ES3057112T3

ES3057112T3 - Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same

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Publication number: ES3057112T3
Application number: ES22828588T
Authority: ES
Inventors: Unho Jung; Jaegil Lee
Original assignee: LG Energy Solution Ltd
Current assignee: LG Energy Solution Ltd
Priority date: 2021-06-25
Filing date: 2022-04-22
Publication date: 2026-02-26
Anticipated expiration: 2042-04-22
Also published as: US20230275270A1; EP4164019A4; EP4164019A1; EP4164019B1; WO2022270739A1; JP2023536669A; JP7522300B2; CN116472630A; KR20230000593A

Abstract

La presente invención se refiere a un electrolito para una batería secundaria de litio y a una batería secundaria de litio que lo comprende. El electrolito comprende: una sal de litio, un disolvente orgánico y un aditivo, donde el aditivo incluye un trifluoroacetato de alquilo, compuesto representado por la fórmula química 1. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Electrolito para batería secundaria de litio y batería secundaria de litio que comprende el mismo

[0003] Campo técnico

[0004] La presente invención se refiere a una solución electrolítica para una batería secundaria y una batería secundaria de litio que comprende la misma.

[0005] Antecedentes de la técnica

[0006] A medida que se ha ido expandiendo el ámbito de uso de las baterías secundarias desde dispositivos electrónicos portátiles pequeños a vehículos eléctricos (EV) de tamaño mediano y grande, sistemas de almacenamiento de energía (SAE) y barcos eléctricos, se ha incrementado rápidamente la demanda de una batería secundaria de litio con alta capacidad, alta densidad de energía y una vida útil prolongada.

[0007] Debido a que el metal de litio teóricamente presenta una capacidad muy alta, de 3.860 mAh/g, y el metal de litio como material del electrodo negativo presenta un potencial bajo y una densidad muy reducida, se han realizado diversos intentos de utilizarlo como el electrodo negativo para baterías.

[0008] Entre ellas, la batería secundaria de litio-azufre se refiere a un sistema de batería en el que se utiliza un material basado en el azufre que presenta un «enlace azufre-azufre (enlace S-S)» como material activo del electrodo positivo y metal de litio como material activo del electrodo negativo. Existe la ventaja de que el azufre, que es el material principal del material activo del electrodo positivo, posee un peso atómico bajo, es un recurso muy abundante y, por lo tanto, resulta fácil de suministrar y obtener, además de ser barato, reduciendo de esta manera el coste de fabricación de la batería, y es no tóxico y es respetuoso con el medio ambiente.

[0009] En particular, debido a que la batería secundaria de litio-azufre presenta una capacidad de descarga teórica de 1.675 mAh/g de azufre, y puede alcanzar teóricamente una alta densidad de almacenamiento de energía, de 2.600 Wh/kg respecto a su peso, presenta un valor muy alto en comparación con la densidad de energía teórica de otros sistemas de baterías (batería de Ni-MH: 450 Wh/kg, batería de Li-FeS: 480 Wh/kg: batería de Li-MnO<2>1.000 Wh/kg y batería de Na-S: 800 Wh/kg) y una batería de iones de litio (250 Wh/kg) que actualmente se está estudiando, y por lo tanto está recibiendo una gran atención en el mercado de las baterías secundarias de tamaño mediano y grande que se están desarrollando actualmente.

[0010] La degeneración del electrodo negativo de litio es un factor que afecta a la vida útil de la batería secundaria de litio, lo que puede ocurrir debido a una reacción con un material activo del electrodo positivo o por una reacción con la solución electrolítica. En consecuencia, se ha señalado que la degradación del electrodo negativo es un problema por la formación de dendritas y la disminución de la eficiencia culómbica (E.C.). En particular, cuando se forman las dendritas de litio en una forma unidimensional, atraviesan el separador con poros, generando de esta manera un cortocircuito interno en la batería y causando problemas de estabilidad y reducción de la vida útil debido a la combustión de la solución electrolítica.

[0011] De acuerdo con lo anteriormente expuesto, con el fin de mejorar el problema de la batería secundaria de litio que es el fenómeno de las dendritas, es necesario investigar para suprimir la formación de las dendritas mediante la deposición (electrodeposición) y desprendimiento (en inglés,stripping) del litio de manera uniforme sobre la superficie del electrodo negativo.

[0012] Documentos de la técnica anterior

[0013] Documentos de patente

[0014] (Documento de patente 1) Publicación de patente coreana n.º 10-2017-0009994 "ELECTROLYTE ADDITIVES FOR LITHIUM-SULFUR BATTERIES"

[0015] El documento n.º US 2016/308252 A1 proporciona un método para producir una batería secundaria en la que el agua en el envase exterior puede ser eliminada incluso cuando la batería secundaria incluye una solución electrolítica que contiene un compuesto que contiene halógenos. El método para producir una batería secundaria incluye una solución electrolítica que contiene una sal de soporte, un disolvente no acuoso y un compuesto que contiene halógeno, un conjunto de electrodos que incluye un electrodo negativo y un electrodo positivo, y un contenedor exterior. El método incluye (1) introducir una primera solución que contiene por lo menos la sal de soporte y el disolvente no acuoso, y el conjunto de electrodos en el contenedor exterior; (2) cargar el conjunto de electrodos; (3) emitir del contenedor exterior un gas generado por la carga y (4) inyectar una segunda solución que incluye por lo menos el compuesto que contiene halógeno en el contenedor exterior después de que se emita el gas, en donde la primera solución no contiene el compuesto que contiene halógeno, y la solución electrolítica incluye la primera solución y la segunda solución.

[0016] Exposición

[0017] Problema técnico

[0018] Con el fin de resolver los problemas anteriormente indicados, los inventores de la presente invención pretenden proporcionar una batería secundaria de litio con una vida útil y eficiencia mejoradas mediante la adición de trifluoroacetato de alquilo como aditivo a la solución electrolítica para la batería secundaria de litio.

[0019] Solución técnica

[0020] Según un primer aspecto de la presente invención, la presente invención proporciona una solución electrolítica para una batería secundaria de litio que comprende una sal de litio, un disolvente orgánico y un aditivo, en donde el aditivo comprende un compuesto representado mediante la Fórmula 1, a continuación:

[0023]

[0025] en la que R es un grupo alquilo C1 a C60 sustituido o no sustituido,

[0026] en donde la solución electrolítica para la batería secundaria de litio comprende el compuesto representado mediante la Fórmula 1, anteriormente, en una cantidad comprendida entre 0,01 % y 0,8 % en peso respecto al peso total de la solución electrolítica.

