CN110299250A - 用于电化学器件的电解液和电化学器件 - Google Patents

用于电化学器件的电解液和电化学器件 Download PDF

Info

Publication number
CN110299250A
CN110299250A CN201910221283.5A CN201910221283A CN110299250A CN 110299250 A CN110299250 A CN 110299250A CN 201910221283 A CN201910221283 A CN 201910221283A CN 110299250 A CN110299250 A CN 110299250A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrolyte
lithium
additive
ester
electrochemical device
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
Application number
CN201910221283.5A
Other languages
English (en)
Inventor
续木武男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyo Yuden Co Ltd
Original Assignee
Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiyo Yuden Co Ltd filed Critical Taiyo Yuden Co Ltd
Publication of CN110299250A publication Critical patent/CN110299250A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/04—Hybrid capacitors
    • H01G11/06—Hybrid capacitors with one of the electrodes allowing ions to be reversibly doped thereinto, e.g. lithium ion capacitors [LIC]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/54—Electrolytes
    • H01G11/58—Liquid electrolytes
    • H01G11/60—Liquid electrolytes characterised by the solvent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/54—Electrolytes
    • H01G11/58—Liquid electrolytes
    • H01G11/62—Liquid electrolytes characterised by the solute, e.g. salts, anions or cations therein
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/54—Electrolytes
    • H01G11/58—Liquid electrolytes
    • H01G11/64—Liquid electrolytes characterised by 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
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • 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
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0025—Organic electrolyte
    • H01M2300/0028—Organic electrolyte characterised by the solvent
    • 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
    • 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
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本申请提供一种用于电化学器件的电解液，包括：电解液，其中环碳酸酯溶剂包括0.8mol/L以上且1.6mol/L以下的LiPF6作为电解质；和链碳酸酯，添加到电解液中的量为0.1wt％以上且低于10.0wt％。

Description

用于电化学器件的电解液和电化学器件
技术领域
本发明的某方面涉及用于电化学器件的电解液和电化学器件。
背景技术
在使用非水电解液的电化学器件诸如双电层电容器或锂离子电容器中，溶剂具有高电解电压。因此能够增大电化学器件的耐受电压。并且可能在电化学器件中储存大量能量。
近来，要求电化学器件在高温条件下确保可靠性。关于高温可靠性，认为器件的特性可能会变差，因为可能因作为电解质的诸如PF6 -的阴离子的分解而产生诸如氟化氢的降解产物，或者可能因负极附近的电解液的还原分解而形成高电阻覆膜。
例如，日本专利申请公开第2001-236990号(下文称为文件1)公开了一种包括电解液的锂离子电池，其中四氟硼酸锂(LiBF4)和双(五氟乙基磺酰基)亚胺锂(LiBETI)以一定比例混合。日本专利申请公开第2003-346898号(下文称为文件2)公开了一种包括电解液的锂离子电池，其中将LiBF4添加到六氟磷酸锂(LiPF6)中以改善高温储存性。国际公开第2012/017999号(下文称为文件3)公开了一种电解液，其通过向使用碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯的混合溶剂的电解液中添加亚甲基双磺酸酯电介质，使锂离子电池的循环特性或短期的高温保持测试之后的特性改善。
发明内容
本发明目的是提供能够改善高温可靠性的用于电化学器件的电解液和电化学器件。
根据本发明的一方面，提供用于电化学器件的电解液，其包括：电解液，其中环碳酸酯溶剂包含0.8mol/L以上且1.6mol/L以下的LiPF6作为电解质；和链碳酸酯，添加到电解液中的量为0.1wt％以上且低于10.0wt％。
根据本发明的另一方面，提供电化学器件，其包括其中隔膜夹在正极和负极之间的储能元件，其中正极活性物质、负极活性物质和隔膜中的至少一者浸渍有上述电解液。
附图说明
图1示出锂离子电容器的分解图；
图2示出层叠方向上的正极、负极和隔膜的截面图；
图3示出锂离子电容器的分解图；且
图4示出锂离子电容器的外观图。
具体实施方式
当如文件1的情况那样使用其中LiBF4和LiBFTI以一定比例混合的电解液时，该电解液在高温下的稳定性与包含LiPF6作为电解质的电解液相比更为改善，因为电解液的电解质具有高耐热特性，且LiBFTI具有高导电性。然而，在这种情况下，当正极电位约为4V(相对于Li/Li+)时，LiBFTI侵蚀集电体箔(铝)。因此，电解液在长期可靠性方面存在问题。
在文件2中，使用其中将LiBF4部分添加到LiPF6中的电解液，高温储存后的电池劣化得到抑制。在高温(60℃)下，LiPF6不会热分解太多。然而，在更高的温度(85℃)下，LiPF6的热分解不容忽视。因此，电池的可靠性不一定能得到改善。
在文件3中，当电池长时间保持在高温条件下时，可能发生问题，因为可能在负极的表面上进一步形成涂膜并且电解液可能分解。
将参照附图给出对实施方式的说明。
[实施方式]
作为电化学器件的实例，将给出对锂离子电容器的说明。图1示出锂离子电容器100的分解图。如图1所示，锂离子电容器100具有储能元件50，其中隔膜30夹在正极10和负极20之间，且正极10、负极20和隔膜30彼此卷绕在一起。储能元件50具有柱形形状。引线端子41连接到正极10。引线端子42连接到负极20。
图2示出层叠方向上的正极10、负极20和隔膜30的截面图。如图2所示，正极10具有如下结构，其中正极层12层叠在正极集电体11的一面上。隔膜30层叠在正极10的正极层12上。负极20层叠在隔膜30上。负极20具有如下结构，其中负极层22层叠在负极集电体21的一面上，该面位于正极10侧。隔膜30层叠在负极20的负极集电体21上。在储能元件50中，卷绕由正极10、隔膜30和负极20构成的层叠单元。正极层12可以设置在正极集电体11的两面上。负极层22可以设置在负极集电体21的两面上。
如图3所示，引线端子41和引线端子42分别插入密封橡胶60的两个通孔中。密封橡胶60的直径与储能元件50的直径大致相同。密封橡胶60具有柱形形状。储能元件50容纳在容器70中，容器70具有带底部的柱形形状。如图4所示，密封橡胶60绕容器70的开口填缝(caulk)。由此，储能元件50被密封。将非水电解液密封在容器70中。使正极10活性物质、负极20活性物质或隔膜30浸渍有非水液体。
(正极)正极集电体11是诸如铝箔的金属箔。铝箔可以是穿孔箔。正极层12具有用于双电层电容器或氧化还原电容器的电极层的已知材料和已知结构。例如，正极层12包括活性物质比如多并苯(PAS)、聚苯胺(PAN)、活性炭、炭黑、石墨或碳纳米管。正极层12可以包括用于双电层电容器的电极层的另一种组分，如导电助剂或粘合剂。
(负极)负极集电体21是诸如铜箔的金属箔。铜箔可以是穿孔箔。负极层22包括活性物质例如难石墨化碳、石墨、氧化锡、氧化硅。负极层22可包括导电助剂比如炭黑或金属粉末。负电层22可包括粘合剂，如聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)或苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)。
(隔膜)隔膜30设置在正极10和负极20之间。因此，隔膜30抑制由两个电极接触所引起的短路。隔膜30在其孔中保有非水电解液。因此，隔膜30在电极之间具有导电路径。隔膜30的材料为，例如多孔纤维素、多孔聚丙烯、多孔聚乙烯、多孔氟树脂。
当储能元件50和非水电解液容纳并密封在容器70中时，锂金属板与负极20电连接。因此，锂金属板中的锂溶解在非水电解液中。并且，锂离子预掺杂在负极20的负极层22中。因此，在充电之前，负极20的电位比正极10的电位低约3V。
在实施方式中，锂离子电容器100具有其中卷绕型储能元件50密封在容器70中的结构。然而，该结构不受限制。例如，储能元件50可以具有层叠结构。在这种情况下，容器70可以是矩形罐。
(非水电解液)非水电解液可以通过将电解质溶解在非水溶剂中并在非水溶剂中添加添加剂来制备。将环碳酸酯用作非水溶剂。例如，环碳酸酯是诸如碳酸丙烯酯(PC)或碳酸乙烯酯(EC)的环状碳酸酯。环状碳酸酯具有高介电常数。因此，环状碳酸酯充分地溶解锂盐。使用环状碳酸酯作为非水溶剂的非水电解液具有高离子传导性。因此，当将环碳酸酯用作非水溶剂时，锂离子电容器100的初始特性优良。当将环碳酸酯用作非水溶剂时，在负极20上形成涂膜之后，锂离子电容器100的操作期间的电化学特性得以充分稳定。
使用锂盐LiPF6作为电解质。在一般锂盐当中，LiPF6具有高解离常数。因此，LiPF6实现了锂离子电容器100的优良初始特性(电容和DCR)。当非水电解液中的电解质浓度(电解液的浓度)过高时，电解液的粘度增加，需要花费很长时间向电极供应所需量的离子。因此，初始内阻可能增加。另一方面，当电解液的浓度过低时，可能不一定能向电极供应所需量的离子，或者需要花费很长时间向电极供应所需量的离子。在这种情况下，初始电容可能降低并且初始内阻可能增加。因此，电解液的浓度具有上限和下限。在实施方式中，电解液的浓度为0.8mol/L以上且1.6mol/L以下。优选电解液的浓度为1.0mol/L以上且1.4mol/L以下。在实施方式中，不使用LiBFTI作为电解质，并且抑制了正极10的腐蚀。
(第一添加剂)将链碳酸酯用作添加到非水电解液中的第一添加剂，以增大电容保持率并抑制在锂离子电容器100经受高温的情况下内阻的变化。认为这是因为当向电解液中添加少量链碳酸酯时，电解液的粘度降低，从而用于形成涂膜的材料均匀地影响负极20并且形成薄、均匀且结实的涂膜。链碳酸酯为例如碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二乙酯(DEC)等。可使用它们的组合用作第一添加剂。当非水电解液中第一添加剂的浓度过低时，难以实现第一添加剂的充分效果。因此，非水电解液中第一添加剂的浓度具有下限。另一方面，当非水电解液中的第一添加剂的浓度过高时，可能抑制LiPF6在电解液中的解离，并且可能在高温下促进LiPF6的热分解。因此，非水电解液中第一添加剂的浓度具有上限。在该实施方式中，非水电解液中第一添加剂的浓度为0.1wt％以上且低于10.0wt％。优选非水电解液中第一添加剂的浓度为9.0wt％以下。更优选非水电解液中第一添加剂的浓度为5.0wt％以下。优选非水电解液中第一添加剂的浓度为0.5wt％以上。更优选非水电解液中第一添加剂的浓度为1.0wt％以上。
(第二添加剂)为了抑制在锂离子电容器100经受高温的情况下内阻的变化，除第一添加剂之外，还可以向非水电解液中加入碳酸酯、磺酸酯和锂的草酸络盐中的至少一种作为第二添加剂。第二添加剂的还原电位高于非水电解液的非水溶剂的还原电位。并且，第二添加剂影响负极20并形成稳定的涂膜。可使用碳酸亚乙烯酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)等作为碳酸酯。可以使用亚甲基双(乙磺酸酯)(MBES)等作为磺酸酯。可以使用双(草酸)硼酸锂(LiB(C2O4)2)、二氟双(草酸)磷酸锂(LiPF2(C2O4)2)、四氟草酸磷酸锂(LiPF4(C2O4))等作为锂的草酸络盐。为了实现第二添加剂的充分效果，优选第二添加剂的浓度具有下限。另一方面，当非水电解液中第二添加剂的浓度过高时，在负极20上形成厚的涂膜，且初始内阻可能较高。而且内阻的变化可能较大。因此，优选非水电解液中第二添加剂的浓度具有上限。在实施方式中，优选非水电解液中第二添加剂的浓度为0.1wt％以上。更优选非水电解液中第二添加剂的浓度为0.2wt％以上。再更优选非水电解液中第二添加剂的浓度为0.5wt％以上。优选非水电解液中第二添加剂的浓度为5.0wt％以下。更优选非水电解液中第二添加剂的浓度为3.0wt％以下。再更优选非水电解液中第二添加剂的浓度为1.0wt％以下。
在实施方式中，使用环碳酸酯作为非水溶剂。并且，非水电解液包括0.8mol/L以上且1.6mol/L以下的LiPF6作为电解质。而且，非水电解液包括0.1wt％以上且低于10.0wt％的链碳酸酯。因此，即使锂离子电容器100经受高温，也实现优良的电容保持率，并且内阻的变化充分降低。因此能够改善高温可靠性。
在实施方式中，在电化学器件中关注锂离子电容器的电解液。然而，实施方式的非水电解液可用作另一电化学器件比如双电层电容器的电解液。
[实施例]
根据上述实施方式制造锂离子电容器。并对特性进行测定。
(实施例1)将PAS用作正极10的活性物质。使用羧甲基纤维素和苯乙烯-丁二烯橡胶作为粘合剂，制备浆料。将制备的浆料涂覆在穿孔铝箔上并成形为片材。使用由酚醛树脂制成的难石墨化碳作为负极20的活性物质。使用羧甲基纤维素和苯乙烯-丁二烯橡胶作为粘合剂，制备浆料。将制备的浆料涂覆在穿孔铜箔上并成形为片材。将纤维素类隔膜30夹在电极之间。通过超声焊接将引线端子41连接到正极集电体11。通过超声焊接将引线端子42连接到负极集电体21。之后，卷绕正极10、隔膜30和负极20。并且，将储能元件50通过由聚酰亚胺制成的胶带固定。将密封橡胶60与储能元件50连接，并将储能元件50和密封橡胶60在180℃的真空气氛中干燥。之后，将锂箔附接到负极20，并将储能元件50收容在容器70中。将LiPF6溶解在PC(100vol％)中制备溶液(1.10mol/L)。之后，作为第一添加剂，向溶液中加入3.0wt％的EMC。作为第二添加剂，向溶液中加入0.1wt％的VC。将得到的非水电解液注入容器70中。对密封橡胶60的一部分进行填缝。并制造锂离子电容器100。
(实施例2)在实施例2中，VC的添加量为0.5wt％。其他条件与实施例1的条件相同。
(实施例3)在实施例3中，VC的添加量为1.0wt％。其他条件与实施例1的条件相同。
(实施例4)在实施例4中，EMC的添加量为0.1wt％。其他条件与实施例3的条件相同。
(实施例5)在实施例5中，EMC的添加量为1.0wt％。其他条件与实施例3的条件相同。
(实施例6)在实施例6中，EMC的添加量为5.0wt％。其他条件与实施例3的条件相同。
(实施例7)在实施例7中，EMC的添加量为9.0wt％。其他条件与实施例3的条件相同。
(实施例8)在实施例8，添加3.0wt％的DMC代替EMC。其他条件与实施例3的条件相同。
(实施例9)在实施例9，添加3.0wt％的DEC代替EMC。其他条件与实施例3的条件相同。
(实施例10)在实施例10中，使用PC(80vol％)和EC(20vol％)作为非水溶剂。其他条件与实施例3的条件相同。
(实施例11)在实施例11中，添加1.0wt％的FEC代替VC。其他条件与实施例3的条件相同。
(实施例12)在实施例12中，添加3.0wt％的FEC代替VC。其他条件与实施例3的条件相同。
(实施例13)在实施例13中，添加5.0wt％的FEC代替VC。其他条件与实施例3的条件相同。
(实施例14)在实施例14中，添加1.0wt％的MBES代替VC。其他条件与实施例3的条件相同。
(实施例15)在实施例15中，添加1.0wt％的LiB(C2O4)代替VC。其他条件与实施例3的条件相同。
(实施例16)在实施例16中，添加1.0wt％的LiPF2(C2O4)代替VC。其他条件与实施例3的条件相同。
(实施例17)在实施例17中，添加1.0wt％的LiPF4(C2O4)代替VC。其他条件与实施例3的条件相同。
(实施例18)在实施例18中，添加3.0wt％的DMC代替EMC。未添加第二添加剂。其他条件与实施例1的条件相同。
(实施例19)在实施例19中，未添加第二添加剂。其他条件与实施例1的条件相同。
(实施例20)在实施例20中。添加3.0wt％的DEC代替EMC。未添加第二添加剂。其他条件与实施例1的条件相同。
(比较例1)在比较例1中，既不添加第一添加剂，也不添加第二添加剂。其他条件与实施例1的条件相同。
(比较例2)在比较例2中，未添加第一添加剂。其他条件与实施例3的条件相同。
(比较例3)在比较例3中，未添加第一添加剂。其他条件与实施例11的条件相同。
(比较例4)在比较例4中，未添加第一添加剂。其他条件与实施例14的条件相同。
(比较例5)在比较例5中，EMC的添加量为18.0wt％。其他条件与实施例3的条件相同。
(评价方法)制备实施例1-20和比较例1-5的锂离子电容器。之后，测定室温下的静电电容和内阻，作为初始特性。之后，进行浮充测试(float test)。在浮充测试中，将锂离子电容器在85℃的恒温槽中在3.8V下连续充电1000小时。在浮充测试之后，将锂离子电容器原样冷却至室温。之后，再次测量静电电容和内阻。并计算浮充测试前和浮充测试后的变化率。表1和表2示出结果(电容保持率和内阻变化率)。
[表1]
[表2]
(初始特性)在实施例1-20和比较例1-5中，初始特性的静电电容和内阻是优良的值。认为这是因为使用环碳酸酯作为非水溶剂，且LiPF6的浓度为0.8mol/L以上且1.6mol/L以下。根据实施例4-7的结果，证实当第一添加剂的添加量变大时，初始内阻变低。
(高温可靠性)在比较例1中，电容保持率小，内阻的变化率大。根据实施例1与比较例1之间的比较，认为这是因为既未向非水电解液中添加第一添加剂也未添加第二添加剂。接下来，在比较例2中，尽管与比较例1相比，电容保持率的减小和内阻变化率的增加得到更多抑制，但内阻的变化率为200％以上，内阻的变化率不够小。根据实施例3和比较例2的比较，认为这是因为未向非水电解液中添加第一添加剂。接下来，在比较例3中，尽管与比较例1相比，电容保持率的减小和内阻变化率的增加得到更多抑制，但内阻的变化率为200％以上，内阻的变化率不够小。根据实施例11和比较例3的比较，认为这是因为未向非水电解液中添加第一添加剂。接下来，在比较例4中，尽管与比较例1相比，电容保持率的减小和内阻变化率的增加得到更多抑制，但内阻的变化率为200％以上，内阻的变化率不够小。根据实施例14和比较例4的比较，认为这是因为未向非水电解液中添加第一添加剂。接下来，在比较例5中，电容保持率小。根据实施例3和比较例5之间的比较，认为这是因为第一添加剂的添加量过大。
另一方面，在实施例1-20中，电容保持率的降低得到抑制，并且内阻的变化率足够小(低于200％)。认为这是因为使用环碳酸酯作为非水溶剂，非水电解液包含0.8mol/L以上且1.6mol/L以下的LiPF6作为电解质，且非水电解液包含0.1wt％以上且低于10.0wt％的链碳酸酯。
根据实施例18-20和实施例1-17之间的比较，实施例1-17的内阻变化率小于实施例18-20的内阻变化率。认为这是因为在实施例1-17中添加了第二添加剂。根据实施例1-17和实施例18-20之间的比较，第一添加剂和第二添加剂的类型几乎没有影响。
根据实施例1-3之间的比较，优选第二添加剂的添加量为0.5wt％以上。另一方面，根据实施例11-13之间的比较，优选第二添加剂的添加量为3.0wt％以下。
尽管已经详细描述了本发明的实施方式，但是应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行各种改变、替换和变更。

Claims (7)

1.一种用于电化学器件的电解液，其包括：
电解液，其中环碳酸酯溶剂包括0.8mol/L以上且1.6mol/L以下的LiPF6作为电解质；和
链碳酸酯，添加到所述电解液中的量为0.1wt％以上且低于10.0wt％。
2.根据权利要求1所述的电解液，还包括碳酸酯、磺酸酯和锂的草酸络盐中的至少一种作为添加剂，
其中添加到所述电解液中的添加剂的量为0.1wt％以上且5.0wt％以下。
3.根据权利要求2所述的电解液，其中所述碳酸酯是碳酸亚乙烯酯和氟代碳酸乙烯酯中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的电解液，其中所述磺酸酯是亚甲基双(乙磺酸酯)。
5.根据权利要求2所述的电解液，其中所述草酸络盐是双(草酸)硼酸锂、二氟双(草酸)磷酸锂和四氟草酸磷酸锂中的至少一种。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的电解液，其中所述链碳酸酯是碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯中的至少一种。
7.一种电化学器件，其包括：
储能元件，其中隔膜夹在正极和负极之间，
其中正极活性物质、负极活性物质和所述隔膜中的至少一者浸渍有根据权利要求1-6中任一项所述的电解液。
CN201910221283.5A 2018-03-22 2019-03-22 用于电化学器件的电解液和电化学器件 Pending CN110299250A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018055207A JP6718905B2 (ja) 2018-03-22 2018-03-22 リチウムイオンキャパシタ
JP2018-055207 2018-03-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110299250A true CN110299250A (zh) 2019-10-01

Family

ID=67984305

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910221283.5A Pending CN110299250A (zh) 2018-03-22 2019-03-22 用于电化学器件的电解液和电化学器件

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20190295783A1 (zh)
JP (1) JP6718905B2 (zh)
KR (1) KR20190111772A (zh)
CN (1) CN110299250A (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220054413A (ko) * 2019-12-24 2022-05-02 컨템포러리 엠퍼렉스 테크놀로지 씨오., 리미티드 이차 전지 및 이를 포함하는 장치

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003168427A (ja) * 2001-11-29 2003-06-13 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質電池
CN103000944A (zh) * 2012-12-03 2013-03-27 湖州创亚动力电池材料有限公司 一种兼顾高低温性能的锂离子电池电解液
CN103053060A (zh) * 2010-08-05 2013-04-17 和光纯药工业株式会社 非水系电解液和使用其的非水系电解液电池
CN105633462A (zh) * 2016-01-04 2016-06-01 东莞市凯欣电池材料有限公司 一种含有含氟亚硫酸酯类化合物的电解液及含有该电解液的锂离子二次电池
CN107078335A (zh) * 2014-10-02 2017-08-18 丰田自动车株式会社 非水电解质二次电池及其制造方法
CN107093766A (zh) * 2017-04-28 2017-08-25 中国工程物理研究院电子工程研究所 一种锂离子电池电解液

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001236990A (ja) 2000-02-22 2001-08-31 Sony Corp 非水電解液電池
JP4224987B2 (ja) 2002-05-29 2009-02-18 ソニー株式会社 非水電解質電池
JP2005327785A (ja) * 2004-05-12 2005-11-24 Honda Motor Co Ltd 電気二重層キャパシタ用電解液および電気二重層キャパシタ
JP4972922B2 (ja) * 2005-12-14 2012-07-11 セントラル硝子株式会社 非水電解液電池用電解液及び非水電解液電池
JP2011204828A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Sanwa Yuka Kogyo Kk リチウムイオンキャパシタ用非水電解液及びそれを備えたリチウムイオンキャパシタ
JP6100473B2 (ja) * 2012-04-10 2017-03-22 Ｎｅｃトーキン株式会社 電気化学デバイス
JP2016086153A (ja) * 2014-10-24 2016-05-19 太陽誘電株式会社 電気化学デバイス

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003168427A (ja) * 2001-11-29 2003-06-13 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質電池
CN103053060A (zh) * 2010-08-05 2013-04-17 和光纯药工业株式会社 非水系电解液和使用其的非水系电解液电池
CN103000944A (zh) * 2012-12-03 2013-03-27 湖州创亚动力电池材料有限公司 一种兼顾高低温性能的锂离子电池电解液
CN107078335A (zh) * 2014-10-02 2017-08-18 丰田自动车株式会社 非水电解质二次电池及其制造方法
CN105633462A (zh) * 2016-01-04 2016-06-01 东莞市凯欣电池材料有限公司 一种含有含氟亚硫酸酯类化合物的电解液及含有该电解液的锂离子二次电池
CN107093766A (zh) * 2017-04-28 2017-08-25 中国工程物理研究院电子工程研究所 一种锂离子电池电解液

Also Published As

Publication number Publication date
US20190295783A1 (en) 2019-09-26
JP6718905B2 (ja) 2020-07-08
KR20190111772A (ko) 2019-10-02
JP2019169564A (ja) 2019-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101954600B1 (ko) 축전 장치용 수계 전해액, 및 당해 수계 전해액을 포함하는 축전 장치
JP5392355B2 (ja) 電気二重層キャパシタ
EP3240094B1 (en) Electrolyte solution for secondary batteries, and secondary battery comprising the same
CN107452511B (zh) 锂离子电容器
JP6818723B2 (ja) 電気化学デバイス用電解液および電気化学デバイス
CN108292568A (zh) 电化学设备及其制造方法
JP6924264B2 (ja) 半固体電解液、半固体電解質、半固体電解質層および二次電池
US10892110B2 (en) Electrolyte solution for electrochemical device, and electrochemical device
CN110299250A (zh) 用于电化学器件的电解液和电化学器件
WO2021205750A1 (ja) 電気化学デバイス用電解液および電気化学デバイス
JP2016167476A (ja) 蓄電デバイス
JP6587579B2 (ja) リチウムイオンキャパシタ
CN110521049A (zh) 半固体电解质、电极、带有半固体电解质层的电极和二次电池
US20130130126A1 (en) Electrochemical cell for high-voltage operation and electrode coatings for use in the same
JP2008166342A (ja) リチウムイオンキャパシタ
CN112106161B (zh) 碱金属离子电容器
WO2021225065A1 (ja) 非水電解液、半固体電解質層、二次電池用シート及び二次電池
WO2019142502A1 (ja) 負極、半二次電池、二次電池
JP2019169700A (ja) 電気化学デバイス用電解液および電気化学デバイス
JP2016086153A (ja) 電気化学デバイス
JP2020087640A (ja) 電池セルの診断方法
JP2019102666A (ja) キャパシタ及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20191001

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication