性碳(软碳、硬碳)、炭黑(KetjenBlack(注册商标)、乙炔黑、槽法炭黑、灯黑、油炉法炭黑、热裂炭黑等)、富勒烯、碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米突、碳纤丝等碳材料。此外,作为负极活性物质,还可以列举出Si、Ge、Sn、Pb、Al、In、Zn、H、Ca、Sr、Ba、Ru、Rh、Ir、Pd、Pt、Ag、Au、Cd、Hg、Ga、Tl、C、N、Sb、Bi、O、S、Se、Te、Cl等与锂发生合金化的元素的单质、包含这些元素的氧化物及碳化物等。作为这样的氧化物,可以列举出一氧化硅(SiO)、SiOx(0<x<2)、二氧化锡(SnO2)、SnOx(0<x<2)、SnSiO3等,作为碳化物,可以列举出碳化硅(SiC)等。此外,作为负极活性物质,还可以列举出锂金属等金属材料、锂-钛复合氧化物(例如钛酸锂Li4Ti5O12)等锂-过渡金属复合氧化物。但并不限定于这些材料,可以使用可被用作锂离子二次电池用负极活性物质的传统公知的材料。这些负极活性物质可以仅单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
在本发明的电池为钠离子二次电池的情况下:
作为正极活性物质,可以采用本技术领域中通常用作钠离子二次的正极活性物质的那些。例如,从容量、输出特性的观点来看,优选含钠化合物。作为含钠化合物,可以列举出例如:作为层状氧化物类材料的钠铁复合氧化物(NaFeO2)、钠钴复合氧化物(NaCoO2)、钠铬复合氧化物(NaCrO2)、钠锰复合氧化物(NaMnO2)、钠镍复合氧化物(NaNiO2)、钠镍钛复合氧化物(NaNi1/2Ti1/2O2)、钠镍锰复合氧化物(NaNi1/2Mn1/2O2)、钠铁锰复合氧化物(Na2/3Fe1/3Mn2/3O2)、钠镍钴锰复合氧化物(NaNi1/3Co1/3Mn1/3O2)、它们的固溶体、非化学计量组成的化合物等。此外,作为含钠化合物,还可以列举出钠锰复合氧化物(NaMn2O4)、钠镍锰复合氧化物(NaNi1/2Mn3/2O2)等。此外,作为含钠化合物,还可以列举出例如作为橄榄石类材料的钠铁磷酸化合物(NaFePO4)、钠锰磷酸化合物(NaMnPO4)、钠钴磷酸化合物(NaCoPO4)等。此外,作为含钠化合物,还可以列举出例如作为氟化橄榄石类材料的Na2FePO4F、Na2MnPO4F、Na2CoPO4F等。此外,还可以列举出在有机自由基电池中已知的高分子自由基化合物、π共轭系高分子等有机活性物质等。此外,还可以列举出:固体硫、硫-碳复合材料等与钠形成化合物的元素。但并不限定于此,只要能够吸留和放出钠即可,也可以使用其他的含钠过渡金属氧化物、含钠过渡金属硫化物、含钠过渡金属氟化物等传统公知的材料。
作为负极活性物质,可以采用本技术领域中通常用作钠离子二次的负极活性物质的那些。可以列举出例如,石墨等高结晶性碳、软碳等低结晶性碳、硬碳、炭黑(Ketjen Black(科琴黑)、乙炔黑、槽法炭黑、灯黑、油炉法炭黑、热裂炭黑等)、富勒烯、碳纳米管、碳纳米纤维、碳纳米突、碳纤丝、多并苯等碳材料。此外,作为其他负极活性物质,还可以列举出例如Si、Ge、Sn、Pb、In、Zn、H、Ca、Sr、Ba、Ru、Rh、Ir、Pd、Pt、Ag、Au、Cd、Hg、Ga、Tl、C、N、Sb、Bi、O、S、Se、Te、Cl等与钠发生合金化的元素的单质、含这些元素的氧化物(一氧化硅(SiO)、SiOx(0<x<2)、二氧化锡(SnO2)、SnOx(0<x<2)、SnSiO3等)以及碳化物(SiC等)等。此外,作为其他负极活性物质,还可以列举出例如钠金属等金属材料、钠-钛复合氧化物(钛酸钠:Na4Ti5O12)等钠-过渡金属复合氧化物。但并不限定于这些材料,可以使用可被用作钠离子二次电池用负极活性物质的传统公知的材料。这些负极活性物质可以仅单独使用1种,也可以将2种以上组合使用。
3-2.集电体
正极集电体和负极集电体由导电性材料构成。集电体的大小可根据电池的使用用途来确定。例如,如果在要求高能量密度的大型电池中使用,则可以使用面积大的集电体。对集电体的厚度没有特殊限制。集电体的厚度通常为1~100μm左右。对于集电体的形状没有特别地限定。对构成集电体的材料没有特殊限制。例如,可以采用金属、导电性高分子材料或在非导电性高分子材料中添加导电性填料而得到的树脂。具体地,作为金属,可以列举出铝、镍、铁、不锈钢、钛及铜等。除此之外,优选使用镍与铝的包层材料(cladmaterial)、铜与铝的包层材料、或者这些金属的组合的镀覆材料等。此外,还可以是金属表面包覆铝而成的箔。这其中,从电子传导性、电池工作电压、采用溅射法时负极活性物质相对于集电体的密合性等观点出发,优选铝、不锈钢、铜及镍。