[0027] En una realización de la presente invención, la R puede seleccionarse del grupo que consiste en un grupo metilo, un grupo etilo, un grupo n-propilo, un grupo isopropilo, un grupo n-butilo, un grupo isobutilo, un grupo terc-butilo, un grupo sec-butilo, un grupo 1-metilbutilo, un grupo 1-etilbutilo, un grupo n-pentilo, un grupo isopentilo, un grupo neopentilo, un grupo terc-pentilo, un grupo n-hexilo, un grupo 1-metilpentilo, un grupo 2-metilpentilo, un grupo 4-metil-2-pentilo, un grupo 3,3-dimetilbutilo y un grupo 2-etilbutilo.

[0028] En una realización de la presente invención, la R puede seleccionarse del grupo que consiste en un grupo metilo, un grupo etilo, un grupo n-propilo, un grupo isopropilo, un grupo n-butilo, un grupo isobutilo, un grupo terc-butilo y un grupo sec-butilo.

[0029] En una realización de la presente invención, la solución electrolítica para la batería secundaria de litio puede comprender el compuesto representado mediante la Fórmula 1 en una cantidad comprendida entre 0,01 % y 0,4 % en peso respecto al peso total de la solución electrolítica.

[0030] En una realización de la presente invención, el compuesto representado mediante la Fórmula 1 es trifluoroacetato de metilo, y la solución electrolítica para la batería secundaria de litio puede comprender el compuesto representado mediante la Fórmula 1 en una cantidad comprendida entre 0,01 % y 0,8 % en peso respecto al peso total de la solución electrolítica.

[0031] En una realización de la presente invención, el compuesto representado mediante la Fórmula 1 es trifluoroacetato de metilo y muestra un espectro de RMN-<1>H (300 MHz, CDCl<3>, sustancia patrón: TMS) que presenta un singulete (un pico) en el intervalo de entre 3,95 ppm y 4,00 ppm.

[0032] En una realización de la presente invención, el compuesto representado mediante la Fórmula 1 es trifluoroacetato de etilo y muestra un espectro de RMN-<1>H (300 MHz, CDCl<3>, sustancia patrón: TMS) que presenta un triplete (tres picos) en el intervalo de entre 1,31 ppm y 1,50 ppm y un cuarteto (cuatro picos) en el intervalo de entre 4,25 ppm y 4,55 ppm. En una realización de la presente invención, la solución electrolítica para la batería secundaria de litio puede ser una solución electrolítica para una batería de litio-azufre.

[0033] Según un segundo aspecto de la presente invención, la presente invención proporciona una batería secundaria de litio que comprende un electrodo positivo, un electrodo negativo, un separador interpuesto entre el electrodo positivo y el electrodo negativo, y la solución electrolítica descrita anteriormente.

[0034] En una realización de la presente invención, la batería secundaria de litio puede ser una batería de litio-azufre.Efectos ventajosos

[0035] La batería secundaria de litio según la presente invención puede presentar un efecto de mejora de las características de vida útil de la batería secundaria de litio a través del proceso de deposición (electrodeposición) y desprendimiento (stripping) eficientes sobre la superficie del electrodo negativo, que es un metal basado en litio, a fin de suprimir la formación de dendritas, mediante la incorporación de trifluoroacetato de alquilo como aditivo en la solución electrolítica. Además, la batería secundaria de litio según la presente invención presenta el efecto de suprimir la formación de dendritas mediante la incorporación de trifluoroacetato de alquilo como aditivo en la solución electrolítica, y de esta manera, al estar expuesta al litio en estado fresco, forma una película protectora (una capa de -CF<3>o -F), y presenta el efecto de incrementar la utilización, proteger al electrodo negativo de litio y mejorar la estabilidad de los polisulfuros de litio mediante el incremento de la solubilidad a través de la interacción química con el polisulfuro de litio generado durante la descarga.

[0036] Descripción de los dibujos

[0037] La FIG.1 es un gráfico que muestra los resultados obtenidos mediante la evaluación de las características de vida útil de las baterías secundarias de litio fabricadas en los Ejemplos y en los Ejemplos comparativos de la presente invención.

[0038] Mejor modo

[0039] Las realizaciones proporcionadas según la presente invención puede conseguirse todas mediante la descripción siguiente. Se debe entender que la descripción a continuación es una descripción de las realizaciones preferentes de la presente invención y que la presente invención no se encuentra necesariamente limitada a las mismas.

[0040] El término «sustituido» utilizado en el presente documento se refiere a que los átomos de hidrógeno unidos al átomo de carbono del compuesto se intercambian por otros sustituyentes, y la posición a sustituir no se encuentra limitada siempre que la posición sea una posición en la que se sustituye un átomo de hidrógeno, es decir, una posición en la que se puede sustituir un sustituyente, y en el caso de que se sustituyan dos o más sustituyentes, dos o más sustituyentes pueden ser iguales o diferentes entre sí.

[0041] Cualesquiera sustituyentes de la expresión «sustituido o no sustituido» utilizada en el presente documento puede ser uno o más sustituyentes seleccionados del grupo que consiste en deuterio, halógeno, un grupo ciano, un grupo alquilo que presente de 1 a 60 átomos de carbono, un grupo alquilo que presente de 2 a 60 átomos de carbono, un grupo alquilo que presente de 2 a 60 átomos de carbono, un grupo cicloalquilo que presente de 3 a 60 átomos de carbono, un grupo heterocicloalquilo que presente de 2 a 60 átomos de carbono, un grupo arilo que presente de 5 a 60 átomos de carbono, un grupo heteroarilo que presente de 2 a 60 átomos de carbono, un grupo alcoxi que presente de 1 a 60 átomos de carbono, un grupo ariloxi que presente de 5 a 60 átomos de carbono, un grupo alquilsililo que presente de 1 a 60 átomos de carbono, y un grupo arilsililo que presente de 6 a 60 átomos de carbono, y si hay una pluralidad de sustituyentes, pueden ser iguales o diferentes entre sí.

[0042] Solución electrolítica para batería secundaria de litio

[0043] La presente invención proporciona una solución electrolítica para una batería secundaria de litio que comprende una sal de litio, un disolvente orgánico y un aditivo, en la que el aditivo comprende un compuesto representado mediante la Fórmula 1, a continuación.

[0046]

[0048] en la que R es un grupo alquilo C1 a C60 sustituido o no sustituido,

[0049] en donde la solución electrolítica para la batería secundaria de litio comprende el compuesto representado mediante la Fórmula 1, anteriormente, en una cantidad comprendida entre 0,01 % y 0,8 % en peso respecto al peso total de la solución electrolítica.

