CN1685540A

CN1685540A - 再充电式锂电池

Info

Publication number: CN1685540A
Application number: CNA038231557A
Authority: CN
Inventors: 克里斯蒂安·克雷克嫩; 亚当·贝斯特; 米歇尔·扎克斯
Original assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Current assignee: Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO
Priority date: 2002-09-27
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2005-10-19
Also published as: WO2004030122A1; JP2006500755A; EP1543571A1; US20060134525A1; AU2003268796A1

Abstract

本发明涉及以锂金属为阳极的再充电式电池。本发明的再充电式锂金属电池包括电解质以及含氯和氟的化合物。尤其是，根据本发明的电池显著改进了金属锂的库仑效率。另外，由于形成了凝胶，形成了比使用液体电解质的体系更安全的体系。

Description

再充电式锂电池

技术领域

本发明涉及以锂金属为阳极的再充电式电池。

背景技术

与锂离子电池不同的是，尽管在再充电式Li-金属电池方面进行了大量的研究开发(参见概要：Aurbach等，Solid State Inoics 148(2002)405-416)，但是，除了几种例外情况之外，Li金属电池从未以大规模形式被应用于商业用途中。

为了得到比能尽可能最高的再充电式锂金属电池，必须使用以下的电化学对：一方面其氧化还原电位差尽可能最大，另一方面，比容量尽可能最高。用于阴极(正极)的氧化还原对例如是Mn⁴⁺/Mn³⁺(例如以MnO₂/LiMnO₂的形式)、Co⁴⁺/Co³⁺(例如以CoO₂/LiCoO₂的形式)、Ni⁴⁺/Ni³⁺(例如以NiO₂/LiNiO₂的形式)。作为阳极(负极)，例如可使用Li_xC/C，Li⁺/Li。除了阴极的比容量尽可能最高(160-200mAh/g)之外，阳极的比容量也很重要。阳极之间的差别很大：对于Li_xC/C而言，当x＝6并且为石墨时，比容量等于372mAh/g，反之，对于Li而言，其具有3840mAh/g的比容量。因此，很明显的是，利用锂金属作为阳极时，锂金属与存在的电解质的反应性程度太高，导致循环寿命受限制。但是，为了得到具有极高比能的再充电式锂电池，锂金属的使用是非常有吸引力的。为了在锂金属作为阳极时得到理想的循环寿命，必须使锂/电解质界面稳定，以极大地降低锂的反应性。但是，存在的锂金属不应经受彻底的钝化，因为此时高的放电电流密度也不再成为可能。在迄今为止的三十年来，在锂和电解质之间形成稳定的界面层一直是研究的主题。目的是得到具有高能量密度(Wh/l)和高比能(Wh/kg)的再充电式锂金属电池。再充电式锂金属电池确实属于在市场化方面没有实质性突破的类型。其原因是，与所谓的Li离子电池相比，再充电式锂金属电池具有有限的循环寿命(可发生充电和放电的次数)，此外，充电时间与Li离子(1-2小时)的充电时间相比，相对较长(C/10，即10小时的充电时间)。一种的再充电式锂金属电池(由以色列的Tadiran有限公司开发)具有350次的循环寿命，充电时间为10小时(C/10小时)。其中利用过量的锂(4.5倍)来补偿每次循环的锂损失。在使用C/10的充电速率(充电电流密度是0.4mA/cm²)时，锂的库仑效率等于99.5％。这种已知电池中所使用的电解质由1，3-二氧戊环和六氟砷酸锂(LiAsF₆)以及作为稳定剂的三丁胺(TBA)组成。迄今为止，这些电解质在循环寿命(库仑效率的最高值)和安全性(固有的安全，因为过量充电可使溶剂聚合，因此此时电阻增加并且由此使电流降低)方面是效果最好的。

认为该电解质(基于1，3-二氧戊环中的LiAsF₆)的功能好的原因在于：1，3-二氧戊环的反应产物在锂/电解质界面上产生了一种塑料界面层。而且，该界面层是好的Li⁺离子导体。尽管LiAsF₆/1，3-二氧戊环具有这些优良性质，但是利用这些电解质或其它电解质似乎不可能研制出适于快速充电(＜C/2，即充电时间最多2小时)并且具有足够长的循环寿命(例如至少500次循环)的再充电式锂金属电池。