此外,作为导电性高分子材料,可以列举出例如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚乙炔、聚对苯撑(polyparaphenylene)、聚苯乙炔、聚丙烯腈、聚二唑等。这样的导电性高分子材料即使不添加导电性填料也具有充分的导电性,因此在制造工序的容易化或集电体的轻质化方面是有利的。
作为非导电性高分子材料,可以列举出例如聚乙烯(PE;高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)等)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚醚腈(PEN)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、聚酰胺(PA)、聚四氟乙烯(PTFE)、丁苯橡胶(SBR)、聚丙烯腈(PAN)、聚丙烯酸甲酯(PMA)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏氟乙烯(PVdF)、聚苯乙烯(PS)等。这样的非导电性高分子材料可以具有优异的耐电压性或耐溶剂性。
根据需要,可以在上述的导电性高分子材料或非导电性高分子材料中添加导电性填料。特别是,在作为集电体的基体材料的树脂仅由非导电性高分子构成的情况下,为了赋予树脂以导电性,必然需要导电性填料。导电性填料只要是具有导电性的物质即可无特殊限制地使用。例如,作为导电性、耐电压性或锂离子阻断性优异的材料,可以列举出金属、导电性碳等。作为金属,没有特殊限制,优选包含选自Ni、Ti、Al、Cu、Pt、Fe、Cr、Sn、Zn、In、Sb及K中的至少1种金属或含这些金属的合金或金属氧化物。此外,作为导电性碳,没有特殊限制,优选包含选自乙炔黑、Vulcan(注册商标)、Black Pearl(注册商标)、碳纳米纤维、Ketjen Black(注册商标)、碳纳米管、碳纳米突(Carbon Nanohorn)、碳纳米球(Carbon Nanoballoon)及富勒烯中的至少1种。作为导电性填料的添加量,只要能够对集电体赋予充分的导电性的量即可,没有特殊限制。一般为集电体整体的5~35质量%左右。
此外,作为正极集电体,可以使用任何被用作正极集电体的已知材料;作为负极集电体,可以使用任何被用作负极集电体的已知材料。
3-3.电极
可以采用传统公知的方法在所述集电体(正极集电体或负极集电体)上形成所述活性物质(正极活性物质或负极活性物质)的层来制备所述电极(正极或负极),但不限于此。本领域技术人员可以根据所要制造的电池的类型,来选择合适的方法制造电极。
使用电极活性物质的电极的制造可利用常规方法进行。即,可以将电极活性物质和粘合剂、以及根据需要而使用的导电材料及增稠剂等进行干式混合并制成片状,再将该片状材料压合在电极集电体上,或将这些材料溶解或分散在液体介质中制成浆料,将该浆料涂布于电极集电体上并进行干燥,由此在集电体上形成电极活性物质层,从而获得电极。
电极活性物质在电极活性物质层中的含量优选为80质量%以上、更优选为82质量%以上、特别优选为84质量%以上。另外,其上限优选为95质量%以下、更优选为93质量%以下。
为了提高经过涂布、干燥而得到的电极活性物质层中电极活性物质的填充密度,优选通过手动压机、辊压机等进行压实化。就电极活性物质层的密度而言,其下限优选为1.5g/cm3以上、更优选为2g/cm3、进一步优选为2.2g/cm3以上,其上限优选为3.5g/cm3以下、更优选为3g/cm3以下、进一步优选为2.8g/cm3以下的范围。
作为导电材料,可任意使用公知的导电材料。作为其具体例,可列举铜、镍等金属材料;天然石墨、人造石墨等石墨(graphite);乙炔黑等炭黑;针状焦等无定形碳等碳材料等。需要说明的是,这些导电材料可以单独使用一种,也可以以任意组合及比例将两种以上组合使用。所使用的导电材料在电极活性物质层中的含量通常为0.01质量%以上、优选为0.1质量%以上、更优选为1质量%以上,且其上限通常为50质量%以下、优选为30质量%以下、更优选为15质量%以下。