[0050] Mediante la incorporación de trifluoroacetato de alquilo, que es un compuesto representado mediante la Fórmula 1, como aditivo de la solución electrolítica para la batería secundaria de litio, puede producirse un efecto de mejora de la vida útil y las características de eficiencia de la batería secundaria de litio a través del proceso de deposición (electrodeposición) y desprender (despojar) químicamente estable y uniforme sobre la superficie metálica a base de litio utilizada como el electrodo negativo.

[0051] Específicamente, el trifluoroacetato de alquilo, que es el compuesto representado mediante la Fórmula 1, cuando se expone a litio en estado fresco durante la carga y descarga, puede formar una película protectora (una capa de -CF<3>o -F) para suprimir la formación de dendritas.

[0052] La solución electrolítica para la batería secundaria de litio de la presente invención puede ser preferentemente una solución electrolítica para una batería de litio-azufre. De acuerdo con lo anterior, la solubilidad del trifluoroacetato de alquilo, que es un compuesto representado mediante la Fórmula 1, se incrementa mediante interacción química, por ejemplo, la reacción nucleofílica o la alquilación, con el polisulfuro de litio generado durante la descarga de la batería de litio-azufre, y de esta manera presenta el efecto de incrementar la utilización, proteger al electrodo negativo de litio y mejorar la estabilidad del polisulfuro de litio.

[0053] En la presente especificación, «litio en un estado fresco» se puede definir como «litio puro».

[0054] La R puede ser un grupo alquilo C1 a C60, sustituido o no sustituido, un grupo alquilo C1 a C40 sustituido o no sustituido, un grupo alquilo C1 a C20 sustituido o no sustituido, un grupo alquilo C1 a C10 sustituido o no sustituido o un grupo alquilo C1 a C5 sustituido o no sustituido.

[0055] La R puede seleccionarse del grupo que consiste en un grupo metilo, un grupo etilo, un grupo n-propilo, un grupo isopropilo, un grupo n-butilo, un grupo isobutilo, un grupo terc-butilo, un grupo sec-butilo, un grupo 1-metilbutilo, un grupo 1-etilbutilo, un grupo n-pentilo, un grupo isopentilo, un grupo neopentilo, un grupo terc-pentilo, un grupo n-hexilo, un grupo 1-metilpentilo, un grupo 2-metilpentilo, un grupo 4-metil-2-pentilo, un grupo 3,3-dimetilbutilo y un grupo 2-etilbutilo.

[0056] La R puede seleccionarse del grupo que consiste en un grupo metilo, un grupo etilo, un grupo n-propilo, un grupo isopropilo, un grupo n-butilo, un grupo isobutilo, un grupo terc-butilo, un grupo sec-butilo, un grupo 1-metilbutilo, un grupo 1-etilbutilo, un grupo n-pentilo, un grupo isopentilo, un grupo neopentilo y un grupo terc-pentilo.

[0057] La R puede seleccionarse del grupo que consiste en un grupo metilo, un grupo etilo, un grupo n-propilo, un grupo isopropilo, un grupo n-butilo, un grupo isobutilo, un grupo terc-butilo y un grupo secbutilo.

[0058] La R puede seleccionarse del grupo que consiste en un grupo metilo, un grupo etilo, un grupo n-propilo y un grupo isopropilo.

[0059] La R puede ser un grupo metilo o un grupo etilo.

[0060] El compuesto representado mediante la Fórmula 1 puede seleccionarse del grupo que consiste en trifluoroacetato de metilo, trifluoroacetato de etilo, trifluoroacetato de propilo, trifluoroacetato de butilo, trifluoroacetato de pentilo, trifluoroacetato de hexilo y trifluoroacetato de isopropilo, preferentemente puede ser trifluoroacetato de metilo o trifluoroacetato de etilo, y más preferentemente puede ser trifluoroacetato de metilo.

[0061] La solución electrolítica para la batería secundaria de litio contiene el compuesto representado mediante la Fórmula 1 en una cantidad de 0,01 % en peso o mayor, preferentemente, 0,02 % en peso o mayor, 0,03 % en peso o mayor, 0,04 % en peso o mayor, 0,05 % en peso o mayor, 0,06 % en peso o mayor, 0,07 % en peso o mayor, 0,08 % en peso o mayor, 0,09 % en peso o mayor, o 0,1 % en peso o mayor en relación con el peso total de la solución electrolítica, y contiene el compuesto representado mediante la Fórmula 1 en una cantidad de 0,8 % en peso o menor, preferentemente, 0,7 % en peso o menor, 0,6 % en peso o menor, 0,5 % en peso o menor, 0,4 % en peso o menor, 0,3 % en peso o menor, o 0,2 % en peso o menor. Si la solución electrolítica para la batería secundaria de litio contiene menos de 0,01 % en peso del compuesto representado mediante la Fórmula 1 respecto al peso total de la solución electrolítica, la cantidad añadida es muy reducida, y por lo tanto, no puede manifestarse la función que se pretende mediante la adición del aditivo trifluoroacetato de alquilo para provocar la deposición (electrodeposición) y el desprendimiento (stripping) de litio de forma uniforme, y el efecto de incremento de la vida útil de la batería puede ser insignificante. Por otro lado, si la solución electrolítica para baterías secundarias de litio contiene el compuesto representado mediante la Fórmula 1 en una cantidad que excede el 0,9 % en peso, respecto al peso total de solución electrolítica, puede producirse el problema de que la viscosidad de la solución electrolítica aumente y se deteriore el rendimiento de la batería a través de una reacción química con el polisulfuro.

[0062] El compuesto representado mediante la Fórmula 1 es el trifluoroacetato de metilo, y la solución electrolítica para la batería secundaria de litio puede contener el compuesto representado mediante la Fórmula 1 en una cantidad comprendida entre 0,01 % y 0,9 % en peso respecto al peso total de la solución electrolítica.

[0063] El compuesto de la Fórmula 1 puede ser el trifluoroacetato de metilo, y muestra un espectro de RMN-<1>H (300 MHz, CDCl<3>, sustancia patrón: TMS) que presenta un singulete (un pico) en el intervalo de entre 3,95 ppm y 4,00 ppm. El compuesto de la Fórmula 1 puede ser el trifluoroacetato de etilo, y muestra un espectro de RMN-<1>H (300 MHz, CDCl<3>, sustancia patrón: TMS) que presenta un triplete (tres picos) en el intervalo de entre 1,31 ppm y 1,50 ppm y un cuarteto (cuatro picos) en el intervalo de entre 4,25 ppm y 4,55 ppm.

