ES2960507T3 - Electrolito para batería de metal de litio y batería de metal de litio que comprende el mismo - Google Patents

Electrolito para batería de metal de litio y batería de metal de litio que comprende el mismo Download PDF

Info

Publication number
ES2960507T3
ES2960507T3 ES18868454T ES18868454T ES2960507T3 ES 2960507 T3 ES2960507 T3 ES 2960507T3 ES 18868454 T ES18868454 T ES 18868454T ES 18868454 T ES18868454 T ES 18868454T ES 2960507 T3 ES2960507 T3 ES 2960507T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
group
lithium
lithium metal
fluoro
carbon atoms
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.)
Active
Application number
ES18868454T
Other languages
English (en)
Inventor
Kihyun Kim
Dongseok Shin
Doo Kyung Yang
Sun Mi Jin
Intae Park
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.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution 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 LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Priority claimed from PCT/KR2018/011813 external-priority patent/WO2019078526A2/ko
Application granted granted Critical
Publication of ES2960507T3 publication Critical patent/ES2960507T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • 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
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/381—Alkaline or alkaline earth metals elements
    • H01M4/382—Lithium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/40—Alloys based on alkali metals
    • H01M4/405—Alloys based on lithium
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/581—Chalcogenides or intercalation compounds thereof
    • H01M4/5815—Sulfides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/40—Alloys based on alkali metals
    • 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)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

La presente invención se refiere a un electrolito para una batería de metal de litio y a una batería de metal de litio que comprende el mismo y, más específicamente, a un electrolito para una batería de metal de litio, comprendiendo el electrolito una sal de litio, un disolvente orgánico y un aditivo, en el que el aditivo comprende un grupo funcional capaz de unirse con un metal litio en un extremo del mismo y un grupo hidrocarburo fluorado en el otro extremo del mismo. El electrolito para una batería de metal de litio mejora la estabilidad del metal de litio y suprime las reacciones secundarias en una superficie del mismo al comprender un aditivo que contiene un grupo funcional específico, permitiendo así la realización de una alta capacidad, una alta estabilidad y una larga vida útil de la batería de metal de litio. . (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Electrolito para batería de metal de litio y batería de metal de litio que comprende el mismo
Campo técnico
La presente solicitud reivindica los beneficios de la solicitud de patente coreana n.° 10-2017-0134320 presentada el 17 de octubre de 2017 en la Oficina Coreana de Propiedad Intelectual y la solicitud de patente coreana n.° 10-2018 0118569 presentada el 5 de octubre de 2018 en la Oficina Coreana de Propiedad Intelectual.
La presente invención se refiere a una batería de metal de litio.
Antecedentes de la técnica
Con el rápido desarrollo de las industrias eléctrica, electrónica, de comunicaciones e informática, la demanda de baterías secundarias con alto rendimiento y alta estabilidad está aumentando rápidamente. Particularmente, también se requiere la reducción de peso y la miniaturización de la batería secundaria, que es una parte central, según la tendencia de reducción de peso, adelgazamiento, miniaturización y portabilidad de las baterías y los productos electrónicos. Además, a medida que ha surgido la necesidad de un nuevo tipo de fuente de suministro de energía debido a los problemas de contaminación ambiental y al agotamiento del petróleo, ha habido una necesidad creciente de desarrollar vehículos eléctricos capaces de abordar tal necesidad. Entre las baterías secundarias, recientemente está en el centro de atención una batería secundaria de litio que tiene una duración de la vida útil por ciclo prolongada, es liviana y presenta una alta densidad de energía y potencial de funcionamiento.
La batería secundaria de litio tiene una estructura en la que un conjunto de electrodos que comprende un electrodo positivo, un electrodo negativo y un separador interpuesto entre el electrodo positivo y el electrodo negativo se laminan o enrollan, y la batería secundaria de litio se compone mediante la incorporación de este conjunto de electrodos en la carcasa de batería e inyectando un electrolito no acuoso en el interior de la misma. En ese caso, las capacidades de las baterías secundarias de litio difieren dependiendo del tipo de materiales activos de electrodo y no puede asegurarse la capacidad en el momento del accionamiento real por una capacidad suficiente tan grande como la capacidad teórica y, por tanto, no se han comercializado tales baterías.
Para obtener una batería secundaria de litio con alta capacidad, se usan materiales metálicos que tienen características de alta capacidad de almacenamiento a través de la reacción de aleación con litio, tal como silicio (4,200 mAh/g) y estaño (990 mAh/g) como material activo de electrodo negativo. Sin embargo, cuando los metales tales como silicio y estaño se usan como material activo de electrodo negativo, el volumen se expande en aproximadamente 4 veces en el procedimiento de carga, que realiza la aleación con litio, y se reduce en el procedimiento de descarga. Debido a los grandes cambios de volumen del electrodo que se producen repetidamente durante los procedimientos de carga/descarga, los materiales activos se micronizaron gradualmente y se desprendieron del electrodo y, por tanto, se redujo rápidamente la capacidad, dificultando de ese modo asegurar la estabilidad y fiabilidad y fracasando así la comercialización.
Puesto que el metal de litio tiene una excelente capacidad teórica de 3,860 mAh/g y un bajo potencial con respecto al electrodo estándar de hidrógeno (SHE) de -3,045 V en comparación con el material activo de electrodo negativo mencionado anteriormente y, por tanto, permite la implementación de baterías con alta capacidad y alta densidad de energía, existen muchos estudios sobre baterías de metal de litio (LMB) que usan metal de litio como material activo de electrodo negativo para la batería secundaria de litio.
Sin embargo, en el caso de una batería de metal de litio, el metal de litio reacciona fácilmente con el electrolito, las impurezas y las sales de litio debido a su alta reactividad química/electroquímica y forma una interfase sólidoelectrolito (SEI) sobre la superficie del electrodo, y una interfase sólido-electrolito de este tipo induce una diferencia de densidad de corriente localizada para formar las dendritas sobre la superficie de metal de litio. La dendrita de litio no sólo acorta la vida útil de la batería secundaria de litio, sino que también induce un cortocircuito y el litio muerto en la batería para aumentar la inestabilidad física y química de la batería secundaria de litio, reducir la capacidad de la batería, reducir la duración de la vida útil por ciclo, y afecta de manera adversa a la estabilidad de la batería. Además, la interfase sólido-electrolito es térmicamente inestable, de modo que el procedimiento de carga/descarga de la batería puede realizarse continuamente, o la interfase sólido-electrolito puede colapsarse lentamente por energía electroquímica aumentada y la energía térmica, especialmente durante el almacenamiento a alta temperatura en un estado completamente cargado. Debido al colapso de la interfase sólido-electrolito, se genera continuamente una reacción lateral en la que la superficie de metal de litio expuesta se descompone mediante reacción directa con el disolvente de electrolito y, por tanto, aumenta la resistencia del electrodo negativo, y se reduce la eficiencia de carga/descarga de la batería. Además, existen problemas de que el disolvente del electrolito se consume durante la formación de la interfase sólido-electrolito, y la vida útil de la batería se reduce debido a los subproductos, gas, y similares generados durante diversas reacciones secundarias tales como la formación y el colapso de la interfase sólido-electrolito y la descomposición del electrolito.
La batería de metal de litio que usa metal de litio como electrodo negativo no se comercializa debido a la alta inestabilidad del metal de litio.
Para resolver estos problemas, se han estudiado diversos métodos tales como un método de introducir una capa protectora sobre la superficie de metal de litio o un método de cambiar la composición de un electrolito.
Por ejemplo, la publicación de solicitud de patente coreana n.° 2016-0034183 divulga que puede impedirse la pérdida de disolución de electrolito y la generación de dendritas formando una capa protectora con una matriz de polímero, que puede proteger el electrodo negativo y acumular el electrolito, sobre la capa activa de electrodo negativo que contiene el metal de litio o la aleación de litio.
Además, la publicación de solicitud de patente coreana n.° 2016-0052351 divulga que pueden mejorarse las características de estabilidad y vida útil de la batería secundaria de litio incorporando un material que absorbe dendritas de litio en el interior de la película protectora polimérica formada sobre la superficie de metal de litio y por tanto suprimir el crecimiento de las dendritas de litio.
Además, cada uno de Jiangfeng Qianet al.y la publicación de solicitud de patente coreana n.° 2013-0079126 divulgan que pueden mejorarse las características de la batería de metal de litio aumentando la concentración de sales de litio o incorporando un disolvente orgánico no acuoso incluyendo 1,3,5-trioxano, 1,3-dioxolano y carbonato cíclico a base de flúor.