作为用于制造电极活性物质层的粘合剂,并无特殊限制,采用涂布法的情况下,只要是可溶解或分散于制造电极时所使用的液体介质中的材料即可,作为其具体例,可列举:聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、芳香族聚酰胺、纤维素、硝基纤维素等树脂类高分子;SBR(苯乙烯-丁二烯橡胶)、NBR(丁腈橡胶)、氟橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、乙丙橡胶等橡胶状高分子;苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或其加氢产物、EPDM(乙烯-丙烯-二烯三元共聚物)、苯乙烯-乙烯-丁二烯-乙烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物或其加氢产物等热塑性弹性体状高分子;间规立构1,2-聚丁二烯、聚乙酸乙烯酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、丙烯-α-烯烃共聚物等软质树脂状高分子;聚偏氟乙烯(PVdF)、聚四氟乙烯、氟化聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯-乙烯共聚物等氟类高分子;具有碱金属离子(特别是锂离子)的离子传导性的高分子组合物等。需要说明的是,这些物质可以单独使用一种,也可以以任意组合及比例将两种以上组合使用。
电极活性物质层中粘合剂的比例通常为0.1质量%以上、优选为1质量%以上、进一步优选为3质量%以上,其上限通常为80质量%以下、优选为60质量%以下、进一步优选为40质量%以下、最优选为10质量%以下。
作为用于形成浆料的溶剂,只要是可以溶解或分散电极活性物质、导电材料、粘合剂、以及根据需要而使用的增稠剂的溶剂即可,对其种类没有特殊限制,可以使用水性溶剂和有机类溶剂中的任意溶剂。作为水性介质,可列举例如水、醇与水的混合介质等。作为有机类介质,可列举例如:己烷等脂肪族烃类;苯、甲苯、二甲苯、甲基萘等芳香族烃类;喹啉、吡啶等杂环化合物;丙酮、甲乙酮、环己酮等酮类;乙酸甲酯、丙烯酸甲酯等酯类;二亚乙基三胺、N,N-二甲基氨基丙胺等胺类;乙醚、环氧丙烷、四氢呋喃(THF)等醚类;N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等酰胺类;六甲基磷酰胺、二甲亚砜等极性非质子溶剂等。特别是,使用水性介质的情况下,优选使用增稠剂和苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)等胶乳进行浆料化。增稠剂通常可用于调节浆料的粘度。作为增稠剂,并无特殊限制,具体可列举:羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟甲基纤维素、乙基纤维素、聚乙烯醇、氧化淀粉、磷酸化淀粉、酪蛋白及它们的盐等。这些增稠剂可以单独使用一种,也可以以任意组合及比例组合使用两种以上。此外,添加增稠剂的情况下,增稠剂相对于活性物质的比例为0.1质量%以上、优选为0.5质量%以上、更优选为0.6质量%以上,另外,其上限为5质量%以下、优选为3质量%以下、更优选为2质量%以下的范围。
3-4.电池的其它构造
所述正极集电体或负极集电体上可以设置正极极耳或负极极耳。
可以在所述正极与所述负极之间配置隔膜。隔膜的材料及形状没有特殊限制,可任意采用公知的隔膜。例如,可使用由树脂、玻璃纤维、无机物等,优选使用保液性优异的多孔片或无纺布状形态的材料等。
作为树脂、玻璃纤维隔膜的材料,可使用例如聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、芳香族聚酰胺、聚四氟乙烯、聚醚砜、玻璃过滤器等。其中,优选玻璃过滤器、聚烯烃,进一步优选聚烯烃。上述材料可单独使用一种,也可以以任意组合及比例将两种以上组合使用。隔膜可以为任意厚度,例如可以是1μm以上、优选为5μm以上、更优选为8μm以上,且通常为50μm以下、优选为40μm以下、更优选为30μm以下。使用多孔片、无纺布等多孔材料作为隔膜的情况下,隔膜的空隙率是任意的,例如可以是20%以上、优选为35%以上、更优选为45%以上,且通常为90%以下、优选为85%以下、更优选为75%以下。隔膜的平均孔径也是任意的,例如可以是0.5μm以下、优选为0.2μm以下,且通常为0.05μm以上。另一方面,作为无机物的材料,可使用氧化铝、二氧化硅等氧化物、氮化铝、氮化硅等氮化物、硫酸钡、硫酸钙等硫酸盐,可使用粒子形状或纤维形状的无机物材料。作为隔膜的形态,可采用无纺布、织布、微多孔膜等薄膜形状。在薄膜形状中,优选使用孔径为0.01~1μm、厚度为5~50μm的薄膜。除了上述独立的薄膜形状以外,还可以使用下述隔膜:使用树脂制粘合剂在正极和/或负极的表层形成含有上述无机物粒子的复合多孔层而得到的隔膜。例如,可列举如下:使用氟树脂作为粘合剂,使90%粒径小于1μm的氧化铝粒子在正极的两面形成多孔层。
可以在所述正极与所述负极之间填充如上所述的本发明的非水电解液。