[0064] Es decir, el compuesto representado mediante la Fórmula 1 en la presente invención puede mostrar el pico único anteriormente indicado en el espectro de RMN-<1>H, y a través de ello, se puede confirmar que el compuesto representado mediante la Fórmula 1 está presente como un aditivo en la solución electrolítica para la batería secundaria de litio. Por otro lado, en la solución electrolítica para la batería secundaria de litio, en el caso de que no contenga el compuesto representado mediante la Fórmula 1, no pueden aparecer los picos de RMN-<1>H indicados anteriormente.

[0065] El disolvente orgánico puede seleccionarse del grupo que consiste en compuestos éter lineales, compuestos éter cíclicos y combinaciones de los mismos.

[0066] El compuesto éter lineal puede seleccionarse del grupo que consiste en éter dimetílico, éter dietílico, éter dipropílico, éter dibutílico, éter diisobutílico, éter etilmetílico, éter etilpropílico, éter etil-terc-bútilico, dimetoximetano, trimetoximetano, dimetoxietano, dietoxietano, dimetoxipropano, éter dimetílico de dietilenglicol, éter dietílico de dietilenglicol, éter dimetílico de trietilenglicol, éter dimetílico de tetraetilenglicol, éter divinílico de etilenglicol, éter divinílico de dietilenglicol, éter divinílico de trietilenglicol, éter dimetílico de dipropilenglicol, éter de butilenglicol, éter etilmetílico de dietilenglicol, éter isopropilmetílico de dietilenglicol, éter butilmetílico de dietilenglicol, éter terc-butiletílico de dietilenglicol, éter etilmetílico de etilenglicol y combinaciones de los mismos.

[0067] El compuesto éter cíclico puede seleccionarse del grupo que consiste en 1,3-dioxolano, 4,5-dimetil-dioxolano, 4,5-dietil-dioxolano, 4-metil-1,3-dioxolano, 4-etil-1,3-dioxolano, tetrahidrofurano, 2-metiltetrahidrofurano, 2,5-dimetiltetrahidrofurano, 2,5-dimetoxitetrahidrofurano, 2-etoxitetrahidrofurano, 2-metil-1,3-dioxolano, 2-vinil-1,3-dioxolano, 2,2-dimetil-1,3-dioxolano, 2-metoxi-1,3-dioxolano, 2-etil-2-metil-1,3-dioxolano, tetrahidropirano, 1,4-dioxano, 1,2-dimetoxibenceno, 1,3-dimetoxibenceno, 1,4-dimetoxibenceno, éter dimetílico de isosorbida y combinaciones de los mismos.

[0068] La solución electrolítica para la batería secundaria de litio de la presente invención puede contener una sal de litio. La sal de litio es una sustancia que puede disolverse fácilmente en un disolvente orgánico, y puede seleccionarse del grupo que consiste en LiCl, LiBr, LiI, LiClO<4>, LiBF<4>, LiB<10>Cl<10>, LiB(Ph)<4>, LiC<4>BO<8>, LiPF<6>, LiCF<3>SO<3>, LiCF<3>CO<2>, LiAsF<6>, LiSbF<6>, LiAlCl<4>, LiSO<3>CH<3>, LiSO<3>CF<3>, LiSCN, LiC(CF<3>SO<2>)<3>, LiN(CF<3>SO<2>)<2>, LiN(C<2>F<5>SO<2>)<2>, LiN(SO<2>F)<2>, cloroborano de litio, carboxilato alifático inferior de litio, tetrafenilborato de litio e imida de litio, y preferentemente puede ser LiN(CF<3>SO<2>)<2>(LiTFSI).

[0069] La concentración de la sal de litio puede ser de entre 0,1 y 5,0 M, preferentemente de entre 0,2 y 3,0 M, más preferentemente de entre 0,5 y 2,5 M, dependiendo de diversos factores, tales como la composición exacta de la mezcla contenida en la solución electrolítica, la solubilidad de la sal, la conductividad de la sal disuelta, las condiciones de carga y descarga de la batería, la temperatura de funcionamiento y otros factores conocidos en el campo de las baterías de litio. Si la concentración de la sal de litio es inferior a 0,1 M, la conductividad de la solución electrolítica puede disminuir y, de esta manera, puede deteriorarse el rendimiento de la solución electrolítica. Si la concentración de la sal de litio excede 5,0 M, la viscosidad de la solución electrolítica puede aumentar y, de esta manera, reducirse la movilidad de los iones de litio (Li<+>).

[0070] La solución electrolítica para la batería secundaria de litio de la presente invención puede comprender, además, aditivos utilizados habitualmente en la técnica, además de los componentes indicados anteriormente. Por ejemplo, el aditivo puede seleccionarse del grupo que consiste en nitrato de litio (LiNO<3>), nitrato de potasio (KNO<3>), nitrato de cesio (CsNO<3>), nitrato de magnesio (Mg(NO<3>)<2>), nitrato de bario (Ba(NO<3>)<2>), nitrito de litio (LiNO<2>), nitrito de potasio (KNO<2>), nitrito de cesio (CsNO<2>) y combinaciones de los mismos.

[0071] El método para preparar la solución electrolítica para la batería secundaria de litio según la presente invención no está particularmente limitado en la presente invención, y puede prepararse mediante un método convencional conocido de la técnica.

[0072] Batería secundaria de litio

[0073] La batería secundaria de litio comprende un electrodo positivo, un electrodo negativo, un separador interpuesto entre el electrodo positivo y el electrodo negativo, y una solución electrolítica, en la que la solución electrolítica comprende la solución electrolítica para la batería secundaria de litio según la presente invención.

[0074] El electrodo positivo puede comprender un colector de corriente de electrodo positivo y una capa de material activo de electrodo positivo recubierta en una o ambas caras del colector de corriente del electrodo positivo.

[0075] El colector de corriente del electrodo positivo soporta el material activo del electrodo positivo y no está particularmente limitado siempre que presente una conductividad elevada sin provocar cambios químicos en la batería. Por ejemplo, cobre, acero inoxidable, aluminio, níquel, titanio, paladio, carbono sinterizado; cobre o acero inoxidable tratado en superficie con carbono, níquel, plata o similar; aleación de aluminio-cadmio o similar puede utilizarse como el colector de corriente del electrodo positivo.

[0076] El colector de corriente del electrodo positivo puede mejorar la fuerza de unión con el material activo del electrodo positivo al presentar irregularidades finas sobre su superficie, y puede conformarse en diversas formas, tales como película, hoja, lámina, malla, red, cuerpo poroso, espuma o tejido no tejido.

[0077] La capa de material activo del electrodo positivo puede incluir un material activo de electrodo positivo, un aglutinante y un material eléctricamente conductor.

