DE22160731T1 - Sekundärbatterie mit wasserfreiem elektrolyt - Google Patents
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Abstract
Nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie, enthaltend eine positive Elektrode mit einem positiven Elektrodenaktivmaterial, das in der Lage ist, ein Metallion zu absorbieren und freizusetzen; eine negative Elektrode mit einem negativen Elektrodenaktivmaterial, das in der Lage ist, ein Metallion zu absorbieren und freizusetzen; und eine nicht-wässrige Elektrolytlösung; wobei das positive Elektrodenaktivmaterial eine Lithium-Übergangsmetallverbindung enthält, und das positive Elektrodenaktivmaterial mindestens Ni, Mn und Co enthält, wobei das molare Verhältnis von Mn/(Ni+Mn+Co) größer als 0 und nicht größer als 0,32 beträgt, das molare Verhältnis von Ni/(Ni+Mn+Co) 0,45 oder mehr beträgt, die Plattendichte der positiven Elektrode 3,0 g/cm3oder mehr beträgt; und die nicht-wässrige Elektrolytlösung ein Monofluorphosphat und/oder ein Difluorphosphat enthält.
Claims (20)
- Nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie, enthaltend eine positive Elektrode mit einem positiven Elektrodenaktivmaterial, das in der Lage ist, ein Metallion zu absorbieren und freizusetzen; eine negative Elektrode mit einem negativen Elektrodenaktivmaterial, das in der Lage ist, ein Metallion zu absorbieren und freizusetzen; und eine nicht-wässrige Elektrolytlösung; wobei das positive Elektrodenaktivmaterial eine Lithium-Übergangsmetallverbindung enthält, und das positive Elektrodenaktivmaterial mindestens Ni, Mn und Co enthält, wobei das molare Verhältnis von Mn/(Ni+Mn+Co) größer als 0 und nicht größer als 0,32 beträgt, das molare Verhältnis von Ni/(Ni+Mn+Co) 0,45 oder mehr beträgt, die Plattendichte der positiven Elektrode 3,0 g/cm3 oder mehr beträgt; und die nicht-wässrige Elektrolytlösung ein Monofluorphosphat und/oder ein Difluorphosphat enthält.
- Nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie nach
Anspruch 1 , wobei das positive Elektrodenaktivmaterial eine Lithium-Übergangsmetallverbindung der folgenden Formel (I) umfasst:Li1+xMO2 (I) - Nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie nach
Anspruch 2 , wobei x 0,028 oder weniger beträgt. - Nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie nach einem der
Ansprüche 1 bis3 , wobei das molare Verhältnis von Mn/(Ni+Mn+Co) 0,28 oder weniger, bevorzugter 0,23 oder weniger, beträgt. - Nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie nach einem der
Ansprüche 1 bis4 , wobei das molare Verhältnis von Ni/(Ni+Mn+Co) 0,55 oder mehr beträgt. - Nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie nach einem der
Ansprüche 1 bis5 , wobei die Plattendichte der positiven Elektrode 3,2 g/cm3 oder mehr beträgt. - Nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie nach einem der
Ansprüche 1 bis6 , wobei das positive Elektrodenaktivmaterial ferner ein Sulfatsalz enthält, wobei die Menge des Sulfatsalzes, das in dem positiven Elektrodenaktivmaterial enthalten ist, vorzugsweise 15 µmol/g oder mehr beträgt. - Nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie nach einem der
Ansprüche 1 bis7 , wobei das molare Verhältnis von Co/(Ni+Mn+Co) 0,24 oder weniger beträgt. - Nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie nach einem der
Ansprüche 1 bis8 , wobei eine durchschnittliche Ni-Valenz der Lithium-Übergangsmetallverbindung in einem ungeladenen Zustand 2,1 oder mehr beträgt. - Nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie nach einem der
Ansprüche 1 bis9 , wobei der pH-Wert einer wässrigen Lösung der Lithium-Übergangsmetallverbindung 11 oder höher ist, bezogen auf eine Flüssigkeitstemperatur von 25°C. - Nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie nach einem der
Ansprüche 1 bis10 , wobei das positive Elektrodenaktivmaterial ein Carbonatsalz in 10 µmol/g oder mehr enthält. - Nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie nach einem der
Ansprüche 1 bis11 , wobei eine Klopfdichte der Lithium-Übergangsmetallverbindung 1,8 g/cm3 oder mehr beträgt. - Nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie nach einem der
Ansprüche 1 bis12 , umfassend einen Separator aus Polyolefin, wobei der Separator eine Dicke von 5 µm oder mehr und 30 µm oder weniger aufweist. - Nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie nach
Anspruch 13 , wobei der Separator eine Dicke im Bereich von 10 µm oder mehr und 30 µm oder weniger und eine Porengröße von 0,01 bis 1 µm aufweist. - Nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie nach einem der
Ansprüche 1 bis14 , wobei die nicht-wässrige Elektrolytlösung LiPF6 enthält. - Nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie nach einem der
Ansprüche 1 bis15 , wobei die Konzentration des Elektrolyten, vorzugsweise LiPF6, in der nicht-wässrigen Elektrolytlösung 0,8 mol/L oder mehr und 1,6 mol/L oder weniger beträgt. - Nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie nach einem der
Ansprüche 1 bis16 , wobei der Gehalt an LiBF4 bezogen auf die nicht-wässrige Elektrolytlösung 3 Gew.-% oder weniger beträgt. - Nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie nach einem der
Ansprüche 1 bis17 , wobei die nicht-wässrige Elektrolytlösung Difluorphosphat enthält und die Gesamtmenge an Difluorphosphat 0,01 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Konzentration in der nicht-wässrigen Elektrolytlösung, und 8 Gew.-% oder weniger beträgt. - Nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie nach einem der
Ansprüche 1 bis18 , wobei die nicht-wässrige Elektrolytlösung Ethylencarbonat und ein offenkettiges Carbonat enthält, wobei vorzugsweise der Gehalt des offenkettigen Carbonats in dem nicht-wässrigen Lösungsmittel 40 Vol.-% oder mehr beträgt und der Gehalt des zyklischen Carbonats in dem nicht-wässrigen Lösungsmittel 60 Vol.-% oder weniger beträgt. - Verwendung der nicht-wässrige Elektrolyt-Sekundärbatterie nach einem der
Ansprüche 1 bis19 in einem Automobil.
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