此外,所述电池部件可以安置在外装体中。作为外装体,可以根据电池的类型,选择通常使用的外装体。例如,从小型化、轻质化的观点来看,外装体优选由膜状的外装材料形成,但不限于此,也可以使用例如金属罐壳体。从高输出化、冷却性能优异、能够适用于电动汽车、混合电动汽车的大型设备用电池这样的观点来看,可以使用例如热传导性优异的高分子-金属复合层压片。更具体地,可以使用由按照PP、铝、尼龙的顺序依次叠层而成的3层结构的层压膜等外装材料形成的外装体。
实施例
以下通过实施例对本发明进行更具体的说明,但本发明不受这些实施例的限定。
实施例1配制非水电解液1
1.取2.4g碳酸丙烯酯(PC)加入玻璃瓶中,
2.称取1.5g氨基甲酸甲酯,
3.在23℃下,采用磁力搅拌,使氨基甲酸甲酯在碳酸丙烯酯中完全溶解,
4.称取0.94g碘化锂(LiI),使得碘化锂在配制后的非水电解液1中的终浓度为3.5mol/L,
5.在23℃下,采用磁力搅拌,搅拌2小时,使碘化锂在碳酸丙烯酯与氨基甲酸甲酯的混合体系中完全溶解从而配制了澄清的非水电解液1,表明浓度高达3.5mol/L的碘化锂可以充分溶解在碳酸丙烯酯与氨基甲酸甲酯的混合体系中。
实施例2配制非水电解液2
1.取2.4g碳酸丙烯酯(PC)加入玻璃瓶中,
2.称取1.2g氨基甲酸甲酯,
3.在23℃下,采用磁力搅拌,使氨基甲酸甲酯在碳酸丙烯酯中完全溶解,
4.称取0.53g碘化锂(LiI),使得碘化锂在配制后的非水电解液2中的终浓度为2mol/L,
5.在23℃下,采用磁力搅拌,搅拌2小时,使碘化锂在碳酸丙烯酯与氨基甲酸甲酯的混合体系中完全溶解从而配制了澄清的非水电解液2,表明浓度高达2mol/L的碘化锂可以充分溶解在碳酸丙烯酯与氨基甲酸甲酯的混合体系中。
实施例3配制非水电解液3
1.取2.4g碳酸丙烯酯(PC)加入玻璃瓶中,
2.称取0.75g氨基甲酸甲酯,
3.在23℃下,采用磁力搅拌,使氨基甲酸甲酯在碳酸丙烯酯中完全溶解
4.称取0.40g碘化锂(LiI),使得碘化锂在配制后的非水电解液3中的终浓度为1.5mol/L,
5.在23℃下,采用磁力搅拌,搅拌2小时,使碘化锂在碳酸丙烯酯与氨基甲酸甲酯的混合体系中完全溶解从而配制了澄清的非水电解液3,表明浓度高达1.5mol/L的碘化锂可以充分溶解在碳酸丙烯酯与氨基甲酸甲酯的混合体系中。
实施例4配制非水电解液4
1.取2.4g碳酸丙烯酯(PC)加入玻璃瓶中,
2.称取0.45g氨基甲酸甲酯,
3.在23℃下,采用磁力搅拌,使氨基甲酸甲酯在碳酸丙烯酯中完全溶解,
4.称取0.40g碘化锂(LiI),使得碘化锂在配制后的非水电解液4中的终浓度为1.5mol/L,
5.在23℃下,采用磁力搅拌,搅拌2小时,使碘化锂在碳酸丙烯酯与氨基甲酸甲酯的混合体系中完全溶解从而配制了澄清的非水电解液4,表明浓度高达1.5mol/L的碘化锂可以充分溶解在碳酸丙烯酯与氨基甲酸甲酯的混合体系中。
实施例5配制非水电解液5
1.取2.4g碳酸丙烯酯(PC)加入玻璃瓶中,
2.称取0.75g氨基甲酸甲酯,
3.在23℃下,采用磁力搅拌,使氨基甲酸甲酯在碳酸丙烯酯中完全溶解,
4.称取0.26g溴化锂(LiBr),使得溴化锂在配制后的非水电解液5中的终浓度为1.5mol/L,
5.在23℃下,采用磁力搅拌,搅拌2小时,使溴化锂在碳酸丙烯酯与氨基甲酸甲酯的混合体系中完全溶解从而配制了澄清的非水电解液5,表明浓度高达1.5mol/L的溴化锂可以充分溶解在碳酸丙烯酯与氨基甲酸甲酯的混合体系中。
实施例6配制非水电解液6
1.取2.4g碳酸丙烯酯(PC)加入玻璃瓶中,
2.称取0.45g氨基甲酸甲酯,
3.在23℃下,采用磁力搅拌,使氨基甲酸甲酯在碳酸丙烯酯中完全溶解,
4.称取0.26g溴化锂(LiBr),使得溴化锂在配制后的非水电解液6中的终浓度为1.5mol/L,
5.在23℃下,采用磁力搅拌,搅拌2小时,使溴化锂在碳酸丙烯酯与氨基甲酸甲酯的混合体系中完全溶解从而配制了澄清的非水电解液6,表明浓度高达1.5mol/L的溴化锂可以充分溶解在碳酸丙烯酯与氨基甲酸甲酯的混合体系中。
实施例7配制非水电解液7
1.取1.8g碳酸丙烯酯(PC)加入玻璃瓶中
2.称取1.5g氨基甲酸乙酯,
3.在23℃下,采用磁力搅拌,使氨基甲酸乙酯在碳酸丙烯酯中完全溶解,
4.称取0.70g碘化锂(LiI),使得碘化锂在配制后的非水电解液7中的终浓度为3.5mol/L,
5.在23℃下,采用磁力搅拌,搅拌2小时,使碘化锂在碳酸丙烯酯与氨基甲酸乙酯的混合体系中完全溶解从而配制了澄清的非水电解液7,表明浓度高达3.5mol/L的碘化锂可以充分溶解在碳酸丙烯酯与氨基甲酸乙酯的混合体系中。
实施例8配制非水电解液8
1.取1.8g碳酸丙烯酯(PC)加入玻璃瓶中,
2.称取1.2g氨基甲酸乙酯,
3.在23℃下,采用磁力搅拌,使氨基甲酸乙酯在碳酸丙烯酯中完全溶解,
4.称取0.40g碘化锂(LiI),使得碘化锂在配制后的非水电解液8中的终浓度为2mol/L,