[0078] Puede utilizarse un óxido de metal de transición que contiene litio como el material activo del electrodo positivo y, por ejemplo, puede utilizarse cualquiera seleccionado del grupo que consiste en LiCoO<2>, LiNiO<2>, LiMnO<2>, LiMn<2>O<4>, Li (Ni<a>Co<b>Mn<c>)O<2>(0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), LiNi<1-y>Co<y>O<2>, LiCo<1-y>Mn<y>O<2>, LiNi<1-y>Mn<y>O<2>(0≤y<1), Li (Ni<a>Co<b>Mn<c>)O<4>(0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2), LiMn<2-z>Ni<z>O<4>, LiMn<2-z>Co<z>O<4>(0<z<2), LiCoPO<4>y LiFePO<4>, o una mezcla de dos o más de los mismos. Además, también se pueden utilizar sulfuros, seleniuros y haluros, además de dichos óxidos.

[0079] El material activo del electrodo positivo comprende compuestos de azufre, y el compuesto de azufre puede ser por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en azufre elemental (S<8>), un compuesto orgánico de azufre (Li<2>S<n>(n≥1)) y un polímero de carbono-azufre ((C<2>S<x>)<n>: x=2,5~50, n≥2). Preferentemente, el material activo del electrodo positivo puede ser azufre inorgánico (S<8>).

[0080] Debido a que el material activo del electrodo positivo incluye un compuesto de azufre, la batería secundaria de litio de la presente invención puede ser una batería de litio-azufre.

[0081] El azufre contenido en el material activo del electrodo positivo se utiliza en combinación con un material conductor, tal como un material de carbono, debido a que por sí solo no posee conductividad eléctrica. En consecuencia, el azufre está comprendido en forma de un compuesto de azufre-carbono, y preferentemente, el material activo del electrodo positivo puede ser un compuesto de azufre-carbono.

[0082] El carbono contenido en el compuesto de azufre-carbono es un material de carbono poroso y proporciona una estructura capaz de inmovilizar el azufre de manera uniforme y estable, y que compensa la baja conductividad eléctrica del azufre para que la reacción electroquímica pueda desarrollarse de forma fluida.

[0083] El material de carbono poroso puede producirse generalmente mediante carbonización de precursores de diversos materiales de carbono. El material de carbono poroso puede comprender poros desiguales en su interior, el diámetro medio de los poros está comprendido en el intervalo de 1 a 200 nm, y la porosidad puede estar comprendida en el intervalo de 10 % a 90 % del volumen total del material de carbono poroso. Si el diámetro medio de los poros y la porosidad son menores que los intervalos indicados anteriormente, el tamaño de los poros se encuentra únicamente a nivel molecular, y la impregnación con azufre resulta imposible. Por el contrario, si el diámetro medio de los poros y la porosidad excede los intervalos anteriormente indicados, la resistencia mecánica del material de carbono poroso se debilita, lo que no resulta preferente para la aplicación en el proceso de fabricación del electrodo.

[0084] La forma del material de carbono poroso es de esfera, varilla, aguja, placa, tubo o bloque, y se puede utilizar sin limitación siempre que se utilice habitualmente en una batería de litio-azufre.

[0085] El material de carbono poroso puede presentar una estructura porosa o una superficie específica elevada, y puede ser cualquiera de los utilizados convencionalmente en la técnica. Por ejemplo, el material de carbono poroso puede ser, aunque sin limitación, por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en: grafito, grafeno, negros de carbono, tales como negro Denka, negro de acetileno, negro Ketjen, negro de canal, negro de horno, negro de lámpara y negro térmico, nanotubos de carbono (NTC), tales como nanotubos de carbono de pared simple (NTCPS) y nanotubos de carbono de paredes múltiples (NTCPM), fibras de carbono, tales como nanofibra de grafito (NFG), nanofibra de carbono (NFC) y fibra de carbono activado (FCA), grafitos, tales como grafito natural, grafito artificial y grafito expandido, y carbón activado.

[0086] El método para preparar el compuesto de azufre-carbono no está particularmente limitado en la presente invención, y puede utilizarse un método habitualmente utilizado en la técnica.

[0087] El electrodo positivo puede comprender, además, uno o más aditivos, además del material activo del electrodo positivo, seleccionados entre elementos de metales de transición, elementos del grupo IIIA, elementos del grupo IVA, compuestos de azufre de estos elementos y aleaciones de estos elementos con azufre.

[0088] El elemento de metal 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, Tl y similares, y el elemento del grupo IVA puede comprender Ge, Sn, Pb y similares.

[0089] El material eléctricamente conductor es un material que actúa como un camino, por el que se transfieren electrones desde el colector de corriente al material activo del electrodo positivo, mediante la conexión eléctrica del electrolito y el material activo del electrodo positivo. El material conductor de la electricidad se puede utilizar, aunque sin limitación, siempre que presente conductividad eléctrica.

[0090] Por ejemplo, como material eléctricamente conductor pueden utilizarse grafito, tal como grafito natural o grafito artificial; negros de carbón, tales como Super-P, negro Denka, negro de acetileno, negro Ketjen, negro de canal, negro de horno, negro de lámpara y negro térmico; derivados del carbono, tales como nanotubos de carbono y fullerenos; fibras eléctricamente conductoras, tales como fibras de carbono y fibras metálicas; fluoruro de carbono; polvos metálicos, tales como polvo de aluminio y níquel; o polímeros eléctricamente conductores, tales como polianilina, politiofeno, poliacetileno y polipirrol, solos o en combinación.

[0091] El aglutinante mantiene el material activo del electrodo positivo en el colector de corriente del electrodo positivo y conecta orgánicamente los materiales activos del electrodo positivo para incrementar la fuerza de unión entre ellos, y puede utilizarse cualquier aglutinante conocido de la técnica.

[0092] Por ejemplo, el aglutinante puede ser cualquiera seleccionado de los siguientes: aglutinantes a base de fluororresina que comprendan fluoruro de polivinilideno (PVdF) o politetrafluoroetileno (PTFE); aglutinantes a base de caucho que comprenden caucho estireno-butadieno (SBR), caucho acrilonitrilo-butadieno y caucho estireno-isopreno; aglutinantes a base de celulosa que comprendan carboximetilcelulosa (CMC), almidón, hidroxipropil-celulosa y celulosa regenerada; aglutinantes a base de poliol que comprenden alcohol polivinílico (PVA); aglutinante de ácido poliacrílico que comprende ácido poliacrílico (PAA); aglutinantes a base de poliolefina que comprenden polietileno y polipropileno; aglutinantes a base de poliimida; aglutinantes a base de poliéster y aglutinantes a base de silano, o mezclas o copolímeros de dos o más de los mismos.