Estos documentos anteriores han estabilizado la superficie de metal de litio y, por tanto, han inhibido la reacción secundaria entre el electrolito y el metal de litio en cierta medida, pero el efecto no era suficiente. Además, la capa protectora se vuelve dura durante el procedimiento de carga/descarga de la batería, o cuando la capa protectora entra en contacto con el electrolito, se produce deformación tal como hinchamiento y, por tanto, la aplicación a la batería secundaria de litio es limitada. Además, el uso del electrolito que tiene una composición específica puede producir el deterioro del rendimiento de la batería. Por consiguiente, es necesario desarrollar una técnica para estabilizar la interfase de metal de litio, que es un electrodo negativo en la batería de metal de litio.
Los documentos EP 1 148 570 A2, KR 101 601 066 B1, US 2014/127547 A1 y KR 2014 0125970 A describen electrolitos.
Documentos de la técnica anterior
Documentos de patente
Publicación de solicitud de patente coreana n.° 2016-0034183 (29 de marzo de 2016), NEGATIVE ELECTRODE FOR RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY AND RECHARGEABLE LITHIUM BATTERY COMPRISING SAME, publicación de solicitud de patente coreana n.° 2016-0052351 (12 de mayo de 2016), LITHIUM METAL ELECTRODE FOR LITHIUM SECONDARY BATTERY WITH SAFE PROTECTIVE LAYER AND LITHIUM SECONDARY BATTERY COMPRISING THE SAME,
publicación de solicitud de patente coreana n.° 2013-0079126 (10 de julio de 2013), ELECTROLYTE FOR LITHIUM METAL BATTERY AND LITHIUM METAL BATTERY INCLUDING THE SAME.
Documento no de patente
Jiangfeng Qianet al.,High rate and stable cycling of lithium metal anode, Nature Communications, 2015, 6, 6362.Divulgación
Problema técnico
Como resultado de diversos estudios para resolver los problemas anteriores, los inventores de la presente invención han identificado que cuando aditivo que incluye grupos funcionales específicos está comprendido en el electrolito para la batería de metal de litio, se mejoran las características electroquímicas y la estabilidad del metal de litio electrodo, mejorando de ese modo la capacidad y la vida útil de la batería y, por tanto, han completado la presente invención.
Por consiguiente, es un objeto de la presente invención proporcionar una batería de metal de litio que comprende un electrolito.
Solución técnica
Según un aspecto de la presente invención, se proporciona una batería de metal de litio que comprende:
un electrodo positivo que comprende un material activo de electrodo positivo;
un electrodo negativo que comprende metal de litio o aleación de litio; y
un electrolito,
en la que el material activo de electrodo positivo comprende azufre elemental, y
en la que el electrolito comprende una sal de litio, un disolvente orgánico y un aditivo, en la que el aditivo se representa mediante la siguiente fórmula 1:
A-(O)<m>-B-(X)<n>[Fórmula 1]
en la que A es un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; un grupo alquenilo que tiene de 2 a 20 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; un grupo alquinilo que tiene de 2 a 20 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; un grupo cicloalquilo que tiene de 3 a 20 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; o un grupo arilo que tiene de 6 a 40 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor,
B es un enlace sencillo; un grupo alcanodiilo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; un grupo alquenodiilo que tiene de 2 a 10 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; un grupo alquinodiilo no sustituido que tiene de 2 a 10 átomos de carbono; un grupo cicloalquilo que tiene de 3 a 20 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; o un grupo arileno que tiene de 6 a 40 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor,
al menos uno de A y B está sustituido con flúor,
O es oxígeno,
X se selecciona independientemente de un grupo tiol, un grupo amina o un grupo hidroxilo,
m es 0 ó 1, y
n es un número entero de 1 a 3.
Efectos ventajosos
El electrolito de la batería de metal de litio según la presente invención permite a la batería de metal de litio tener alta capacidad y vida útil prolongada comprendiendo un aditivo que incluye un grupo funcional capaz de unirse al metal de litio en un extremo del mismo y un grupo hidrocarbonado fluorado en el otro extremo, y mejorando así la estabilidad de metal de litio y al mismo tiempo, suprimiendo las reacciones secundarias en la superficie del metal de litio.
Descripción de los dibujos
La figura 1 es un gráfico que muestra los resultados de las evaluaciones de rendimiento de las baterías fabricadas en el ejemplo 1 y el ejemplo 2 de la presente invención y el ejemplo comparativo 1.
La figura 2 es un gráfico que muestra los resultados de las evaluaciones de rendimiento de las baterías fabricadas en el ejemplo 3 y el ejemplo 4 de la presente invención y el ejemplo comparativo 2.
La figura 3 es un gráfico que muestra los resultados de las evaluaciones de rendimiento de las baterías fabricadas en el ejemplo 5 y el ejemplo 6 de la presente invención y el ejemplo comparativo 3.
La figura 4 es un gráfico que muestra los resultados de las evaluaciones de rendimiento de las baterías fabricadas en el ejemplo 7 y el ejemplo 8 de la presente invención y el ejemplo comparativo 4.
La figura 5 es un gráfico que muestra los resultados de las evaluaciones de rendimiento de las baterías fabricadas en el ejemplo 9 y el ejemplo 10 de la presente invención y el ejemplo comparativo 4.
La figura 6 es un gráfico que muestra los resultados de las evaluaciones de rendimiento de las baterías fabricadas en el ejemplo 11 y el ejemplo 12 de la presente invención y el ejemplo comparativo 4.
Mejor modo
A continuación en el presente documento, se describirá con más detalle la presente invención.
Los términos y las expresiones usados en la presente memoria descriptiva y las reivindicaciones no deben interpretarse como limitados a términos ordinarios o de diccionario, y deben interpretarse en un sentido y concepto consistente con la idea técnica de la presente invención, basado en el principio de que el inventor puede definir adecuadamente el concepto de un término para describir su invención de la mejor manera posible.
La terminología usada en el presente documento tiene el propósito de describir realizaciones particulares únicamente y no pretende ser limitativa de la invención. Las formas singulares “un/uno”, “una” y “el/la” comprenden referentes en plural a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Debe entenderse que los términos tales como “comprenden” o “tienen”, tal como se usan en la presente memoria descriptiva, pretenden designar la presencia de características, números, etapas, operaciones, componentes, piezas o combinaciones de los mismos indicados, pero no excluir la posibilidad de la presencia o adición de una o más características, números, etapas, operaciones, componentes, partes o combinaciones de los mismos.
Para la batería de metal de litio, el metal de litio usado como material activo de electrodo negativo tiene una alta densidad de energía (3,860 mAh/g) mientras que tiene bajo potencial de oxidación/reducción (-3,045 V frente al electrodo estándar de hidrógeno) y peso atómico (6,94 g/u.a.). Por tanto, puesto que es posible lograr una alta capacidad y una alta densidad de energía mientras que permite la miniaturización y la reducción de peso, la batería de metal de litio está atrayendo la atención como batería de nueva generación.
Sin embargo, tal como se describió anteriormente, el metal de litio tiene alta reactividad y, por tanto, es muy débil en cuanto a estabilidad. Además, cuando se usan materiales a base de azufre como material activo de electrodo positivo, entre el polisulfuro de litio (Li<2>S<x>, x = 8, 6, 4, 2) formado en el electrodo positivo durante el funcionamiento de la batería, polisulfuro de litio (Li<2>S<x>, habitualmente x > 4), que tiene el alto número de oxidación de azufre, tiene una alta solubilidad en el electrolito que incluye un disolvente orgánico hidrófilo y, por tanto, se disuelve continuamente en el mismo y se libera fuera de la zona de reacción del electrodo positivo, moviéndose de ese modo al electrodo negativo. En este momento, el polisulfuro de litio liberado del electrodo positivo provoca una reacción secundaria con el metal de litio y, por tanto, el sulfuro de litio se adhiere a la superficie del metal de litio. Por tanto, existen problemas de que se deterioran la actividad de reacción y las características de potencial y se acelera la reducción de la eficiencia y la vida útil del electrodo de metal de litio.
En la técnica anterior, se han usado métodos tales como un método de introducir una capa protectora polimérica o una capa protectora sólida inorgánica sobre la superficie del metal de litio o un método de cambiar la composición de un electrolito para impedir estos problemas, pero no se mejoró de manera eficaz la estabilidad del electrodo de metal de litio.
Por tanto, para mejorar la estabilidad del electrodo de metal de litio y asegura el efecto de mejorar el rendimiento y la vida útil de la batería de metal de litio que lo incluye, la presente invención proporciona un electrolito para una batería de metal de litio que comprende un aditivo que incluye grupos funcionales específicos.
Específicamente, el electrolito para la batería de metal de litio según la presente invención comprende una sal de litio, un disolvente orgánico y un aditivo, en el que el aditivo se representa mediante la siguiente fórmula 1:
[Fórmula 1] A-(O)<m>-B-(X)<n>
en la que A es un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; un grupo alquenilo que tiene de 2 a 20 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; un grupo alquinilo que tiene de 2 a 20 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; un grupo cicloalquilo que tiene de 3 a 20 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; o un grupo arilo que tiene de 6 a 40 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor,
B es un enlace sencillo; un grupo alcanodiilo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; un grupo alquenodiilo que tiene de 2 a 10 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; un grupo alquinodiilo no sustituido que tiene de 2 a 10 átomos de carbono; un grupo cicloalquilo que tiene de 3 a 20 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; o un grupo arileno que tiene de 6 a 40 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor,
al menos uno de A y B está sustituido con flúor,
O es oxígeno,
X se selecciona independientemente de un grupo tiol, un grupo amina o un grupo hidroxilo,
m es 0 ó 1, y
n es un número entero de 1 a 3.
En la presente invención, el aditivo puede formar una película protectora estable sobre la superficie del electrodo de metal de litio formando un enlace con metal de litio a través del grupo funcional capaz de unirse al metal de litio ubicado en un extremo, que comprende un grupo hidrocarbonado fluorado en el otro extremo del aditivo. En ese caso, los grupos hidrocarbonados fluorados originados a partir del aditivo anterior pueden bloquear la reacción del metal de litio y las sales de litio u otras impurezas en la batería de metal de litio usando metal de litio o aleación de litios como electrodo negativo y, por tanto, puede aumentar la eficiencia de reacción del litio, mejorando de ese modo la cantidad de descarga y prolongando la vida útil.
En particular, cuando la batería de metal de litio de la presente invención es una batería de litio-azufre que incluye azufre como material activo de electrodo positivo, la capa protectora formada a partir del aditivo puede impedir que el polisulfuro de litio generado a partir del electrodo positivo reaccione con el metal de litio, suprimiendo de ese modo de manera eficaz el fenómeno de sobrecarga de la batería y mejorando así la estabilidad de la batería.
Además, puesto que el aditivo de la presente invención puede usarse en el electrolito para formar la película protectora descrita anteriormente en el electrodo de metal de litio a través de una reacciónin situcon metal de litio durante el funcionamiento de la batería, existe la ventaja de que no es necesario un procedimiento para formar una capa independiente como en la técnica anterior.
En la presente invención, el aditivo se representa mediante la siguiente fórmula 1:
[Fórmula 1] A-(O)<m>-B-(X)<n>
en la que A es un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; un grupo alquenilo que tiene de 2 a 20 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; un grupo alquinilo que tiene de 2 a 20 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; un grupo cicloalquilo que tiene de 3 a 20 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; o un grupo arilo que tiene de 6 a 40 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor,
B es un enlace sencillo; un grupo alcanodiilo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; un grupo alquenodiilo que tiene de 2 a 10 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; un grupo alquinodiilo no sustituido que tiene de 2 a 10 átomos de carbono; un grupo cicloalquilo que tiene de 3 a 20 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; o un grupo arileno que tiene de 6 a 40 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor,
al menos uno de A y B está sustituido con flúor,
O es oxígeno,
X se selecciona independientemente de un grupo tiol, un grupo amina o un grupo hidroxilo,
m es 0 ó 1, y
n es un número entero de 1 a 3.
El término “grupo hidrocarburo” tal como se usa en la presente invención se refiere a todos los grupos orgánicos que consisten en carbono e hidrógeno y puede comprender cualquier estructura conocida tales como un grupo alquilo, un grupo alquenilo, un grupo alquinilo, un grupo arilo, un grupo aralquilo, un grupo heteroarilo, y similares. El carbono en el grupo hidrocarburo puede reemplazarse con al menos uno seleccionado del grupo que consiste en oxígeno (O), nitrógeno (N) y azufre (S). El grupo hidrocarburo comprende grupos de cadena lineal, cadena ramificada, monocíclicos o policíclicos, y al menos un átomo de hidrógeno contenido en el grupo hidrocarburo está opcionalmente sustituido con uno o más sustituyentes (por ejemplo, alquilo, alquenilo, alquinilo, heterocíclico, arilo, heteroarilo, acilo, oxo, imino, tiooxo, ciano, isociano, amino, azido, nitro, hidroxilo, tiol, halo y similares)
El término “grupo alquilo” usado en la presente invención puede ser una cadena lineal o una cadena ramificada, y el número de átomos de carbono no está particularmente limitado, pero es preferiblemente de 1 a 20, específicamente de 1 a 10. Los ejemplos específicos de los mismos comprenden, pero no se limitan a, grupo metilo, grupo etilo, grupo propilo, grupo isopropilo, grupo butilo, grupo t-butilo, grupo pentilo, grupo hexilo y grupo heptilo.
El término “grupo alquenilo” usado en la presente invención se refiere a un grupo hidrocarburo que tiene de 2 a 20 átomos de carbono y que incluye al menos un doble enlace carbono-carbono a menos que se indique lo contrario, pero no se limita al mismo.
El término “grupo alquinilo” usado en la presente invención se refiere a un grupo hidrocarburo que tiene de 2 a 20 átomos de carbono y que incluye al menos un triple enlace carbono-carbono a menos que se indique lo contrario, pero no se limita al mismo.
El término “grupo cicloalquilo” tal como se usa en la presente invención se refiere a un anillo a base de carbono no aromático que tiene al menos 3 átomos de carbono. El grupo cicloalquilo comprende, pero no se limita a, ciclopropilo, ciclobutilo, ciclopentilo, ciclohexilo, y similares.
El término “grupo arilo” usado en la presente invención se refiere a un anillo a base de carbono aromático sencillo o múltiple que tiene de 6 a 20 átomos de carbono. Los ejemplos del mismo comprenden, pero no se limitan a, grupo fenilo, grupo bifenilo, grupo fluoreno y similares.
El término “alcanodiilo” tal como se usa en la presente invención es un grupo atómico divalente obtenido sustrayendo dos átomos de hidrógeno de un alcano, y puede representarse por la fórmula general -C<n>H<2n>-.
El término “alquenodiilo” tal como se usa en la presente invención es un grupo atómico divalente obtenido sustrayendo dos átomos de hidrógeno de un alqueno, y puede representarse por la fórmula general -C<n>H<n>-.
El término “alquinodiilo” tal como se usa en la presente invención es un grupo atómico divalente obtenido sustrayendo dos átomos de hidrógeno de un alquino.
El término “grupo arileno” usado en la presente invención significa un anillo a base de carbono aromático divalente, y su número de carbonos puede ser de 6 a 40, específicamente de 6 a 20. El grupo arileno puede comprender una estructura en la que se condensan o unen dos o más anillos, y los otros anillos pueden ser aromáticos, no aromáticos, o una combinación de los mismos. Por ejemplo, el grupo arileno comprende, pero no se limita a, fenileno, bifenileno, naftileno, antracenileno, y similares.
El término “enlace sencillo” usado en la presente invención se refiere a una relación de unión entre elementos conectados con B en el caso en el que B en la fórmula 1 no existe.
En la fórmula 1, A puede representar un grupo hidrocarburo monovalente sustituido con al menos un flúor. Preferiblemente, A puede ser un grupo alquilo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; un grupo alquenilo que tiene de 2 a 10 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; un grupo alquinilo que tiene de 2 a 10 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; un grupo cicloalquilo que tiene de 3 a 15 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; o un grupo arilo que tiene de 6 a 20 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor, más preferiblemente, un grupo alquilo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor.
En la fórmula 1, B puede representar un enlace sencillo o un grupo hidrocarburo divalente sustituido con al menos un flúor. Preferiblemente, B puede ser un grupo alcanodiilo que tiene de 1 a 5 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; un grupo alquenodiilo que tiene de 2 a 5 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; o un grupo alquinodiilo no sustituido que tiene de 2 a 10 átomos de carbono, más preferiblemente un grupo alcanodiilo que tiene de 1 a 5 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor.
En estos casos, X puede ser un grupo funcional capaz de unirse al metal de litio. X puede comprender un grupo funcional polar para disolverse bien en el electrolito y al mismo tiempo facilitar una unión fácil con la superficie del metal de litio. Preferiblemente, X puede ser al menos uno seleccionado del grupo que consiste en un grupo tiol (-SH), un grupo amina (-NH<2>) y un grupo hidroxilo (-OH), más preferiblemente un grupo tiol.
Además, desde el punto de vista de mejorar la estabilidad y suprimir de manera eficaz las reacciones secundarias introduciéndose de manera estable en la superficie del metal de litio, la suma de los números de carbono de A y B puede ser de 1 a 30.
El aditivo representado por la fórmula 1 puede ser, por ejemplo, al menos uno seleccionado del grupo que consiste en 1H,1H,2H,2H,3H,3H-perfluoroundeciltiol, 1H,lH,2H,2H-perfluorodecanotiol, 1H,1H,2H,2H-perfluorononanotiol, 1H,1H,2H,2H-perfluoro-1-octanotiol, 1H,1H-perfluorooctiltiol, 1H,1H-perfluoropropiltiol, 2,2,2-trifluoroetanotiol, 1H,1H,2H,2H-perfluoro-1-hexanotiol, 2,3,4,5,6-pentafluorotiofenol, 2,3,5,6-tetrafluorobencenotiol, 2,4-difluorotiofenol, 3.4- difluorotiofenol, 2-fluorotiofenol, 3-fluorotiofenol, 4-fluorotiofenol, 2-(trifluorometoxi)tiofenol, 3-(trifluorometoxi)tiofenol, 2-(trifluorometil)bencenotiol, 2,6-difluorobencilmercaptano, 3,4-difluorobencilmercaptano, 3.5- difluorobencilmercaptano, 4-fluorobencilmercaptano, 3,5-bis(trifluorometil)bencenotiol, 4-trifluorometilbencilmercaptano, 1H,1H-perfluorooctilamina, 1H,1H-heptafluorobutilamina, 1H,1H-perfluorononilamina, 4-(1H,1H,2H,2H-perfluorodecil)bencilamina, 2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutilamina, 2,2,3,3,3-pentafluoropropilamina, 3,3,3-trifluoropropilamina, alcohol 4-fluoro-a-metilbencílico, alcohol 2-fluoro-3-metilbencílico, alcohol 4-fluoro-3-metilbencílico, alcohol 5-fluoro-2-metilbencílico, alcohol 4-fluoro-3-nitrobencílico, alcohol 2-fluoro-5-nitrobencílico, alcohol 2-fluoro-3-(trifluorometoxi)bencílico, alcohol 2-fluoro-3-nitrobencílico, alcohol 2-fluoro-5-metoxibencílico, alcohol 3-fluoro-5-(trifluorometil)bencílico, alcohol 3-fluoro-5-metoxibencílico, alcohol 4-fluoro-3-(trifluorometil)bencílico, alcohol 4-fluoro-3-metoxibencílico, alcohol 5-fluoro-2-(trifluorometil)bencílico, alcohol 5-fluoro2-nitrobencílico, alcohol DL-4-fluoro-<a>-propilbencíNco, alcohol 3-fluorobencílico y alcohol 4-fluorofenetílico, y preferiblemente, puede ser al menos uno seleccionado del grupo que consiste en1H,1H,2H,2H,3H,3H-perfluoroundeciltiol, 1H,1H,2H,2H-perfluoro-1-hexanotiol, 1H,1H,2H,2H-perfluorodecanotiol,1H,1H,2H,2H-perfluorononanotiol, 1H,1H,2H,2H-perfluoro-1-octanotiol, 1H,1H-perfluorooctiltiol y 1H,1H-perfluorooctilamina, y más preferiblemente, puede ser al menos uno seleccionado del grupo que consiste en 1H,1H,2H,2H-perfluoro-1-hexanotiol, 1H,lH,2H,2H-perfluorodecanotiol, 1H,1H,2H,2H-perfluorononanotiol y 1H,1H,2H,2H-perfluoro-1-octanotiol.
El aditivo puede incluirse en una cantidad de desde el 0,01 hasta el 5 % en peso, preferiblemente desde el 0,05 hasta el 1 % en peso, basado en el peso total del electrolito para la batería de metal de litio. Cuando el contenido del aditivo es menor que el intervalo anterior, la película protectora no se forma de manera uniforme sobre la superficie del electrodo de metal de litio y, por tanto, no puede obtenerse el efecto deseado. Al contrario, cuando el contenido del aditivo supera el intervalo anterior, puede producirse una reacción innecesaria cuando se acciona la batería, de modo que puede deteriorarse el rendimiento de la batería.
El electrolito para la batería de metal de litio de la presente invención comprende una sal de litio como sal de electrolito. La sal de litio no está particularmente limitada en la presente invención y puede usarse sin limitación siempre que se use habitualmente en el electrolito para la batería secundaria de litio.
Por ejemplo, la sal de litio puede comprender al menos uno seleccionado del grupo que consiste en LiCl, LiBr, LiI, LiClO<4>, LiBF<4>, LÍB<10>CÍ<10>, LiPF<a>, UCF<3>SO<3>, UCF<3>CO<2>, UC<4>BO<8>, LiAsF<a>, LiSbF<a>, LiAlCU, CH<3>SO<3>U, CF<3>SO<3>U, (CF<3>SO<2>)<2>NLi, (C<2>F<5>SO<2>)<2>NLi, (SO<2>F)<2>NLi, (CF<3>SO<2>)<3>CLi, cloroborano de litio, carboxilato alifático inferior de litio que tiene 4 o menos átomos de carbono, borato de 4-fenil-litio e imida de litio. Preferiblemente, la sal de litio puede ser bis(trifluorometanosulfonil)imida de litio (LiTFSI), (CF<3>SO<2>)<2>NLi).
La concentración de la sal de litio puede determinarse de manera adecuada teniendo en cuenta la conductividad iónica, la solubilidad y similares, y puede ser, por ejemplo, de desde 0,1 hasta 4,0 M, preferiblemente desde 0,5 hasta 2,0 M. Cuando la concentración de la sal de litio es menor que el intervalo anterior, es difícil asegurar una conductividad iónica adecuada para accionar la batería. Por el contrario, cuando la concentración supera el intervalo anterior, se aumenta la viscosidad de la disolución de electrolito para reducir la movilidad de los iones de litio y la reacción de descomposición de la sal de litio en sí puede aumentar para deteriorar el rendimiento de la batería. Por tanto, la concentración se ajusta de manera adecuada dentro del intervalo anterior.
El electrolito para la batería de metal de litio de la presente invención comprende un disolvente orgánico, y pueden usarse aquellos usados habitualmente en el electrolito para batería secundaria de litio sin limitación.
Por ejemplo, como disolvente orgánico, pueden usarse éter, éster, amida, carbonato lineal, carbonato cíclico, etc. solos o en combinación de dos o más. Entre ellos, pueden estar comprendidos normalmente compuestos a base de éter.
Por ejemplo, el compuesto a base de éter puede comprender, pero no se limita a, al menos uno seleccionado del grupo que consiste en dimetil éter, dietil éter, dipropil éter, metiletil éter, metilpropil éter, etilpropil éter, dimetoxietano, dietoxietano, metoxietoxietano, dimetil éter de dietilenglicol, dietil éter de dietilenglicol, metiletil éter de dietilenglicol, dimetil éter de trietilenglicol, dietil éter de trietilenglicol, metiletil éter de trietilenglicol, dimetil éter de tetraetilenglicol, dietil éter de tetraetilenglicol, metiletil éter de tetraetilenglicol, dimetil éter de polietilenglicol, dietil éter de polietilenglicol, metiletil éter de polietilenglicol, 1,3-dioxolano, tetrahidrofurano y 2-metiltetrahidrofurano.
Los ejemplos del éster del disolvente orgánico pueden comprender, pero no se limitan a, al menos uno seleccionado del grupo que consiste en acetato de metilo, acetato de etilo, acetato de propilo, propionato de metilo, propionato de etilo, propionato de propilo,<y>-butyrolactona,<y>-valerolactona,<y>-caprolactona,<a>-valerolactona y<g>-caprolactona, o una mezcla de dos o más de los mismos.
Los ejemplos específicos del compuesto de carbonato lineal pueden comprender, pero no se limitan a, al menos uno seleccionado del grupo que consiste en carbonato de dimetilo (DMC), carbonato de dietilo (DEC), carbonato de dipropilo, carbonato de etilmetilo (EMC), carbonato de metilpropilo y carbonato de etilpropilo, o una mezcla de dos o más de los mismos.
Además, los ejemplos específicos del compuesto de carbonato cíclico pueden comprender al menos uno seleccionado del grupo que consiste en carbonato de etileno (EC), carbonato de propileno (PC), carbonato de 1,2-butileno, carbonato de 2,3-butileno, carbonato de 1,2-pentileno, carbonato de 2,3-pentileno, carbonato de vinileno, carbonato de viniletileno, y haluros de los mismos, o una mezcla de dos o más de los mismos. Los ejemplos de tales haluros comprenden, pero no se limitan a, carbonato de fluoroetileno (FEC) y similares.
Además de los disolventes orgánicos mencionados anteriormente, hay N-metilpirrolidona, dimetilsulfóxido, sulfolano y similares.
El electrolito para la batería secundaria de litio de la presente invención puede comprender además compuestos a base de ácido nítrico usados habitualmente en la técnica relacionada además de los componentes mencionados anteriormente. Ejemplos de los mismos pueden ser nitrato de litio (LiNO<a>), nitrato de potasio (KNO<3>), nitrato de cesio (CsNO<a>), nitrato de magnesio (Mg(NO<a>)<2>), nitrato de bario (Ba(NO<a>)<2>), nitrito de litio (LiNO<2>), nitrito de potasio (KNO<2>), nitrito de cesio (CsNO<2>) y similares.
El electrolito para la batería de metal de litio según la presente invención que incluye los componentes mencionados anteriormente puede mejorar la inestabilidad del electrodo negativo, metal de litio, incluyendo el aditivo representado por la fórmula 1. Además, es posible suprimir de manera eficaz la reacción secundaria entre el metal de litio y el material generado durante el funcionamiento de la batería, tal como polisulfuro de litio, en el electrolito o particularmente la batería de litio-azufre, asegurando de ese modo una excelente estabilidad y mejorando así el rendimiento y la vida útil del procedimiento de carga/descarga de la batería.
Además, la presente invención proporciona una batería de metal de litio que comprende el electrolito para la batería de metal de litio.
La batería de litio-azufre comprende un electrodo positivo, un electrodo negativo y un electrolito interpuesto entre el electrodo positivo y el electrodo negativo en la que el electrolito comprende el electrolito para la batería de metal de litio según la presente invención.
El electrodo positivo puede comprender un colector de corriente de electrodo positivo y un material activo de electrodo positivo recubierto sobre uno o ambos lados del colector de corriente de electrodo positivo.
El colector de corriente de electrodo positivo soporta el material activo de electrodo positivo y no está particularmente limitado siempre que tenga alta conductividad sin provocar ningún cambio químico en la batería. Por ejemplo, puede usarse cobre, acero inoxidable, aluminio, níquel, titanio, paladio, carbono sinterizado; cobre o acero inoxidable tratado superficialmente con carbono, níquel, plata o similares; aleación de aluminio-cadmio o similares como colector de corriente de electrodo positivo.
El colector de corriente de electrodo positivo puede mejorar la fuerza de unión con el material activo de electrodo positivo teniendo irregularidades finas sobre su superficie, y puede conformarse en diversas formas tales como una película, una lámina, una hoja, una malla, una red, un cuerpo poroso, una espuma o un material textil no tejido. El material activo de electrodo positivo puede comprender un material activo de electrodo positivo y opcionalmente un material conductor y un aglutinante.
El material activo de electrodo positivo comprende azufre elemental (S<8>). Preferiblemente, puede usarse azufre inorgánico (S<8>).
El electrodo positivo puede comprender además al menos un aditivo seleccionado de un elemento de metales de transición, un elemento del grupo IIIA, un elemento del grupo IVA, un compuesto de azufre de estos elementos, y una aleación de estos elementos y azufre, además del material activo de electrodo positivo.
El elemento de metales de transición puede comprender Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Au, Hg y similares, y el elemento del grupo IIIA puede comprender Al, Ga, In, Ti y similares, y el elemento del grupo IVA puede comprender Ge, Sn, Pb, y similares.
El material conductor pretende mejorar la conductividad eléctrica y no está particularmente limitado siempre que sea un material conductor electrónico que no provoque ningún cambio químico en la batería secundaria de litio.
Generalmente, puede usarse negro de carbono, grafito, fibra de carbono, nanotubo de carbono, polvo de metal, óxido de metal conductor, material conductor orgánico y similares. Los productos que se comercializan actualmente como materiales conductores pueden comprender las series de negro de acetileno (productos de Chevron Chemical Company o Gulf Oil Company), las series Ec de negro de Ketjen (productos de Armak Company), Vulcan XC-72 (un producto de Cabot Company) y Super P (un producto de MMM). Los ejemplos de los mismos pueden comprender negro de acetileno, negro de carbono, grafito y similares.
Además, el material activo de electrodo positivo puede comprender además un aglutinante que tiene una función de mantener el material activo de electrodo positivo sobre el colector de corriente de electrodo positivo y conexión entre materiales activos. Como aglutinante, pueden usarse, por ejemplo, diversos tipos de aglutinantes tales como poli(fluoruro de vinilideno)-hexafluoropropileno (PVDF-co-HFP), poli(fluoruro de vinilideno) (PVDF), poliacrilonitrilo, poli(metacrilato de metilo), caucho de estireno-butadieno (SBR), carboximetilcelulosa (CMC), poli(ácido acrílico) (PAA), poli(alcohol vinílico)(PVA) y similares.
El electrodo negativo puede comprender un colector de corriente de electrodo negativo y un material activo de electrodo negativo en el colector de corriente de electrodo negativo, o el electrodo negativo puede ser una placa de metal de litio.
El colector de corriente de electrodo negativo es para soportar un material activo de electrodo negativo y no está particularmente limitado siempre que sea electroquímicamente estable en el intervalo de tensión de la batería secundaria de litio mientras que tiene una excelente conductividad. Por ejemplo, pueden usarse cobre, acero inoxidable, aluminio, níquel, titanio, paladio, carbono sinterizado; cobre o acero inoxidable tratado superficialmente con carbono, níquel, plata o similares; puede usarse una aleación de aluminio-cadmio o similares como colector de corriente de electrodo negativo.
El colector de corriente de electrodo negativo puede mejorar la fuerza de unión con el material activo de electrodo negativo teniendo irregularidades finas sobre su superficie, y puede conformarse en diversas formas tales como una película, una lámina, una hoja, una malla, una red, un cuerpo poroso, una espuma o un material textil no tejido. El material activo de electrodo negativo puede comprender un material capaz de intercalar o desintercalar de manera reversible ion de litio (L¡+), un material capaz de formar de manera reversible compuestos que contienen litio reaccionando con un ion de litio, o un metal de litio o una aleación de litio. El material capaz de intercalar o desintercalar de manera reversible ion de litio (Li+) puede ser, por ejemplo, carbono cristalino, carbono amorfo, o una mezcla de los mismos. El material capaz de reaccionar con un ion de litio (Li+) para formar de manera reversible compuestos que contienen litio puede ser, por ejemplo, óxido de estaño, nitrato de titanio o silicio. La aleación de litio puede ser, por ejemplo, una aleación de litio (Li) y un metal seleccionado del grupo que consiste en sodio (Na), potasio (K), rubidio (Rb), cesio (Cs), francio (Fr), berilio (Be), magnesio (Mg), calcio (Ca), estroncio (Sr), bario (Ba), radio (Ra), aluminio (Al) y estaño (Sn). Preferiblemente, el material activo de electrodo negativo puede ser metal de litio, y específicamente puede estar en forma de película delgada de metal de litio o polvo de metal de litio.
El método para formar el material activo de electrodo negativo no está particularmente limitado, y puede usarse un método de formación de capas o películas usado habitualmente en la técnica. Por ejemplo, pueden usarse métodos tales como compresión, recubrimiento o deposición. Además, también está comprendida una película delgada de metal litio formada sobre una placa de metal mediante la carga inicial después del ensamblado de la batería sin la película delgada de litio en el colector de corriente en el electrodo negativo de la presente invención.
El electrolito comprende iones de litio y es para provocar una reacción de oxidación o reducción electroquímica entre el electrodo positivo y el electrodo negativo a través de estos iones de litio, y es tal como se describió anteriormente. La inyección de la disolución de electrolito puede realizarse en una etapa adecuada del procedimiento de fabricación de dispositivos electroquímicos dependiendo del procedimiento de fabricación y las propiedades requeridas del producto final. Es decir, la inyección de la disolución de electrolito puede aplicarse antes del ensamblado del dispositivo electroquímico o en la etapa final de ensamblado del dispositivo electroquímico.
Un separador puede estar comprendido adicionalmente entre el electrodo positivo y el electrodo negativo. El separador se usa para separar físicamente ambos electrodos en la batería secundaria de litio de la presente invención, y puede usarse sin ninguna limitación particular siempre que se use habitualmente como separador en la batería secundaria de litio. Particularmente, es deseable usar un separador que tenga una excelente humectabilidad a la disolución de electrolito mientras que tiene baja resistencia a la migración de iones del electrolito.
El separador puede estar formado por un sustrato poroso, y el sustrato poroso puede ser cualquier sustrato poroso usado habitualmente en un dispositivo electroquímico. Por ejemplo, puede usarse una membrana porosa a base de poliolefinas o un material textil no tejido como sustrato poroso, pero no está particularmente limitado a los mismos. Los ejemplos de la membrana porosa a base de poliolefinas pueden comprender una membrana formada por un polímero a base de poliolefinas tal como polietileno tal como polietileno de alta densidad, polietileno lineal de baja densidad, polietileno de baja densidad y polietileno de peso molecular ultraalto, polipropileno, polibutileno y polipenteno solos o una mezcla de los mismos.
El material textil no tejido puede comprender, además del material textil no tejido a base de poliolefinas, por ejemplo, un material textil no tejido formado por poli(tereftalato de etileno), poli(tereftalato de butileno), poliéster, poliacetal, poliamida, policarbonato, poliimida, poliéter éter cetona, poliétersulfona, poli(óxido de fenileno), poli(sulfuro de fenileno) y poli(naftalato de etileno) solos o una mezcla de los mismos. La estructura del material textil no tejido puede ser un material textil no tejido hilado de filamentos o un material textil no tejido de soplado por fusión compuesta por fibras largas.
El grosor del sustrato poroso no está particularmente limitado, puede ser de desde 1 hasta 100 |im, preferiblemente desde 5 hasta 50 |im.
El tamaño y la porosidad de los poros presentes en el sustrato poroso tampoco están particularmente limitados, pero puede ser de desde 0,001 hasta 50 |im y desde el 10 hasta el 95 %, respectivamente.
La batería de litio-azufre según la presente invención puede fabricarse mediante procedimientos laminación, apilado y plegado del separador y los electrodos, además del procedimiento de arrollamiento habitual.
La forma de la batería de litio-azufre no está particularmente limitada, y pueden ser diversas formas tales como una forma cilíndrica, una forma laminada y una forma de botón.
Además, la presente invención proporciona un módulo de batería que incluye la batería de metal de litio como batería unitaria.
El módulo de batería puede usarse como fuente de alimentación para dispositivos de tamaño mediano a grande que requiere estabilidad a alta temperatura, características de ciclo prolongadas, características de alta capacidad y similares.
Los ejemplos de tales dispositivos de tamaño mediano a grande pueden comprender, pero no se limitan a, herramientas eléctricas accionadas por un motor eléctrico; un coche eléctrico que incluye un vehículo eléctrico (EV), un vehículo eléctrico híbrido (HEV), un vehículo eléctrico híbrido enchufable (PHEV) y similares; una motocicleta eléctrica que incluye bicicleta eléctrica (E-bicicleta) y un escúter eléctrico (E-escúter); un carrito de golf eléctrico; un sistema de almacenamiento de energía, etc.
Ejemplos
A continuación en el presente documento, se describirán ejemplos preferidos de la presente invención para facilitar la comprensión de la presente invención.
Ejemplo 1
Se preparó una disolución preparada disolviendo LiTFSI 1,0 M y el 1,0 % en peso de litio nitrato en el disolvente orgánico que consiste en 1,3-dioxolano y dimetil éter (DOL:DME = 1:1 (razón volumétrica)), y se añadió el 0,1 % en peso de 1H,1H,2H,2H-perfluorodecanotiol a esta disolución para preparar un electrolito.
Se mezcló azufre con material conductor y aglutinante en acetonitrilo usando un molino de bolas para preparar una suspensión de material activo de electrodo positivo. En este momento, se usó negro de carbono como material conductor y poli(óxido de etileno) (peso molecular: 5.000.000 g/mol) como aglutinante, y la razón de mezclado de azufre:material conductor:aglutinante era de 60:20:20 partes en peso. Se recubrió el colector de corriente de aluminio con una suspensión de material activo de electrodo positivo y luego se secó para producir un electrodo positivo.
Se usó una película delgada de metal de litio con un grosor de 40 |im como electrodo negativo.
Se colocaron enfrentados entre sí el electrodo positivo y el electrodo negativo preparados, y se interpuso entre los mismos un separador polietileno. Después de eso, se inyectaron 70 |il del electrolito para preparar una batería de tipo botón.
Ejemplo 2
Se fabricó una batería de tipo botón de la misma manera que en el ejemplo 1 anterior excepto que en la preparación del electrolito, se usó el 0,5 % en peso de 1H,1H,2H,2H-perfluorodecanotiol.
Ejemplo 3
Se fabricó una batería de tipo botón de la misma manera que en el ejemplo 1 anterior excepto que en la preparación del electrolito, no se usó nitrato de litio.
Ejemplo 4
Se fabricó una batería de tipo botón de la misma manera que en el ejemplo 1 anterior excepto que en la preparación del electrolito, se usó el 1,0 % en peso de 1H,1H,2H,2H-perfluorodecanotiol y no se usó nitrato de litio.
Ejemplo 5
Se fabricó una batería de tipo botón de la misma manera que en el ejemplo 1 anterior excepto que en la preparación del electrodo positivo, se mezclaron azufre:material conductor:aglutinante a una razón en peso de 70:15:15.
Ejemplo 6
Se fabricó una batería de tipo botón de la misma manera que en el ejemplo 1 anterior excepto que en la preparación del electrolito, se usó el 0,5%en peso de 1H,1H,2H,2H-perfluorodecanotiol y se mezclaron azufre:material conductor:aglutinante a una razón en peso de 70:15:15.
Ejemplo 7
Se fabricó una batería de tipo botón de la misma manera que en el ejemplo 1 anterior excepto que en la preparación del electrodo positivo, se mezclaron azufre:material conductor:aglutinante a una razón en peso de 80 : 10 : 10. Ejemplo 8
Se fabricó una batería de tipo botón de la misma manera que en el ejemplo 1 anterior excepto que en la preparación del electrolito, se usó el 0,5 % en peso de 1H,1H,2H,2H-perfluorodecanotiol y se mezclaron azufre:material conductor:aglutinante a una razón en peso de 80:10:10.
Ejemplo 9
Se fabricó una batería de tipo botón de la misma manera que en el ejemplo 1 anterior excepto que en la preparación del electrolito, se usó 2,4-difluorotiofenol en lugar de 1H,1H,2H,2H-perfluorodecanotiol en la misma cantidad, y en la preparación del electrodo positivo, se mezclaron azufre:material conductor:aglutinante a una razón en peso de 80:10:10.
Ejemplo 10
Se fabricó una batería de tipo botón de la misma manera que en el ejemplo 1 anterior excepto que en la preparación del electrolito, se usó 2,4-difluorotiofenol en lugar de 1H,1H,2H,2H-perfluorodecanotiol en la cantidad del 1,0 % en peso, y en la preparación del electrodo positivo, se mezclaron azufre:material conductor:aglutinante a una razón en peso de 80:10:10.
Ejemplo 11
Se fabricó una batería de tipo botón de la misma manera que en el ejemplo 1 anterior excepto que en la preparación del electrolito, se usó 4-fluorotiofenol en lugar de 1H,1H,2H,2H-perfluorodecanotiol en la misma cantidad, y en la preparación del electrodo positivo, se mezclaron azufre:material conductor:aglutinante a una razón en peso de 80:10:10.
Ejemplo 12
Se fabricó una batería de tipo botón de la misma manera que en el ejemplo 1 anterior excepto que en la preparación del electrolito, se usó 4-fluorotiofenol en lugar de 1H,1H,2H,2H-perfluorodecanotiol en la cantidad del 1,0 % en peso, y en la preparación del electrodo positivo, se mezclaron azufre:material conductor:aglutinante a una razón en peso de 80:10:10.
Ejemplo comparativo 1
Se fabricó una batería de tipo botón de la misma manera que en el ejemplo 1 anterior excepto que en la preparación del electrolito, no se usó 1H,1H,2H,2H-perfluorodecanotiol.
Ejemplo comparativo 2
Se fabricó una batería de tipo botón de la misma manera que en el ejemplo 1 anterior excepto que en la preparación del electrolito, no se usaron 1H,1H,2H,2H-perfluorodecanotiol ni nitrato de litio.
Ejemplo comparativo 3
Se fabricó una batería de tipo botón de la misma manera que en el ejemplo 1 anterior excepto que en la preparación del electrolito, no se usó 1H,1H,2H,2H-perfluorodecanotiol, y en la preparación del electrodo positivo, se mezclaron azufre:material conductor:aglutinante a una razón en peso de 75:15:15.
Ejemplo comparativo 4
Se fabricó una batería de tipo botón de la misma manera que en el ejemplo 1 anterior excepto que en la preparación del electrolito, no se usó 1H,1H,2H,2H-perfluorodecanotiol, y en la preparación del electrodo positivo, se mezclaron azufre:material conductor:aglutinante a una razón en peso de 80:10:10.
Ejemplo experimental 1. Evaluación del rendimiento de la batería
Se descargaron y cargaron repetidamente las baterías fabricadas en los ejemplos y los ejemplos comparativos anteriores 2,5 veces a una densidad de corriente de 0,1 C y luego se cargaron y descargaron tres veces cada una a una densidad de corriente de 0,2 C, y después de eso se comprobaron para determinar el rendimiento de las baterías durante el ciclo a una densidad de corriente de 0,3 C (carga) y 0,5 C (descarga). Los resultados así obtenidos se muestran en las figuras 1 a 6.
Haciendo referencia a las figuras 1 a 6, se identifica que las características de capacidad y vida útil de las baterías que incluyen los electrolitos de los ejemplos según la invención son superiores a las de las baterías que incluyen los electrolitos de los ejemplos comparativos.
Específicamente, se observa a partir de la figura 1 que se mejoran las capacidades específicas y las características de vida útil por los ejemplos 1 y 2 en comparación con el ejemplo comparativo 1 que comprende el electrolito sin el aditivo, 1H,ÍH,2H,2H-perfluorodecanotiol. Particularmente, se identifica que en el caso del ejemplo 1, a medida que la capacidad específica se mantiene de manera estable hasta 90 ciclos, aumenta la vida útil en aproximadamente el 50 % en comparación con el ejemplo comparativo 1.
Se observa a partir de la figura 2 que la capacidad específica de la batería que comprende el electrolito de los ejemplos 3 y 4 que es el caso de usar el electrolito sin contener un compuesto a base de ácido nítrico es mayor que la del ejemplo comparativo 2 que no usa el aditivo en el electrolito. Además, se identifica que cuando se compara con el ejemplo comparativo 2 en el que la capacidad específica se mantiene durante aproximadamente 40 ciclos, los ejemplos 3 y 4 que incluyen el electrolito según la presente invención se mantienen de manera estable durante 50 ciclos o más para mejorar adicionalmente la retención de capacidad y las características de vida útil.
Cada una de las figuras 3 y 4 muestran un caso en el que la composición del material activo de electrodo positivo es diferente. Se observa que las baterías de los ejemplos 5, 6, 7 y 8 que usan el electrolito que contiene el aditivo tienen una capacidad específica y unas características de vida útil mejoradas en comparación con los ejemplos comparativos 3 y 4.
Cada una de las figuras 5 y 6 muestra un caso donde la clase de aditivo es diferente. Se identifica que las baterías de los ejemplos 9, 10, 11 y 12 que usan el electrolito que contiene cada aditivo tienen una capacidad y unas características de vida útil mejoradas en comparación con el ejemplo comparativo 4.

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    Batería de metal de litio que comprende:
    un electrodo positivo que comprende un material activo de electrodo positivo;
    un electrodo negativo que comprende metal de litio o aleación de litio; y
    un electrolito,
    en la que el material activo de electrodo positivo comprende azufre elemental, y
    en la que el electrolito comprende una sal de litio, un disolvente orgánico y un aditivo, en la que el aditivo se representa mediante la siguiente fórmula 1:
    [Fórmula 1] A-(O)<m>-B-(X)<n>
    en la que A es un grupo alquilo que tiene de 1 a 20 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; un grupo alquenilo que tiene de 2 a 20 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; un grupo alquinilo que tiene de 2 a 20 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; un grupo cicloalquilo que tiene de 3 a 20 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; o un grupo arilo que tiene de 6 a 40 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor, B es un enlace sencillo; un grupo alcanodiilo que tiene de 1 a 10 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; un grupo alquenodiilo que tiene de 2 a 10 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; un grupo alquinodiilo no sustituido que tiene de 2 a 10 átomos de carbono; un grupo cicloalquilo que tiene de 3 a 20 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor; o un grupo arileno que tiene de 6 a 40 átomos de carbono que está sustituido o no sustituido con flúor,
    al menos uno de A y B está sustituido con flúor,
    O es oxígeno,
    X se selecciona independientemente de un grupo tiol, un grupo amina o un grupo hidroxilo,
    m es 0 ó 1, y
    n es un número entero de 1 a 3.
    Batería de metal de litio según la reivindicación 1, en la que el aditivo comprende al menos uno seleccionado del grupo que consiste en 1H,1H,2H,2H,3H,3H-perfluoroundeciltiol,1H,1H,2H,2H-perfluorodecanotiol, 1H,1H,2H,2H-perfluorononanotiol, 1H,1H,2H,2H-perfluoro-1-octanotiol,1H,1H-perfluorooctiltiol, 1H,1H-perfluoropropiltiol, 2,2,2-trifluoroetanotiol, 1H,lH,2H,2H-perfluoro-1-hexanotiol, 2,3,4,5,6-pentafluorotiofenol, 2,3,5,6-tetrafluorobencenotiol, 2,4-difluorotiofenol, 3,4-difluorotiofenol, 2-fluorotiofenol, 3-fluorotiofenol, 4-fluorotiofenol, 2-(trifluorometoxi)tiofenol, 3-(trifluorometoxi)tiofenol, 2-(trifluorometil)bencenotiol, 2,6-difluorobencilmercaptano, 3,4-difluorobencilmercaptano, 3,5-difluorobencilmercaptano, 4-fluorobencilmercaptano, 3,5-bis(trifluorometil)bencenotiol, 4-trifluorometilbencilmercaptano, 1H,1H-perfluorooctilamina, 1H,1H-heptafluorobutilamina,1H,1H-perfluorononilamina, 4-(1H,1H,2H,2H-perfluorodecil)bencilamina, 2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutilamina, 2,2,3,3,3-pentafluoropropilamina, 3,3,3-trifluoropropilamina, alcohol 4-fluoro-a-metilbencílico, alcohol 2-fluoro-3-metilbencílico, alcohol 4-fluoro-3-metilbencílico, alcohol 5-fluoro-2-metilbencílico, alcohol 4-fluoro-3-nitrobencílico, alcohol 2-fluoro-5-nitrobencílico, alcohol 2-fluoro-3-(trifluorometoxi)bencílico, alcohol 2-fluoro-3-nitrobencílico, alcohol 2-fluoro-5-metoxibencílico, alcohol 3-fluoro-5-(trifluorometil)bencílico, alcohol 3-fluoro-5-metoxibencílico, alcohol 4-fluoro-3-(trifluorometil)bencílico, alcohol 4-fluoro-3-metoxibencílico, alcohol 5-fluoro-2-(trifluorometil)bencílico, alcohol 5-fluoro-2-nitrobencílico, alcohol DL-4-fluoro-apropilbencílico, alcohol 3-fluorobencílico y alcohol 4-fluorofenetílico.
    Batería de metal de litio según la reivindicación 1, en la que el aditivo está presente en una cantidad de desde el 0,01 % en peso hasta el 5 % en peso, basado en un peso total del electrolito para la batería de metal de litio.
    Batería de metal de litio según la reivindicación 1, en la que la sal de litio comprende al menos uno seleccionado del grupo que consiste en LiCl, LiBr, LiI, LiClO<4>, LiBF<4>, LiB-<i0>Cl<10>, LiPF<6>, LiCF<3>SO<3>, LiCF<3>CO<2>, UC<4>BO<8>, LiAsF<a>, LiSbF<a>, LiAlCk CH<3>SO<3>U, CF<3>SO<3>U, (CF<3>SO<2>)<2>NLi, (C<2>F<a>SO<2>)<2>NU, (SO<2>F)<2>NLi, (CF<3>SO<2>)<3>CLi, cloroborano de litio, carboxilato alifático inferior de litio que tiene 4 o menos átomos de carbono, borato de 4-fenil-litio e imida de litio.
ES18868454T 2017-10-17 2018-10-08 Electrolito para batería de metal de litio y batería de metal de litio que comprende el mismo Active ES2960507T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20170134320 2017-10-17
KR1020180118569A KR102328258B1 (ko) 2017-10-17 2018-10-05 리튬 금속 전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 금속 전지
PCT/KR2018/011813 WO2019078526A2 (ko) 2017-10-17 2018-10-08 리튬 금속 전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 금속 전지

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2960507T3 true ES2960507T3 (es) 2024-03-05

Family

ID=66283759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES18868454T Active ES2960507T3 (es) 2017-10-17 2018-10-08 Electrolito para batería de metal de litio y batería de metal de litio que comprende el mismo

Country Status (8)

Country Link
US (1) US11495824B2 (es)
EP (1) EP3664213B1 (es)
JP (1) JP6963679B2 (es)
KR (1) KR102328258B1 (es)
CN (1) CN111033864B (es)
ES (1) ES2960507T3 (es)
HU (1) HUE063191T2 (es)
PL (1) PL3664213T3 (es)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111969249A (zh) * 2020-07-30 2020-11-20 北京理工大学 一种含负极保护添加剂的锂硫电池电解液
CN113394460A (zh) * 2021-06-24 2021-09-14 郑州大学 一种含苯三硫醇添加剂的锂硫电池电解液及锂硫电池
WO2023145894A1 (ja) * 2022-01-31 2023-08-03 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 非水電解質電池用の非水電解質および非水電解質電池

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3102215B2 (ja) 1993-07-23 2000-10-23 上村工業株式会社 リチウムイオン二次電池用負極及びその製造方法
JP2000156245A (ja) * 1998-11-19 2000-06-06 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質電池
JP4529274B2 (ja) 2000-04-18 2010-08-25 ソニー株式会社 非水電解質電池
SE0001522L (sv) 2000-04-27 2001-10-28 Skf Nova Ab Förfarande och anordning för att kompaktera ett pulvermaterial till en homogen artikel
JP5162803B2 (ja) 2001-02-15 2013-03-13 三菱化学株式会社 非水系電解液二次電池及びそれに用いる非水系電解液
KR100413796B1 (ko) 2001-05-31 2004-01-03 삼성에스디아이 주식회사 리튬 전지용 리튬 금속 애노드 보호막의 제조방법
JP4269137B2 (ja) 2002-07-19 2009-05-27 ダイキン工業株式会社 電極表面被膜形成剤。
KR100485092B1 (ko) 2002-08-06 2005-04-22 삼성에스디아이 주식회사 리튬-황 전지
KR100467435B1 (ko) * 2002-09-06 2005-01-24 삼성에스디아이 주식회사 리튬 전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 전지
KR100450208B1 (ko) 2002-09-23 2004-09-24 삼성에스디아이 주식회사 리튬 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 전지
JP5199130B2 (ja) * 2006-02-17 2013-05-15 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー トリフェニルアミンレドックスシャトルを有する充電式リチウムイオン電池
JP5079461B2 (ja) * 2007-11-14 2012-11-21 ソニー株式会社 リチウムイオン二次電池用正極、その製造方法及びリチウムイオン二次電池
US9566475B2 (en) * 2007-11-14 2017-02-14 Acushnet Company Golf ball having a thermoplastic positive hardness gradient inner core layer and a thermostat shallow positive hardness gradient outer core layer
KR101451805B1 (ko) 2008-01-25 2014-10-16 삼성에스디아이 주식회사 리튬이차전지 전해질용 첨가제, 이를 포함하는 유기 전해액및 상기 전해액을 채용한 리튬 전지
CN102449842B (zh) 2009-06-10 2015-03-04 旭化成电子材料株式会社 电解液和使用该电解液的锂离子二次电池
CN102668232B (zh) 2009-10-27 2016-05-04 苏威氟有限公司 锂硫电池
WO2011070964A1 (ja) 2009-12-07 2011-06-16 ソニー株式会社 二次電池、電解液、電池パック、電子機器および電動車両
CN103080068A (zh) 2010-06-15 2013-05-01 株式会社理光 含有离去取代基的化合物，由其形成的有机半导体材料，使用所述有机半导体材料的有机电子器件、有机薄膜晶体管和显示器，制备膜样产品的方法，π-电子共轭化合物以及制备所述π-电子共轭化合物的方法
KR101270175B1 (ko) * 2010-11-16 2013-05-31 삼성전자주식회사 리튬 이차 전지용 전해질 및 이를 채용한 리튬 전지
US9525165B2 (en) 2011-03-07 2016-12-20 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery including the same
KR20130079126A (ko) 2011-12-30 2013-07-10 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 리튬 금속 전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 금속 전지
KR101579648B1 (ko) * 2012-08-28 2015-12-22 주식회사 엘지화학 내부 쇼트가 억제된 리튬이온 2차 전지
PL2741356T3 (pl) * 2012-08-28 2019-09-30 Lg Chem, Ltd. Wtórna bateria litowo-jonowa zapobiegająca wewnętrznemu zwarciu
JP2014137843A (ja) 2013-01-15 2014-07-28 Sanyo Chem Ind Ltd 電極保護膜形成剤
KR20140125970A (ko) * 2013-04-19 2014-10-30 국립대학법인 울산과학기술대학교 산학협력단 리튬 금속 전지 및 이의 제조 방법
KR102161266B1 (ko) 2013-08-30 2020-09-29 삼성전자주식회사 리튬 이차 전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
JP6123912B2 (ja) * 2013-12-05 2017-05-10 ダイキン工業株式会社 電解液、電気化学デバイス、リチウムイオン二次電池、及び、モジュール
CN104716381A (zh) * 2013-12-15 2015-06-17 中国科学院大连化学物理研究所 一种保护锂硫电池负极的方法
KR20150085670A (ko) * 2014-01-16 2015-07-24 삼성에스디아이 주식회사 리튬 전지용 전해질 첨가제, 이를 포함하는 전해질 및 상기 전해질을 채용한 리튬 전지
JP6568199B2 (ja) * 2014-09-05 2019-08-28 エルジー・ケム・リミテッド リチウム電極、これを含むリチウム二次電池、前記リチウム二次電池を含む電池モジュールおよびリチウム電極の製造方法
KR101811495B1 (ko) 2014-09-19 2017-12-20 주식회사 엘지화학 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
KR101755121B1 (ko) 2014-10-31 2017-07-06 주식회사 엘지화학 안정한 보호층을 갖는 리튬금속 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
CN105655638B (zh) * 2014-11-14 2019-12-13 宁德时代新能源科技股份有限公司 锂金属电池及其电解液
KR101601066B1 (ko) * 2015-03-13 2016-03-08 (주)코이즈 이차전지용 전해액, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 또는 하이브리드 캐패시터
JP6460400B2 (ja) 2015-03-31 2019-01-30 Tdk株式会社 安定化リチウム粉、及びそれを用いたリチウムイオン二次電池
JP2017004691A (ja) 2015-06-08 2017-01-05 ダイキン工業株式会社 電解液、電気化学デバイス、リチウムイオン二次電池、及び、モジュール
JP2017004692A (ja) 2015-06-08 2017-01-05 ダイキン工業株式会社 電解液、電気化学デバイス、リチウムイオン二次電池、及び、モジュール
CN105161757B (zh) 2015-07-24 2017-08-22 张家港市国泰华荣化工新材料有限公司 一种含有氧化还原型防过充添加剂的锂离子电池电解液
CN105449275A (zh) 2015-11-16 2016-03-30 深圳市沃特玛电池有限公司 锂离子电池电解液及锂离子电池
CN105914399B (zh) * 2016-05-04 2019-02-22 宁德新能源科技有限公司 一种电解液以及含有该电解液的锂离子电池
JP2018068983A (ja) * 2016-11-04 2018-05-10 住友ゴム工業株式会社 ゴルフボール
JP6821867B2 (ja) * 2016-12-13 2021-01-27 三菱ケミカル株式会社 非水系電解液、及びそれを用いた非水系電解液二次電池

Also Published As

Publication number Publication date
CN111033864B (zh) 2022-08-12
US11495824B2 (en) 2022-11-08
JP2020532081A (ja) 2020-11-05
JP6963679B2 (ja) 2021-11-10
PL3664213T3 (pl) 2024-01-03
KR102328258B1 (ko) 2021-11-18
US20200203759A1 (en) 2020-06-25
EP3664213B1 (en) 2023-09-13
EP3664213A4 (en) 2020-11-18
EP3664213A2 (en) 2020-06-10
HUE063191T2 (hu) 2023-12-28
KR20190043087A (ko) 2019-04-25
CN111033864A (zh) 2020-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106063015B (zh) 反应性烷氧基硼酸锂在锂离子电池组用电解质中作为电解质添加剂的用途
JP6732299B2 (ja) リチウム二次電池
JP5621770B2 (ja) 非水電解質二次電池及び非水電解質二次電池の製造方法
ES2943584T3 (es) Batería secundaria de litio
EP3317911B1 (en) Li-ion battery electrolyte with reduced impedance build-up
JP6068789B2 (ja) リチウム２次電池用電解液およびこれを含むリチウム２次電池
US10938029B2 (en) Sodium-based electrode active material and secondary battery comprising same
CN111492525B (zh) 电解质和包含所述电解质的锂二次电池
ES2960507T3 (es) Electrolito para batería de metal de litio y batería de metal de litio que comprende el mismo
US11133507B2 (en) Lithium electrode and lithium secondary battery comprising same
JP5125029B2 (ja) 電池
KR102543244B1 (ko) 리튬 금속 전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 금속 전지
KR102160704B1 (ko) 리튬 이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
KR102468498B1 (ko) 전해질 및 이를 포함하는 리튬 금속전지
US20230369647A1 (en) Electrolyte solution and lithium secondary battery comprising the same
CN111433963B (zh) 锂二次电池用电解液和包含该电解液的锂二次电池
KR20150015643A (ko) 리튬 공기 전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 공기 전지
JP5472970B2 (ja) リチウムイオン二次電池
CN115803933A (zh) 锂硫二次电池用电解液以及包含其的锂硫二次电池