5.在23℃下,采用磁力搅拌,搅拌2小时,使碘化锂在碳酸丙烯酯与氨基甲酸乙酯的混合体系中完全溶解从而配制了澄清的非水电解液8,表明浓度高达2mol/L的碘化锂可以充分溶解在碳酸丙烯酯与氨基甲酸乙酯的混合体系中。
实施例9配制非水电解液9
1.取1.8g碳酸丙烯酯(PC)加入玻璃瓶中,
2.称取0.75g氨基甲酸乙酯,
3.在23℃下,采用磁力搅拌,使氨基甲酸乙酯在碳酸丙烯酯中完全溶解,
4.称取0.40g碘化锂(LiI),使得碘化锂在配制后的非水电解液9中的终浓度为2mol/L,
5.在23℃下,采用磁力搅拌,搅拌2小时,使碘化锂在碳酸丙烯酯与氨基甲酸乙酯的混合体系中完全溶解从而配制了澄清的非水电解液9,表明浓度高达2mol/L的碘化锂可以充分溶解在碳酸丙烯酯与氨基甲酸乙酯的混合体系中。
实施例10配制非水电解液10
1.取1.8g碳酸丙烯酯(PC)加入玻璃瓶中,
2.称取0.45g氨基甲酸乙酯,
3.在23℃下,采用磁力搅拌,使氨基甲酸乙酯在碳酸丙烯酯中完全溶解,
4.称取0.30g碘化锂(LiI),使得碘化锂在配制后的非水电解液10中的终浓度为1.5mol/L,
5.在23℃下,采用磁力搅拌,搅拌2小时,使碘化锂在碳酸丙烯酯与氨基甲酸乙酯的混合体系中完全溶解从而配制了澄清的非水电解液10,表明浓度高达1.5mol/L的碘化锂可以充分溶解在碳酸丙烯酯与氨基甲酸乙酯的混合体系中。
实施例11配制非水电解液11
1.取1.8g碳酸丙烯酯(PC)加入玻璃瓶中,
2.称取0.75g氨基甲酸乙酯,
3.在23℃下,采用磁力搅拌,使氨基甲酸乙酯在碳酸丙烯酯中完全溶解,
4.称取0.26g溴化锂(LiBr),使得溴化锂在配制后的非水电解液11中的终浓度为2mol/L,
5.在23℃下,采用磁力搅拌,搅拌2小时,使溴化锂在碳酸丙烯酯与氨基甲酸乙酯的混合体系中完全溶解从而配制了澄清的非水电解液11,表明浓度高达2mol/L的溴化锂可以充分溶解在碳酸丙烯酯与氨基甲酸乙酯的混合体系中。
实施例12配制非水电解液12
1.取1.8g碳酸丙烯酯(PC)加入玻璃瓶中,
2.称取0.45g氨基甲酸乙酯,
3.在23℃下,采用磁力搅拌,使氨基甲酸乙酯在碳酸丙烯酯中完全溶解,
4.称取0.20g溴化锂(LiBr),使得溴化锂在配制后的非水电解液12中的终浓度为1.5mol/L,
5.在23℃下,采用磁力搅拌,搅拌2小时,使溴化锂在碳酸丙烯酯与氨基甲酸乙酯的混合体系中完全溶解从而配制了澄清的非水电解液12,表明浓度高达1.5mol/L的溴化锂可以充分溶解在碳酸丙烯酯与氨基甲酸乙酯的混合体系中。
根据上述实施例1~12的结果可以看出,由于添加了氨基甲酸酯,当溴化锂或碘化锂的添加量达到3.5mol/L时,仍可以得到澄清的非水电解液。
实施例13配制非水电解液13
1.取3g碳酸丙烯酯(PC)加入玻璃瓶中,
2.称取1.5g氨基甲酸正丙酯,
3.在23℃下,采用磁力搅拌,使氨基甲酸正丙酯在碳酸丙烯酯中完全溶解,
4.称取0.33g碘化锂(LiI),使得碘化锂在配制后的非水电解液13中的终浓度为1mol/L,
5.在23℃下,采用磁力搅拌,搅拌2小时,使碘化锂在碳酸丙烯酯与氨基甲酸正丙酯的混合体系中完全溶解从而配制了澄清的非水电解液13,表明浓度高达1mol/L的碘化锂可以充分溶解在碳酸丙烯酯与氨基甲酸正丙酯的混合体系中。
对比例1配制非水电解液14
1.取2.4g碳酸丙烯酯(PC)加入玻璃瓶中,
2.称取0.0159g碘化锂(LiI),使得碘化锂在配制后的非水电解液14中的终浓度为0.6mol/L,
3.在23℃下,采用磁力搅拌,实验结果显示搅拌2小时后,碘化锂无法溶解到碳酸丙烯酯中。
4.进一步搅拌上述溶液4~5小时后,碘化锂才逐渐溶解到碳酸丙烯酯中。
根据上述对比例1的结果可以看出,在未添加氨基甲酸酯的情况下,仅0.6mol/L的电解质盐也无法快速溶解在碳酸酯中,无法得到满足电池需要的电解质盐浓度的非水电解液。
循环伏安测试
循环伏安采用三电极测试体系,其测试体系如图1所示。其中工作电极为铂圆盘电极(天津艾达恒晟科技有限公司),对电极为铂丝电极(天津艾达恒晟科技有限公司),参比电极为锂片,测试仪器采用德国Zahner Zennium电化学工作站。
测试条件:电压下限0.05V,电压上限4.2V,扫描速度10mV/s
测试时,将上述实施例1~12制备的待测电解液加入玻璃瓶中,按照图1所示安装铂圆盘工作电极,铂丝对电极以及锂片参比电极。然后将Zennium电化学工作站的测试连接线,分别连接到工作电极,对电极及参比电极上。在软件中设定测试条件,开始循环伏安曲线测试。
针对上述实施例1~12的非水电解液进行循环伏安曲线测试,测试结果显示实施例1~12的电解液在0~3V能稳定存在,可以作为锂离子电池的电解液使用。