[0093] El método de fabricación del electrodo positivo no se encuentra particularmente limitado en la presente invención, y puede utilizarse un método utilizado habitualmente en la técnica. A título de ejemplo, el electrodo positivo puede fabricarse mediante la preparación de una composición de suspensión para un electrodo positivo, aplicando después la composición de suspensión en por lo menos una superficie del colector de corriente del electrodo positivo.

[0094] La composición de la suspensión para un electrodo positivo comprende el material activo del electrodo positivo, un material eléctricamente conductor y un aglutinante tal como se ha indicado anteriormente, y puede comprender, además, un disolvente diferente de los indicados anteriormente.

[0095] Como el disolvente, se utiliza uno capaz de dispersar uniformemente un material activo del electrodo positivo, un material eléctricamente conductor y un aglutinante. Dicho disolvente es un disolvente acuoso, y el agua es el más preferente, y en este caso, el agua puede ser agua destilada o agua desionizada. Sin embargo, no se encuentra necesariamente limitado al mismo, y en caso necesario, se puede utilizar un alcohol inferior que pueda mezclarse fácilmente con agua. Entre los ejemplos del alcohol inferiores se incluyen metanol, etanol, propanol, isopropanol y butanol, y preferentemente pueden utilizarse en combinación con agua.

[0096] La cantidad de carga de azufre en el electrodo positivo puede ser de entre 1 y 10 mAh/cm<2>, y preferentemente de entre 1 y 6 mAh/cm<2>.

[0097] El electrodo negativo puede comprender un colector de corriente del electrodo negativo y una capa de material activo del electrodo negativo recubierta en una o ambas superficies del colector de corriente del electrodo negativo. Alternativamente, el electrodo negativo puede ser una placa de metal de litio.

[0098] El colector de corriente del electrodo negativo está destinado a soportar la capa de material activo del electrodo negativo, y no se encuentra particularmente limitado siempre que presente una conductividad elevada sin provocar cambios químicos en la batería, y puede seleccionarse del grupo que consiste en cobre, aluminio, acero inoxidable, zinc, titanio, plata, paladio, níquel, hierro, cromo, y aleaciones y combinaciones de los mismos. El acero inoxidable puede tratarse superficialmente con carbono, níquel, titanio o plata, y la aleación puede ser una aleación de aluminiocadmio. Además de los anteriores, puede utilizarse carbono sinterizado, una superficie de polímero no conductora tratada en superficie con un material eléctricamente conductor, o un polímero eléctricamente conductor. Generalmente, se utiliza una delgada placa de cobre como colector de corriente del electrodo negativo.

[0099] Además, la forma del colector de corriente del electrodo negativo puede ser de diversas formas, tales como una película que presente o no presente irregularidades finas en la superficie, hoja, lámina, malla, cuerpo poroso, espuma, tejido no tejido y similares.

[0100] La capa de material activo del electrodo negativo puede comprender un material eléctricamente conductor, un aglutinante, etc., además del material activo del electrodo negativo. Actualmente, el material eléctricamente conductor y el aglutinante son los indicados anteriormente.

[0101] El material activo del electrodo negativo puede comprender un material capaz de intercalar o desintercalar reversiblemente el ion de litio (Li<+>), un material capaz de reaccionar con el ion de litio formando reversiblemente compuestos que contienen litio, metal de litio o aleación de litio.

[0102] El material capaz de intercalar o desintercalar reversiblemente iones de litio (Li<+>) puede ser, por ejemplo, carbono cristalino, carbono amorfo, o una mezcla de los mismos. El material capaz de reaccionar con el ion de litio (Li<+>) para formar reversiblemente 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).

[0103] Preferentemente, el material activo del electrodo negativo puede ser metal de litio y, específicamente, puede presentar la forma de una película delgada de metal de litio o unos polvos de metal de litio.

[0104] El método de formación del material activo del electrodo negativo no se encuentra particularmente limitado, y se puede utilizar un método de formación de una capa o película utilizado habitualmente en la técnica. Por ejemplo, se pueden utilizar métodos tales como la compresión, el recubrimiento y la deposición. Además, también se encuentra comprendido en el electrodo negativo de la presente invención un caso en el que se ha formado una película delgada de litio metálico sobre una placa de metal mediante la carga inicial después de ensamblar una batería sin una película delgada de litio sobre el colector de corriente.

[0105] La solución electrolítica es para provocar una reacción de oxidación o reducción electroquímica en el electrodo positivo y el electrodo negativo a través de ella, y es tal como se ha descrito anteriormente.

[0106] La inyección del electrolito puede llevarse a cabo en una etapa adecuada del proceso de fabricación de una batería secundaria de litio, dependiendo del proceso de fabricación y de las propiedades físicas requeridas del producto final. Es decir, se puede aplicar antes de ensamblar la batería secundaria de litio o en la etapa final del ensamblaje. Se puede interponer un separador convencional entre el electrodo positivo y el electrodo negativo. El separador es un separador físico que presenta la función de separar físicamente los electrodos, y se puede utilizar sin limitación particular siempre que se utilice como un separador convencional, y en particular, resulta preferente un separador con baja resistencia a la migración de iones en la solución electrolítica y excelente capacidad de impregnación de la solución electrolítica.

[0107] Además, el separador puede fabricarse en un material poroso, no conductor o aislante que permita el transporte de iones de litio entre el electrodo positivo y el electrodo negativo, a la vez que separa o aísla mutuamente el electrodo positivo y el electrodo negativo. El separador puede utilizarse sin ninguna limitación particular, siempre que se utilice normalmente como separador en una batería secundaria de litio. El separador puede ser un elemento independiente, tal como una película o una capa de recubrimiento añadida al electrodo positivo y/o al electrodo negativo.

[0108] El separador puede estar constituido de un sustrato poroso. Puede utilizarse cualquiera de los sustratos porosos siempre que sea un sustrato poroso utilizado habitualmente en una batería secundaria de litio. Se puede utilizar una película de polímero poroso por sí sola o en la forma de un laminado. Por ejemplo, se puede utilizar un tejido no tejido constituido de fibras de vidrio de punto de fusión elevado, o fibras de tereftalato de polietileno, etc. o una membrana porosa a base de poliolefina, aunque no se encuentra limitada a ellos.

[0109] El material del sustrato poroso no se encuentra particularmente limitado en la presente invención, y puede utilizarse cualquier material siempre que sea un sustrato poroso utilizado habitualmente en un dispositivo electroquímico. Por ejemplo, el sustrato poroso puede comprender por lo menos un material seleccionado del grupo que consiste en poliolefina, tal como polietileno y polipropileno; poliéster, tal como tereftalato de polietileno y tereftalato de polibutileno, poliamida, poliacetal, policarbonato, poliimida, poliéter-étercetona, poliéter-sulfona, óxido de polifenileno, sulfuro de polifenileno, naftalato de polietileno, politetrafluoroetileno, fluoruro de polivinilideno, cloruro de polivinilo, poliacrilonitrilo, celulosa, nailon, poli(p-fenilén-benzobisoxazol) y poliarilato.

[0110] El grosor del sustrato poroso no se encuentra particularmente limitado, aunque puede ser de entre 1 y 100 µm, y preferentemente de entre 5 y 50 µm. Aunque el intervalo de grosor del sustrato poroso no está particularmente limitado al intervalo mencionado anteriormente, si el grosor es excesivamente más delgado que el límite inferior indicado anteriormente, las propiedades mecánicas se deterioran y, de esta manera, el separador puede resultar fácilmente dañado durante la utilización de la batería.

[0111] El diámetro medio y la porosidad de los poros presentes en el sustrato poroso tampoco se encuentran particularmente limitados, y pueden ser de entre 0,1 µm y 50 µm y entre 10 % y 95 %, respectivamente.

[0112] En el caso de la batería secundaria de litio según la presente invención, es posible llevar a cabo procesos de laminado o apilado y plegado del separador y del electrodo, además del proceso de bobinado, que es un proceso general. La forma de la batería secundaria de litio no se encuentra particularmente limitada, y puede adoptar diversas formas, tales como un tipo cilíndrico, un tipo apilado y un tipo botón.

[0113] A continuación en el presente documento se describirán ejemplos preferentes de la presente invención con el fin de facilitar la comprensión de la misma. Sin embargo, los siguientes ejemplos se proporcionan en aras de una mejor comprensión de la presente invención, y la presente invención no se encuentra limitada a los mismos.

[0114] Ejemplo: Fabricación de baterías de litio-azufre

[0115] Preparación de la solución electrolítica para baterías de litio-azufre: Ejemplos de preparación 1 a 7

[0116] [Ejemplo de preparación 1]

[0117] Se mezclaron 1,3-dioxolano y 1,2-dimetoxietano como un disolvente orgánico en una relación de volumen (v/v) de 1:1, y se añadió trifluoroacetato de metilo al 0,005 % en peso como aditivo, seguido de la disolución de bis(trifluorometanosulfonil)imida de litio (LiTFSI) 1 M y LiNO<3>al 1 % en peso para preparar una solución electrolítica para una batería de litio-azufre.

[0118] Ejemplos de preparación 2 a 7

[0119] Las soluciones electrolíticas para la batería de litio-azufre se prepararon de la misma manera que en el Ejemplo de preparación 1, excepto en que la relación de peso de adición de trifluoroacetato de metilo como aditivo se modificó tal como se muestra en la Tabla 1, a continuación.

[0120] Tabla 1:

[0122]

[0124] Fabricación de batería de litio-azufre: Ejemplos 1 a 6 y Ejemplo comparativo 1

[0125] [Ejemplo de referencia 1]

[0126] Se utilizó agua como disolvente, y se mezcló un compuesto de azufre y carbono como material activo del electrodo positivo, un material eléctricamente conductor y un aglutinante en una relación de 87,5:5:7,5 para preparar una suspensión del material activo del electrodo positivo. En este momento, se preparó el compuesto de azufre-carbono mediante la mezcla de azufre y nanotubos de carbono (NTC) en una relación de peso de 75:25. Además, se utilizó negro Denka como material eléctricamente conductor, y se utilizó caucho estireno-butadieno/carboximetil-celulosa (SBR:CMC=70:30, de relación de peso) como aglutinante para preparar una composición de la suspensión del material activo del electrodo positivo.

[0127] La suspensión del material activo del electrodo positivo se aplicó en una superficie de un colector de corriente de aluminio, se secó a 100 °C y después se enrolló para preparar un electrodo positivo que presentaba una porosidad de 68 % y una densidad de carga de 5,6 mAh/cm<2>.

[0128] Se utilizó metal de litio que presentaba un grosor de 45 µm como el electrodo negativo.

[0129] El electrodo positivo preparado y el electrodo negativo se colocaron frente a frente, y después se interpuso un separador de polietileno que presentaba un grosor de 16 µm y una porosidad de 45 % entre el electrodo positivo y el electrodo negativo para fabricar un conjunto de electrodos. A continuación, el conjunto de electrodos se introdujo en la carcasa, y seguidamente, se inyectó la solución electrolítica para la batería secundaria de litio del Ejemplo de preparación 1, anteriormente, en la carcasa para fabricar una batería de litio-azufre.

[0130] Ejemplos 2 a 4 y Ejemplos de referencia 5 y 6

[0131] Las baterías de litio-azufre se fabricaron de la misma manera que en el Ejemplo de referencia 1, excepto en que se utilizaron las soluciones electrolíticas de los Ejemplos de preparación 2 a 6 como solución electrolítica para una batería secundaria de litio.

[0132] [Ejemplo comparativo 1]

[0133] Se preparó una batería de litio-azufre de la misma manera que en el Ejemplo de referencia 1, excepto en que se utilizó la solución electrolítica del Ejemplo de preparación 7 como solución electrolítica para una batería secundaria de litio.

[0134] Tabla 2:

[0137]

[0139] Ejemplo experimental 1: Evaluación de las características de vida útil de la batería

[0140] Para las baterías de litio-azufre preparadas en los Ejemplos (de referencia) 1 a 6 y en el Ejemplo comparativo 1, anteriormente, se evaluaron las características de vida útil de las baterías a través de ciclos repetidos de carga y descarga. Los resultados de la evaluación se muestran en la Tabla 3, a continuación, y en la FIG.1.

[0141] Específicamente, para las baterías de litio-azufre, se descargaron a 1,8 V a 0,1 C y se cargaron a 2,5 V a 0,1 C en modo CC, repitiendo estas operaciones dos veces bajo la condición de temperatura operativa de la batería de 25 °C, y a continuación se repitió la carga y descarga una vez a 0,2 C, y se repitió la carga a 0,3 C/descarga a 0,5C hasta en 200 ciclos con el fin de evaluar las características de vida útil de las baterías.

[0142] En la evaluación de las características de vida de las baterías, se define como «retención» la relación (en %) de la capacidad de descarga en el ciclo correspondiente respecto a la capacidad de descarga en el ciclo inicial con carga de 0,3 C y descarga de 0,5 C, y el resultado se muestra en la FIG.1. Además, con el fin de evaluar la vida útil, se muestra en la Tabla 3, a continuación, el número de ciclos cuando la retención (%) era 80 %.

[0143] Tabla 3:

[0146]

[0148] Mediante los resultados en la Tabla 3, anteriormente, y en la FIG.1, se confirmó que, en el caso de las baterías de litio-azufre contuviesen trifluoroacetato de alquilo en una proporción de peso comprendida en un determinado intervalo como aditivo de la solución electrolítica, presentaban excelentes características de vida útil, ya que se mantuvo una tasa de retención elevada de la capacidad, incluso cuando se repetían los ciclos.

[0149] Específicamente, se encontró que, al igual que en los Ejemplos 2 a 4, en el caso de que se añadiese un trifluoroacetato de alquilo en una relación de entre 0,01 % y 0,8 % en peso respecto al peso total de la solución electrolítica como aditivo a la solución electrolítica, se producía un proceso eficiente de desprendimiento (stripping)/deposición (electrodeposición) sobre la superficie del electrodo negativo de litio, y de esta manera se alcanzaba una retención de 80 % tras por lo menos 110 ciclos.

[0150] Por otro lado, se confirmó que, al igual que en el Ejemplo comparativo 1, en el caso de una batería de litio-azufre que no contenía ningún aditivo de trifluoroacetato de alquilo en la solución electrolítica, ya se alcanzaba una retención de 80 % antes de 71 ciclos, por lo que la tasa de retención de la capacidad era relativamente baja. Además, se confirmó que, incluso al añadir trifluoroacetato de alquilo a la solución electrolítica, en el caso del Ejemplo de referencia 6, en el que la cantidad añadida supera el 0,9 % en peso, ya se había alcanzado una retención de 80 % antes de 51 ciclos, y por lo tanto, la tasa de retención de la capacidad de acuerdo con la carga y descarga se había reducido significativamente.

[0151] En particular, se confirmó que, en el caso del Ejemplo 2, que contenía trifluoroacetato de alquilo como aditivo en una cantidad de 0,01 % a 0,4 % en peso, se alcanzaba un 80 % de retención solo tras alcanzar 158 ciclos, y que por lo tanto, presenta características de vida útil especialmente excelentes.

[0152] Ejemplo experimental 2: Medición del espectro de RMN-1H

[0153] Con el fin de comprobar si el trifluoroacetato de alquilo, que es el compuesto representado mediante la Fórmula 1, estaba contenido en la solución electrolítica para las baterías de litio-azufre preparadas en los Ejemplos 1 a 6 y en el Ejemplo comparativo 1, se midió el espectro de RMN-<1>H (300 MHz, CDCl<3>, sustancia patrón: TMS).

[0155] Tabla 4:

[0158]

[0161] A través del pico de RMN-<1>H de la Tabla 4, anteriormente, se confirmó que las soluciones electrolíticas para la batería de litio-azufre de los Ejemplos (de referencia) 1 a 6 contenían trifluoroacetato de metilo como aditivo.

[0163] Por otro lado, se confirmó que dado que, debido a que el espectro de RMN-<1>H del Ejemplo comparativo 1 no mostraba el pico de la RMN-<1>H, la solución electrolítica para la batería de litio-azufre no contenía un aditivo trifluoroacetato de metilo.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Solución electrolítica para una batería secundaria de litio que comprende una sal de litio, un disolvente orgánico y un aditivo, en la que el aditivo comprende un compuesto representado mediante la Fórmula 1, a continuación:

en la que R es un grupo alquilo C1 a C60 sustituido o no sustituido,

en donde la solución electrolítica para la batería secundaria de litio comprende el compuesto representado mediante la Fórmula 1, anteriormente, en una cantidad comprendida entre 0,01 % y 0,8 % en peso respecto al peso total de la solución electrolítica.

2. Solución electrolítica para la batería secundaria de litio según la reivindicación 1, en la que R se selecciona del grupo que consiste en un grupo metilo, un grupo etilo, un grupo n-propilo, un grupo isopropilo, un grupo n-butilo, un grupo isobutilo, un grupo terc-butilo, un grupo sec-butilo, un grupo 1-metilbutilo, un grupo 1-etilbutilo, un grupo n-pentilo, un grupo isopentilo, un grupo neopentilo, un grupo terc-pentilo, un grupo n-hexilo, un grupo 1-metilpentilo, un grupo 2-metilpentilo, un grupo 4-metil-2-pentilo, un grupo 3,3-dimetilbutilo y un grupo 2-etilbutilo.

3. Solución electrolítica para la batería secundaria de litio según la reivindicación 1, en la que R se selecciona del grupo que consiste en un grupo metilo, un grupo etilo, un grupo n-propilo, un grupo isopropilo, un grupo n-butilo, un grupo isobutilo, un grupo terc-butilo, y un grupo sec-butilo.

4. Solución electrolítica para la batería secundaria de litio según la reivindicación 1, en la que la solución electrolítica para la batería secundaria de litio comprende el compuesto representado mediante la Fórmula 1, anteriormente, en una cantidad de entre 0,01 % y 0,4 % en peso respecto al peso total de la solución electrolítica.

5. Solución electrolítica para la batería secundaria de litio según la reivindicación 1, en la que el compuesto representado mediante la Fórmula 1 es trifluoroacetato de metilo, y la solución electrolítica para la batería secundaria de litio comprende el compuesto representado mediante la Fórmula 1 en una cantidad de entre 0,01 % y 0,8 % en peso respecto al peso total de la solución electrolítica.

6. Solución electrolítica para la batería secundaria de litio según la reivindicación 1, en la que el compuesto representado mediante la Fórmula 1 es trifluoroacetato de metilo, y aparece un singlete en el intervalo entre 3,95 ppm y 4,00 ppm en el espectro de RMN-<1>H (300 MHz, CDCl<3>, sustancia patrón: TMS) del compuesto representado mediante la Fórmula 1.

7. Solución electrolítica para la batería secundaria de litio según la reivindicación 1, en la que el compuesto representado mediante la Fórmula 1 es trifluoroacetato de etilo, y el triplete en el intervalo de entre 1,31 ppm y 1,50 ppm y el cuarteto en el intervalo de entre 4,25 ppm y 4,55 ppm aparecen en el espectro de RMN-<1>H (300 MHz, CDCl<3>, sustancia patrón: TMS) del compuesto representado mediante la Fórmula 1.

8. Solución electrolítica para la batería secundaria de litio según la reivindicación 1, en la que la solución electrolítica para la batería secundaria de litio es una solución electrolítica para una batería de litio-azufre.

9. Batería secundaria de litio, que comprende:

un electrodo positivo,

un electrodo negativo,

un separador interpuesto entre el electrodo positivo y el electrodo negativo, y

la solución electrolítica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

10. Batería secundaria de litio según la reivindicación 9, en la que la batería secundaria de litio es una batería de litio-azufre.