发明内容

本发明的目的是提供一种不具有上述缺陷的再充电式锂金属电池，换言之，一种适于快速充电并且具有足够长的循环寿命的电池。

已发现，可通过在锂金属电池中使用含氯化合物以及任选的含氟化合物来实现该目的。优选地，氯和任选的氟的功能以聚合物材料的形式被引入电池中，优选被设置成隔膜，或者是将聚合物材料浸渍到隔膜上，或者是将这些聚合物材料涂覆于隔膜的一侧或两侧，该隔膜可由不同的聚合物制成，例如聚烯烃比如聚乙烯或聚丙烯。因此，本发明涉及使用隔膜的再充电式锂金属电池，该电池包含至少一种氯化聚合物以及任选包含氟化聚合物。

优选地，含氯聚合物包括均聚物、共聚物和三元聚合物，即分别基于一种、两种或三种不同单体的聚合物，而且在每种情况下，至少一种单体被氯化(即含有一个或多个氯原子)。

优选地，含氟聚合物也包括均聚物、共聚物和三元聚合物，而且在每种情况下，至少一种单体被氟化(即含有一个或多个氟原子)。

也可使用既含有氯化基团又含有氟化基团的聚合物。

因此，氯以及如果需要而加入的氟基团可存在于一个相同的聚合物中(均聚物、共聚物和三元聚合物)。优选使用含有氯化基团和氟化基团的三元聚合物。

特别适合的聚合物优选是三元聚合物，所述三元聚合物基于选自下述的单体：氯化和/或氟化烯烃、优选氯化和/或氟化的亚乙烯基、丙烯和/或乙烯单体。

合适的三元聚合物是VDF-HFP-CTFE聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯-氯三氟乙烯)。具体地说，WO-A-02/10233所述的VDF-HFP-CTFE三元聚合物适用于本发明。单体的比率可以变化。典型的组成是含有73.6重量％的VDF、4.9重量％的HFP以及21.5重量％的CTFE。

优选本发明的电池包括使锂电极与其它电极隔离的隔膜(优选基于一种或多种聚烯烃)，含氯聚合物以及如果需要而加入的含氟聚合物作为涂层被施加至隔膜的至少一侧，以使得被涂覆侧与锂金属邻近。根据不同的实施方式，该隔膜被浸渍有含氯聚合物以及如果需要而加入的含氟聚合物。

典型的是，隔膜是(微)多孔结构，它可以阻止电路短路。隔膜的孔结构例如可以是一维或二维结构。在一个实施方式中，隔膜由基于聚烯烃比如聚乙烯或聚丙烯的微孔结构构造而成。特别优选的是使用含有氯和氟的聚合物作为隔膜。此时，为了得到所需的机械性能，含有氯和氟的聚合物可以被交联。此时，本发明的隔膜即具有凝胶形成层的功能和又对锂阳极的库仑效率有改进。化学交联改进了机械性能，由此阻止了锂金属的枝晶化。如果需要，可通过在其中加入电化学惰性的纳米材料(即例如1-10nm数量级的细颗粒)来进一步改进涂层以及交联体系的机械性能(特别是强度)。合适的颗粒是二氧化硅(SiO₂)或其它陶瓷材料。氧化铝(Al₂O₃)也非常合适。氧化铝的额外优点是吸湿性，因此，其可捕获存在的任何水。

可利用库仑效率作为再充电式电池快速充电行为的评价手段。库仑效率代表循环i内放电容量和充电容量的比率，条件是，为了确定该效率，使用了有限量的锂金属，即锂阳极的容量小于阴极的容量(此时，例如，充电条件下是Li_0.33MnO₂)。

为了准确地确定锂金属/电解质界面的库仑效率，分别采取了两个独立的测量方法：

1.过量的锂作为阳极、带有电解质的隔膜和容量有限的阴极(容量确定的阴极)构成的体系，

2.由有限量的锂作为阳极、带有电解质的隔膜和容量过量的阴极(容量确定的阳极)构成的体系。

以充电/放电循环次数作为变量，将例如由Li(200μm)/电解质/Li_0.33MnO₂构成的电池充电并且放电，此时利用设定的充电/放电电流密度，以得到充电电压(3.5V)和放电电压(2.0v)的预置值。

在Li过量的情况下，放电容量和充电容量的比率等于阴极的库仑效率，因为阳极的损失被存在的过量锂补偿。阴极的库仑效率被称之为η-阴极。

以充电/放电循环次数作为变量，由有限量的锂(Li涂覆在铜上)/电解质/Li_0.33MnO₂构成的电池充电并放电，此时利用设定的充电/放电电流密度，以得到充电电压(3.5V)和放电电压(2.0V)的预置值。在放电条件下，该构成的电池不含有或含有痕量的金属锂(例如，所有锂中只有小于1重量％的依旧是金属态)，因为所有锂金属以Li离子的形式存在于阴极中。此时，阴极包括嵌入化合物，在这种情况下是二氧化锰锂。这是重要的，因为在放电条件下处理电池时可阻止金属锂的释放。这简化了在其使用寿命末期对本发明电池的处理。

当锂量有限时，放电容量和充电容量的比率等于阳极的库仑效率。阳极的库仑效率被称之为η-阳极。

如果将锂量有限的电池充电并且放电，则充电容量和放电容量的比率(循环i的库仑效率)等于η-循环。

η-循环值等于η-阳极和η-阴极的乘积。这意味着必须单独确定η-阴极。当为Li_0.33MnO₂阴极时，利用1，3-二氧戊环中的1M的LiAsF₆作为电解质、PTFE作为粘结剂、碳黑Super P作为电导体并且利用Al-网，测得的η-阴极值等于99.6％。由于测量误差是0.3％，因此，η-阴极值基本上等于100％，该值等于以Li_0.33MnO₂为阴极的圆柱形电池的测量值。

当使用有限量的锂时，只有在使用非常薄的几微米的锂层时才可确定阳极的库仑效率。由于这样的锂薄层极易被损坏并且无法处理，因此优选将镀锂的蚀刻铜层选择为基体。铜层例如是25μm厚。用于镀锂的镀液例如由1，3-二氧戊环中的1M的LiAsF₆组成。适宜于进行镀覆的电流密度是0.5mA/cm²。沉积的锂由非常平整的层组成。在沉积之后，可在1，3-二氧戊环中冲洗锂。

为了准确地确定η-阴极和η-阳极，在合适的条件下构造所使用的电池(例如硬币状电池20/32，即直径是20mm并且厚度是3.2mm)并且进行测试很重要。这些先决条件是本领域技术人员所已知的，它尤其包括电池中合适的压力，所需量的电解质，电极的合适位置以使得锂电极经受均匀的压力、并且阴极与外壳之间的所需要的接触，施加至铜基体的锂层的合适晶形态，聚烯烃隔膜的适当选择，施加至隔膜的三元聚合物的合适涂覆或浸渍过程，在组装电池之后和充放电之前的合适的预处理，充放电时所控制的温度，正确的充放电电流密度和充放电电压以及用于阴极的适宜的粘合剂。在各种情况下，本领域技术人员可按照简单的方式确定这些因素的适宜值。

根据本发明的电池尤其在上述的快速充电方面得到了改进、尤其是改进了锂镀层(锂金属的沉积)的库仑效率。

对于包括1，3-二氧戊环中的1M的LiAsF₆并利用三丁胺稳定的电解质的常规电池而言，当使用有限量的锂、并且测量以合适构型构成20/32硬币电池时，在0.7mA/cm²的充电电流密度和0.3mA/cm²的放电电流密度下测量得到的库仑效率是97.0％。这意味着对于每一次循环而言，发生了锂阳极容量3％的损失。即使当使用4倍过量的锂时，也会导致有限的循环次数：假定达到锂金属电池的初始放电容量的80％时停止测量，则循环次数为53。

常规电池的库仑效率低的原因在于快速充电(高的充电电流密度)。认为对常规体系进行快速充电时，由于表面增加而导致锂的反应性增加(快速充电时，不再有平整的沉积层，但是由于导致了针状锂晶体(枝晶体)的沉积使锂的比表面增加)。由于锂金属与电解质反应形成了反应产物，发生了电解质的耗失，以致于电池不再被完全润湿并且不再起适当的作用)。

可通过选择不同的构型来改变库仑效率。例如，对于充电电流密度是0.4mA/cm²并且锂过量4倍的柱状电池而言，沉积锂的库仑效率等于99.5％。此时，0.4mA/cm²的充电电流密度等于C/10的充电时间，即10小时的充电时间。但是，该充电时间(10小时)太长而不符合移动电话(充电时间至多2小时)的商业化等。充电时间和充电电流密度之间的关系可由电池结构、特别是表示为MAh/cm²的单位面积的容量来确定。这意味着通过利用活性材料负载表面(电流集电体)来确定充电时间。例如，起始阴极负载量是8mAh/cm²并且充电时间是C/10(10小时)，充电电流密度是0.8mA/cm²。实际的充电电流密度降低了一半，因为在阴极的两侧设置有阳极(锂金属)，从而使得C/10充电电流密度等于0.4mA/cm²。因此，暴露的面积是电极几何面积的两倍。

但是，为了降低充电电流密度并且由此改进库仑效率而增加电极表面受到了限制，因为增加薄的活性层会导致电流集电体重量的大比例增加，使得活性材料与电流集电体的重量比降低，并且由此变的更不利。结果是，比能(Wh/kg)和能量密度(W/l)降低。为了得到在快速充电时兼具高比能和所需循环次数的可快速充电锂金属电池，必须使用负载量相对高的电极，同时其充电效率(库仑效率)必须高于常规再充电式锂金属电池。如果我们从具有高密度的足够薄的电极出发，希望在应用电流密度为0.7mA/cm²的条件下对传统电池进行改进。

根据本发明，当使用有限量的锂并采用快速充电时，可得到较高的充电效率。快速充电应理解为是充电电流密度是0.7mA/cm²或更高。

上述的充电电流密度是与具有97％的库仑效率的常规电池的电流密度作比较，其中所述常规电池值是利用1，3-二氧戊环中的1M的LiAsF₆体系、在20/32硬币电池中以0.7mA/cm²的充电电流密度进行测量。在广泛地研究形成凝胶的共聚物和三元聚合物时，重点研究了用于抑制电解质移动的凝胶的形成，已惊人地发现，不是凝胶形成本身导致了库仑效率的改进(实际情况是条件变劣，得到了95.0％的库仑效率)，而是利用含有C-Cl基团的聚合物涂覆或浸渍标准聚烯烃隔膜时产生的反应产物导致了上述结果。当使用三元聚合物时，除了氯代聚合物、例如氯三氟乙烯类之外，该三元聚合物优选也包括氟化的聚合物、例如偏二氟乙烯和六氟丙烯类。令人惊讶的是，已发现事实上当将三元聚合物施加至隔膜中、或者是施加至隔膜的位于锂阳极的一侧时，通过可能形成的混合离子导电“玻璃”(可能是由LiCl和LiF组成)而对库仑效率产生了出乎意料的好影响。仅为氟化聚合物的共聚物的存在导致形成了LiF，该化合物实际上导致了库仑效率的降低。这确实是导致混合离子导体的结果如此惊人的原因。在标准Tadiran体系中，隔膜被浸渍或在位于锂阳极侧的一侧上涂覆有三元聚合物，在所测量的20/32硬币电池中，在1.4mA/cm²的充电电流密度下，镀锂时的库仑效率从95％增加至99.8％。这意味着每次循环的损失已明显降低，因为现在每次循环的损失是0.2％而不是5.0％。除了该改进之外，也发生了另外的令人惊讶的改进。在不存在三元聚合物时，在第一次充放电循环中，发生了锂金属的钝化，导致库仑效率明显低于95.0％，这对于电池的总容量是不利的。但是，在存在三元聚合物时，情况完全不同。在第一循环过程中，放电容量和充电容量之比高于100％，也就是说，第一次循环时，放电容量高于充电容量。这意味着发生了完全不同的钝化行为。在形成钝化层之后，产生了高达99.8％或更高的稳定值。该库仑效率的改进明显不同于标准的Tadiran体系，所述体系的锂表面上没有形成LiCl，因为在标准的Tadiran电解质中不存在含氯的化合物。而且，LiF的影响似乎明显不同于LiCl的影响，因为当使用共聚物(氟化的)时，发生了库仑效率的变劣而不是改进。这就是使用含氯三元聚合物导致了库仑效率的改进更令人惊讶的原因。这意味着锂/电解质界面被稳定的程度高而没有发生锂界面的明显钝化。

除了所述的三元聚合物之外，已发现氯化单体、特别是氯化乙烯的均聚物也会导致与所述利用三元聚合物时发现的同样惊人的结果。但是，差别在于三元聚合物确实导致了凝胶的形成，而均聚物没有导致凝胶的形成。聚氯乙烯(PVC)特别有利是因为该聚合物便宜。利用就地形成的LiCl来钝化锂金属对于一次锂电池、例如亚硫酰氯化锂电池是已知的。但是，主要的区别在于这不是一个再充电式电池体系，而是需要一次次地修复涂层的体系。另外，另一个主要的区别在于，在亚硫酰氯化锂体系中，发生了很大程度的钝化，这对于本文所述的再充电式锂金属体系是所不希望的。也存在利用LiAlCl₄作为电解质的再充电式锂金属体系。在该体系中，在阴极(正极)上形成了氯气，在锂上其被还原为LiCl。但是，如果存在碳、例如阴极中存在作为电导体的碳黑时，使用LiAlCl₄是不可行的，氯气的形成导致了其与碳黑的反应，并且也具有其它的缺陷。结果是，阴极中必须有除碳黑之外的其它材料比如钴，而所述其它材料比较昂贵。另外，LiAlCl₄仅在存在SO₂时才起作用。

本发明的一个主要方面在于：在锂侧就地形成了非常薄的LiCl层，令人惊讶的是，对于锂的库仑效率而言，所述形成的可能是LiCl和LiF的混合Li离子导体似乎对其具有非常有利的影响。单独形成LiCl的薄层可能甚至更有效，但是在仅存在含F盐(LiAsF4)和含F材料的体系中，这是不可能的，因为这种体系仅仅与锂形成了反应产物LiF而没有形成LiCl。

当使用三元聚合物时，可区分成三部分，可参考VDF-HFP-CTFE来很好地解释这些部分：

i)VDF占体系的大部分，它作为主要成分并且是三元聚合物的溶解度的基础。

ii)HFP的加入降低了体系的结晶度。VDF和HFP共同导致了好的机械性能以及简单的膜成型。另外，VDF和HFP与液体电解质的结合导致了好的凝胶形成。

iii)加入的CTFE由于在锂界面上形成了LiF与LiCl的结合，从而导致了表面的稳定。

在第一次循环中，除了改进了沉积行为(更高的库仑效率)并且损失更小之外，使用含有氯成分的三元聚合物比如氯三氟乙烯CTFE导致了凝胶形成过程，由此使得液体电解质不移动。结果是，由于不再存在任何液体而导致极大地改进了体系的安全性。认为是由于氯化聚合物的存在可导致在锂阳极上形成“自修补”的固体电解质界面(Solid Electrolyte Interface，SEI)。此时所使用的氯化聚合物用于稳定界面、改进离子导电性并且减少电极和电解质之间的电荷传输阻力。结果是，得到了增加的库仑效率和更长的循环寿命。而且，电池变得更安全。

优选地，本发明电池所使用的电解质包括有机介质中的盐溶液。电解质可包括例如一种或多种以下的盐：LiAsF₆、LiSbF₆、LiClO₄、双硼酸草酸锂(Li-BOB)、LiBF₄、Li-BETI(LiN(SO₂C₂F₅)₂、三氟甲烷磺酸锂(LiCF₃SO₃)和Li-TFSI(LiN(SO₂CF₃)₂)。合适的有机介质是1，3-二氧戊环，但是其它溶剂或溶剂的组合也可以使用。

根据一个优选的实施方案，本发明电池中的电解质包含基于无机电解质、优选LiAlCl₄的Li离子导电介质。

根据本发明的另一个优选实施方式，本发明电池中的电解质包括Li离子导电的介质，该介质包括有机阳离子和有机或无机阴离子。该介质也可被表示为离子型液体。所选择的合适有机阳离子例如是咪唑啉鎓、吡啶鎓、吡咯烷鎓以及它们的混合物。合适的阴离子例如是六氟磷酸根PF₆ ^-、四氟硼酸根BF₄ ^-、BETI^-以及它们的混合物。

通过利用含氯和氟的化合物，就地施加混合的LiCl-LiF离子导电层(例如通过在一侧施加涂层或利用合适基质、比如基于聚烯烃的含氯和氟的(三)聚物浸渍)，可极大地改进存在的Li金属阳极体系(比如Li/1，3-二氧戊环中的LiAsF₆/Li_0.33MnO₂体系)，该新体系的优点是：改进的库仑效率、由于凝胶的形成而成为更安全的体系并且有可能改进机械性能。

根据具体的实施方式，使用了含硫型的阴极，优选该阴极包括元素硫和聚合物，其中所述元素硫中加入电子导体、例如碳黑，所述聚合物、例如聚环氧乙烷(PEO)可以传导Li离子。该实施方式中，阴极还包括例如阴极电解质，其组成例如是四甘醇二甲醚中的3M Li₂S₈中的0.5M LiTFSI(锂(双)三氟甲基磺酰基)酰亚胺化合物)。该实施方式的阴极中的电解质也可以是Li₂S₈中的LiSO₃CF₃(例如3M Li₂S₈中的0.5M LiSO₃CF₃)。

实施例

20/32硬币电池被用作本发明锂金属电池的测试平台。在电池中，有锂金属阳极(载体Cu上的薄膜锂金属)、嵌入阴极(Li_0.33MnO₂，Super P碳黑和PVDF粘结剂)以及隔膜。利用聚合物浸渍隔膜并且将其置于电解质溶液中(利用TBA稳定的1，3-二氧戊环中的LiAsF₆)。利用弹簧和垫片来设定压力。

比较例

使用的隔膜是标准聚丙烯膜(Celgard^ 2400)。以1.4mA/cm²的充电电流密度进行电池的充放电循环。测量的循环效率是92％。确定的循环寿命是10-15周期，这些周期之后发现了由于枝晶体形成而导致的软短路。

实施例1

重复比较例1，但是利用PVC浸渍所述的标准隔膜。测量得到的循环效率是98.5％。

实施例2

重复比较例1，但是利用VDF-HFP-CTFE浸渍所述的标准隔膜。测量得到的循环效率是99.8％。由于锂金属/电解质界面上存在氯，因此，由于形成了LiCl而使锂稳定。氟的存在导致形成了凝胶，从而得到了好的离子导电性，由此增加了体系的安全性，因为此时液体电解质不移动。

Claims

1.一种含有电解质的再充电式锂金属电池，其特征在于：所述电池具有一隔膜，该隔膜包含氯化的聚合物。

2.权利要求1的电池，其中所述隔膜也包含一种氟化的聚合物。

3.根据前述任何一项权利要求的电池，其中，所述的氯化聚合物包括均聚物、共聚物和/或三元聚合物。

4.根据前述任何一项权利要求的电池，其中，所述聚合物是相同的聚合物，优选是三元聚合物。

5.权利要求4的电池，其中三元聚合物是VDF-HFP-CTFE(偏二氟乙烯-六氟丙烯-氯三氟乙烯)。

6.根据前述任何一项权利要求的电池，它包括含硫型阴极，所述阴极优选包含元素硫并且进一步包含电子导体(优选碳黑)和锂离子导电的聚合物(优选PEO)。

7.根据前述任何一项权利要求的电池，其中，所选择的锂金属量应使得在放电条件下电池不含有或含有痕量的金属锂。

8.根据前述任何一项权利要求的电池，其中，所述含氯和氟的聚合物以涂层的形式被施加至隔膜的至少一侧，以使得被涂覆侧与锂金属邻近；和/或利用所述含氯和氟的聚合物浸渍所述隔膜。

9.权利要求8的电池，其中所述隔膜包括至少一种聚烯烃。

10.权利要求6或7的电池，其中交联的含氯和氟的聚合物存在于隔膜中或以隔膜的形式存在。

11.权利要求8的电池，其中在交联的聚合物中，存在电化学惰性的纳米材料、优选陶瓷材料比如SiO₂和Al₂O₃。

12.根据前述任何一项权利要求的电池，其中，所述电解质包括有机介质中的盐溶液。

13.根据前述任何一项权利要求的电池，其中，所述电解质包含一种或多种选自LiAsF₆、LiSbF₆、LiClO₄、双硼酸草酸锂(Li-BOB)、LiBF₄、Li-BETI(LiN(SO₂C₂F₅)₂)、三氟甲烷磺酸锂(LiCF₃SO₃)和Li-TFSI(LiN(SO₂CF₃)₂)中的盐；并且包含有机介质，优选包含1，3-二氧戊环。

14.根据前述任何一项权利要求的电池，其中，所述电解质是基于无机电解质的Li离子导电的介质，优选是LiAlCl₄。

15.根据前述任何一项权利要求的电池，其中，所述电解质是含有有机阳离子和无机或有机阴离子的Li离子导电的介质(离子型液体)。

16.权利要求13的电池，其中所述有机阳离子选自咪唑鎓、吡啶鎓、吡咯烷鎓以及它们的混合物。

17.权利要求13或14的电池，其中所述阴离子选自六氟磷酸根PF₆ ^-、四氟硼酸根BF₄ ^-、BETI^-以及它们的混合物。

18.一种制造锂金属电池的方法，包括这样一个步骤，其中，利用氯化的聚合物和任选的氟化的聚合物来浸渍或涂覆隔膜。

19.含氯化合物和含氟化合物的组合物在具有锂金属阳极的电池中的用途。