其中,非水电解液1~11循环伏安曲线显示3V开始出现氧化电流峰,发生分解反应,表示电解液可以在0~3V的电压范围内稳定存在。
非水电解液12循环伏安曲线显示3.5V开始出现氧化电流峰,发生分解反应,表示电解液可以在0~3V的电压范围内稳定存在。
电池组装及测试
正极浆料的调制
将磷酸铁锂(=LiFePO4)(Aleees)90.5重量份、乙炔黑(电化学工业)6.5重量份、PVDF粘合剂(吴羽工业)3重量份混合,作为浆料。将上述三种材料加入到N-吡咯烷酮(NMP)中,使得固体成分为38.9%。为了制备浆料,用混炼机(IKA)搅拌了1小时。此时混炼机的转数为4000RMP。
正极片的涂布
将该浆料使用狭缝口模涂布器(弗安企业)涂布于铝箔(Foshan GAOKEBase Aluminum、厚15μm)上,使得宽200mm、厚100μm(干燥时)。
压好的极片放在冲片机上,用直径为12mm的冲头冲出小圆片。将极片放入真空干燥箱中进行干燥。
负极采用直径为16mm的金属锂片。
扣式电池组装
在手套箱(威格高纯气体设备科技)内进行扣式电池组装(见下图),按“负极盖-泡沫镍-锂片(分别添加上述实施例3所配制的电解液约3滴)-隔离膜(分别添加上述实施例3所配制的电解液约3滴)-正极极片-垫片-弹片-正极盖”的顺序来组装。使用一次性滴管滴加实施例3所配制的电解液。
其中上述垫片,弹片均为不锈钢片,用以填充扣式电池空隙。
隔离膜是厚度为25μm的PP/PE/PP的三层复合高分子薄膜
将分别利用实施例3组装好的纽扣电池1~14放在液压封口机(科晶智达科技)的模槽里,锁死,摇动手柄,施压>500kg/cm2,然后解锁,取出封好口的纽扣电池
充放电实验
使用充放电装置(5V-5mA、LAND)进行充电放电。0.02C充电10h,之后0.02C放电10h。
其中上述非水电解液3作为电解液进行充放电实验,充电29.1mAh,放电29.1mAh,可进行正常充放电。
Claims (20)
1.一种非水溶剂,其包括:
一种或两种以上碳酸酯;以及
一种或两种以上氨基甲酸酯。
2.根据权利要求1所述的非水溶剂,其中,相对于包括氨基甲酸酯与碳酸酯非水溶剂的总量,所含的氨基甲酸酯质量分数为5重量%~50重量%,优选10重量%~45重量%,更优选15重量%~40重量%。
3.根据权利要求1或2所述的非水溶剂,其中,氨基甲酸酯选自氨基甲酸甲酯、氨基甲酸乙酯、氨基甲酸正丙酯、氨基甲酸异丙酯、氨基甲酸正丁酯、氨基甲酸异丁酯、氨基甲酸仲丁酯、氨基甲酸叔丁酯、或氨基甲酸苯酯中的一种或两种以上。
4.根据权利要求3所述的非水溶剂,其中,氨基甲酸酯为氨基甲酸甲酯、氨基甲酸乙酯、氨基甲酸正丙酯、氨基甲酸异丙酯和/或氨基甲酸苯酯。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的非水溶剂,其中,碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、甲基-γ-丁内酯或γ-戊内酯中的一种或两种以上。
6.一种非水电解液,其包括:
卤化锂或卤化钠,以及
非水溶剂,
所述非水溶剂包括:
一种或两种以上碳酸酯,以及
一种或两种以上氨基甲酸酯。
7.根据权利要求6所述的非水电解液,其中,卤化锂或卤化钠在非水电解液中的浓度为0.1mol/L~10mol/L,优选为0.2mol/L~8mol/L,优选为0.3mol/L~5mol/L,更优选0.5mol/L~3.5mol/L,更优选1.0mol/L~3.5mol/L。
8.根据权利要求6或7所述的非水电解液,其中,相对于包括氨基甲酸酯与碳酸酯非水溶剂的总量,所含的氨基甲酸酯质量分数为5重量%~50重量%,优选10重量%~45重量%,更优选15重量%~40重量%。
9.根据权利要求6~8中任一项所述的非水电解液,其中,氨基甲酸酯选自氨基甲酸甲酯、氨基甲酸乙酯、氨基甲酸正丙酯、氨基甲酸异丙酯、氨基甲酸正丁酯、氨基甲酸异丁酯、氨基甲酸仲丁酯、氨基甲酸叔丁酯、或氨基甲酸苯酯中的一种或两种以上。
10.根据权利要求9所述的非水电解液,其中,氨基甲酸酯为氨基甲酸甲酯、氨基甲酸乙酯、氨基甲酸正丙酯、氨基甲酸异丙酯和/或氨基甲酸苯酯。
11.根据权利要求5~10中任一项所述的非水电解液,其中,碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、甲基-γ-丁内酯或γ-戊内酯中的一种或两种以上。
12.根据权利要求5~11中任一项所述的非水电解液,其中,卤化锂为碘化锂和/或溴化锂。
13.一种非水电解质电池,其包含:
负极和正极;以及
非水电解液,
其中,所述非水电解液包括:
卤化锂或卤化钠,以及
非水溶剂,
所述非水溶剂包括:
一种或两种以上碳酸酯,以及
一种或两种以上氨基甲酸酯。
14.根据权利要求13所述的电池,其中,卤化锂和/或卤化钠在非水电解液中的浓度为0.1mol/L~10mol/L,优选为0.2mol/L~8mol/L,优选为0.3mol/L~5mol/L,更优选0.5mol/L~3.5mol/L,更优选1.0mol/L~3.5mol/L。
15.根据权利要求13或14所述的电池,其中,相对于包括氨基甲酸酯与碳酸酯非水溶剂的总量,所含的氨基甲酸酯质量分数为5重量%~50重量%,优选10重量%~45重量%,更优选15重量%~40重量%。
16.根据权利要求13~15中任一项所述的电池,其中,氨基甲酸酯选自氨基甲酸甲酯、氨基甲酸乙酯、氨基甲酸正丙酯、氨基甲酸异丙酯、氨基甲酸正丁酯、氨基甲酸异丁酯、氨基甲酸仲丁酯、氨基甲酸叔丁酯、或氨基甲酸苯酯中的一种或两种以上。
17.根据权利要求16所述的电池,其中,氨基甲酸酯为氨基甲酸甲酯、氨基甲酸乙酯、氨基甲酸正丙酯、氨基甲酸异丙酯和/或氨基甲酸苯酯。
18.根据权利要求13~17中任一项所述的电池,其中,碳酸酯选自碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、甲基-γ-丁内酯或γ-戊内酯中的一种或两种以上。
19.根据权利要求13~18中任一项所述的电池,其中,卤化锂为碘化锂和/或溴化锂。
20.根据权利要求13~19中任一项所述的电池,其中,电池为锂离子二次电池或钠离子二次电池。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410240608 | 2014-05-30 | ||
CN2014102406081 | 2014-05-30 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106207259A true CN106207259A (zh) | 2016-12-07 |
CN106207259B CN106207259B (zh) | 2020-12-04 |
Family
ID=57460240
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510293660.8A Active CN106207259B (zh) | 2014-05-30 | 2015-06-01 | 非水溶剂、非水电解液、以及利用该非水电解液的电池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106207259B (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1499662A (zh) * | 2002-10-28 | 2004-05-26 | 三井化学株式会社 | 非水电解液和使用其的二次电池 |
JP2005340223A (ja) * | 1998-02-20 | 2005-12-08 | Hitachi Ltd | リチウム2次電池とその電解液及び電気機器 |
US20090029258A1 (en) * | 2007-07-25 | 2009-01-29 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Preparing method of tin sulfide nanoparticles and manufacturing method of lithium ion battery using the same |
CN101606269A (zh) * | 2007-04-11 | 2009-12-16 | 株式会社Lg化学 | 含有三元低共熔混合物的二次电池及其制备方法 |
CN101609910A (zh) * | 2007-06-20 | 2009-12-23 | 索尼株式会社 | 电池 |
CN102088111A (zh) * | 2009-12-02 | 2011-06-08 | 索尼公司 | 非水电解质电池 |
-
2015
- 2015-06-01 CN CN201510293660.8A patent/CN106207259B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005340223A (ja) * | 1998-02-20 | 2005-12-08 | Hitachi Ltd | リチウム2次電池とその電解液及び電気機器 |
CN1499662A (zh) * | 2002-10-28 | 2004-05-26 | 三井化学株式会社 | 非水电解液和使用其的二次电池 |
CN101606269A (zh) * | 2007-04-11 | 2009-12-16 | 株式会社Lg化学 | 含有三元低共熔混合物的二次电池及其制备方法 |
CN101609910A (zh) * | 2007-06-20 | 2009-12-23 | 索尼株式会社 | 电池 |
US20090029258A1 (en) * | 2007-07-25 | 2009-01-29 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Preparing method of tin sulfide nanoparticles and manufacturing method of lithium ion battery using the same |
CN102088111A (zh) * | 2009-12-02 | 2011-06-08 | 索尼公司 | 非水电解质电池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106207259B (zh) | 2020-12-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103493279B (zh) | 钠离子二次电池用添加剂以及钠离子二次电池 | |
CN107750405B (zh) | Na离子电池用正极复合材料的制造方法 | |
CN104247135B (zh) | 锂离子二次电池 | |
CN110495021A (zh) | 锂二次电池 | |
CN107799721A (zh) | 预锂化负极、包括其的二次电池、以及它们的制造方法 | |
WO2013140941A1 (ja) | 集電体用三次元網状金属多孔体及び電極並びに非水電解質二次電池 | |
CN104078708B (zh) | 预掺杂剂、使用该预掺杂剂的蓄电装置及其制造方法 | |
CN102823029A (zh) | 锂离子二次电池负极用浆料组合物、锂离子二次电池负极以及锂二次电池 | |
CN103296280A (zh) | 正极合剂层形成用组合物的制造方法及锂离子二次电池的制造方法 | |
CN110431697A (zh) | 制备二次电池正极用浆料组合物的方法、利用该方法制备的二次电池用正极、和包含该正极的锂二次电池 | |
WO2018123487A1 (ja) | カリウムイオン電池用正極活物質、カリウムイオン電池用正極、及び、カリウムイオン電池 | |
CN109075376A (zh) | 非水电解质二次电池 | |
US20210358695A1 (en) | Electrolyte Solution for Potassium Ion Battery, Potassium Ion Battery, Electrolyte Solution for Potassium Ion Capacitor, and Potassium Ion Capacitor | |
TW201843206A (zh) | 電化學裝置用電極及其製造方法、電化學裝置、以及聚合物電解質組成物 | |
CN110268560A (zh) | 二次电池用正极活性材料以及包含其的锂二次电池 | |
CN107437610A (zh) | 用于可再充电锂电池的正极和包括其的可再充电锂电池 | |
CN106104875B (zh) | 二次电池电极用粘合剂组合物、二次电池电极用浆料组合物、二次电池用电极和二次电池 | |
CN105122507A (zh) | 非水电解质二次电池 | |
CN104272507A (zh) | 非水二次电池用正极活性物质的制造方法、非水二次电池用正极、及非水二次电池 | |
US20200127283A1 (en) | Positive electrode material for lithium-ion secondary battery, positive electrode for lithium-ion secondary battery, and lithium-ion secondary battery | |
CN104813512B (zh) | 电气设备用负极、和使用了其的电气设备 | |
CN103972580A (zh) | 一种锂硫电池 | |
CN108028365A (zh) | 用于制备锂离子二次电池用负极的方法 | |
CN104716377B (zh) | 可交流充电和/或放电的电池 | |
CN1835262A (zh) | 正极活性材料组合物、正极片及锂离子电池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |