FR3098214A1 - MIXTURE OF LITHIUM AND POTASSIUM SALTS, AND ITS USE IN A BATTERY - Google Patents
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Abstract
MELANGE DE SELS DE LITHIUM ET DE POTASSIUM, ET SON UTILISATION DANS UNE BATTERIE La présente invention concerne un mélange comprenant : - de 99% à 99,9999% en poids d’au moins un sel de lithium A ; et - de 1 ppm à 10 000 ppm en poids d’au moins un sel de potassium B. La présente invention concerne également l’utilisation dudit mélange dans une batterie.MIXTURE OF LITHIUM AND POTASSIUM SALTS AND ITS USE IN A BATTERY The present invention relates to a mixture comprising: - from 99% to 99.9999% by weight of at least one lithium salt A; and - from 1 ppm to 10,000 ppm by weight of at least one potassium salt B. The present invention also relates to the use of said mixture in a battery.
Description
DOMAINE DE L’INVENTIONFIELD OF THE INVENTION
La présente demande concerne un mélange de sels de lithium et de potassium, ainsi que son utilisation dans une batterie.This application relates to a mixture of lithium and potassium salts, as well as its use in a battery.
ARRIERE-PLAN TECHNIQUETECHNICAL BACKGROUND
Typiquement, une batterie (telle que par exemple une batterie lithium-ion ou une batterie Li-Souffre) comprend au moins une électrode négative (anode), une électrode positive (cathode), un séparateur et un électrolyte. L’électrolyte est généralement constitué d’un sel de lithium dissous dans un solvant qui est généralement un mélange de carbonates organiques, afin d’avoir un bon compromis entre la viscosité et la constante diélectrique.Typically, a battery (such as for example a lithium-ion battery or a Li-Sulfur battery) comprises at least one negative electrode (anode), one positive electrode (cathode), a separator and an electrolyte. The electrolyte generally consists of a lithium salt dissolved in a solvent which is generally a mixture of organic carbonates, in order to have a good compromise between viscosity and dielectric constant.
Dans le domaine des batteries, les couches de passivation formées lors des premiers cycles de charge décharge sont primordiales pour la durée de vie de la batterie. Comme couches de passivation, on peut notamment citer la couche de passivation sur l’aluminium qui est le collecteur de courant utilisé à la cathode, ou encore la « Solid Electrolyte Interface » (SEI) qui est la couche à la fois inorganique et polymérique qui se forme à l’interface anode/électrolyte et cathode/électrolyte. Si les couches de passivation sont mal formées et/ou ne sont pas stables, leur reformation au cours des cycles de charge/décharge est responsable de la diminution de la durée de vie de la batterie : en effet, une partie du courant va servir à reformer ces couches de passivation plutôt que de participer à l’autonomie de la batterie. La formation de dendrites sur une anode en lithium métal engendre également une diminution de la durée de vie de la batterie.In the field of batteries, the passivation layers formed during the first charge-discharge cycles are essential for the life of the battery. As passivation layers, mention may in particular be made of the passivation layer on the aluminum which is the current collector used at the cathode, or even the “Solid Electrolyte Interface” (SEI) which is the layer that is both inorganic and polymeric which forms at the anode/electrolyte and cathode/electrolyte interface. If the passivation layers are poorly formed and/or are not stable, their reformation during the charge/discharge cycles is responsible for the reduction in the life of the battery: indeed, part of the current will be used to reform these layers of passivation rather than contributing to battery life. The formation of dendrites on a lithium metal anode also leads to a reduction in battery life.
Il existe donc un besoin de remédier aux inconvénients susmentionnés, et notamment d’améliorer la durée de vie des batteries, notamment des batteries de type Li-ion.There is therefore a need to remedy the aforementioned drawbacks, and in particular to improve the service life of batteries, in particular Li-ion type batteries.
DESCRIPTION DE L’INVENTIONDESCRIPTION OF THE INVENTION
MélangeBlend
La présente demande concerne un mélange comprenant (de préférence consistant essentiellement en, et préférentiellement consistant en):The present application relates to a mixture comprising (preferably consisting essentially of, and preferably consisting of):
- i) de 99% à 99,9999% en poids d’au moins un sel de lithium A choisi dans le groupe constitué de LiPF6; LiBF4; CH3COOLi ; CH3SO3Li ; CF3SO3Li ; CF3COOLi ; Li2B12F12; LiBC4O8; d’un sel de formule (I) suivante : R1-SO2-NLi-SO2-R2(I) dans laquelle R1et R2représentent, indépendamment l’un de l’autre, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19; d’un sel de formule (II) suivante :- i) from 99% to 99.9999% by weight of at least one lithium A salt chosen from the group consisting of LiPF6; LiBF4; CH3COOLi; CH3N/A3Li; CF3N/A3Li; CF3COOLi; Li2B12F12; LiBC4O8; of a salt of the following formula (I): R1-SO2-NLi-SO2-R2(I) in which R1and R2represent, independently of each other, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, VS2H2F3, VS2H3F2, VS2F5, VS3F7, VS3H2F5, VS3H4F3, VS4F9, VS4H2F7, VS4H4F5, VS5F11, VS6F13, VS7F15, VS8F17, or C9F19; of a salt of the following formula (II):
(II)(II)
dans laquelle Rf représente F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19; et de leurs mélanges ;in which Rf represents F, CF 3 , CHF 2 , CH 2 F, C 2 HF 4 , C 2 H 2 F 3 , C 2 H 3 F 2 , C 2 F 5 , C 3 F 7 , C 3 H 2 F 5 , C 3 H 4 F 3 , C 4 F 9 , C 4 H 2 F 7 , C 4 H 4 F 5 , C 5 F 11 , C 6 F 13 , C 7 F 15 , C 8 F 17 , or C 9F19 ; and mixtures thereof;
- ii) de 1 ppm à 10 000 ppm en poids d’au moins un sel de potassium B choisi dans le groupe constitué de KPF6; KBF4; CH3COOK; CH3SO3K ; CF3SO3K ; CF3COOK ; K2B12F12; KBC4O8 ;d’un sel de formule (III) suivante : R3-SO2-NK-SO2-R4(III) dans laquelle R3et R4représentent, indépendamment l’un de l’autre, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19; d’un sel de formule (IV) suivante :- ii) from 1 ppm to 10,000 ppm by weight of at least one potassium salt B chosen from the group consisting of KPF6; KBF4; CH3COOK; CH3N/A3K; CF3N/A3K; CF3COOK; K2B12F12; KBC4O8;of a salt of the following formula (III): R3-SO2-NK-SO2-R4(III) in which R3and R4represent, independently of each other, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, VS2H2F3, VS2H3F2, VS2F5, VS3F7, VS3H2F5, VS3H4F3, VS4F9, VS4H2F7, VS4H4F5, VS5F11, VS6F13, VS7F15, VS8F17, or C9F19; of a salt of the following formula (IV):
(IV)(IV)
dans laquelle Rp représente F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19; et de leurs mélanges.in which Rp represents F, CF 3 , CHF 2 , CH 2 F, C 2 HF 4 , C 2 H 2 F 3 , C 2 H 3 F 2 , C 2 F 5 , C 3 F 7 , C 3 H 2 F 5 , C 3 H 4 F 3 , C 4 F 9 , C 4 H 2 F 7 , C 4 H 4 F 5 , C 5 F 11 , C 6 F 13 , C 7 F 15 , C 8 F 17 , or C 9F19 ; and their mixtures.
Dans le cadre de l’invention, le terme de « ppm » ou « partie par million » s’entend de ppm en poids.In the context of the invention, the term "ppm" or "part per million" means ppm by weight.
Selon un mode de réalisation, le mélange comprend :According to one embodiment, the mixture comprises:
- i) de 99,1% à 99,9999% en poids, de préférence de 99,2% à 99,9999% en poids, préférentiellement de 99,3% à 99,9999% en poids, avantageusement de 99,4% en poids à 99,9999% en poids, encore plus préférentiellement de 99,5% à 99,9999% en poids, encore plus avantageusement de 99,6% en poids à 99,9999% en poids, de manière privilégiée de 99,7% à 99,9999% en poids, par exemple de 99,8% à 99,9999% en poids, et en particulier de 99,9% à 99,9999% en poids d’au moins un sel de lithium A susmentionné, et/ou- i) from 99.1% to 99.9999% by weight, preferably from 99.2% to 99.9999% by weight, preferably from 99.3% to 99.9999% by weight, advantageously from 99.4 % by weight to 99.9999% by weight, even more preferably from 99.5% to 99.9999% by weight, even more advantageously from 99.6% by weight to 99.9999% by weight, preferably from 99 7% to 99.9999% by weight, for example from 99.8% to 99.9999% by weight, and in particular from 99.9% to 99.9999% by weight of at least one lithium A salt aforementioned, and/or
- ii) de 1 ppm à 9 000 ppm, de préférence de 1 à 8 000 ppm, préférentiellement de 1 à 7 000 ppm, avantageusement de 1 à 6 000 ppm, encore plus préférentiellement de 1 à 5 000 ppm, encore plus avantageusement de 1 à 4 000 ppm, de manière privilégiée de 1 à 3 000 ppm, par exemple de 1 à 2 000 ppm, et en particulier de 1 à 1 000 ppm d’au moins un sel de potassium B susmentionné.- ii) from 1 ppm to 9000 ppm, preferably from 1 to 8000 ppm, preferentially from 1 to 7000 ppm, advantageously from 1 to 6000 ppm, even more preferentially from 1 to 5000 ppm, even more advantageously from 1 to 4000 ppm, preferably from 1 to 3000 ppm, for example from 1 to 2000 ppm, and in particular from 1 to 1000 ppm of at least one aforementioned potassium salt B.
Selon un mode de réalisation, le mélange comprend au moins un sel de lithium A tel que défini ci-dessus, en une teneur massique supérieure ou égale à 99% en poids par rapport au poids total du mélange, de préférence supérieure ou égale à 99,5%, préférentiellement supérieure ou égale à 99,9%, avantageusement supérieure ou égale à 99,95%, encore plus préférentiellement supérieure ou égale à 99,99%, encore plus avantageusement supérieure ou égale à 99,995%, de manière privilégiée supérieure ou égale à 99,999%, par exemple supérieure ou égale à 99,9995% en poids par rapport au poids total du mélange.According to one embodiment, the mixture comprises at least one lithium A salt as defined above, in a mass content greater than or equal to 99% by weight relative to the total weight of the mixture, preferably greater than or equal to 99 .5%, preferably greater than or equal to 99.9%, advantageously greater than or equal to 99.95%, even more preferably greater than or equal to 99.99%, even more advantageously greater than or equal to 99.995%, preferably greater or equal to 99.999%, for example greater than or equal to 99.9995% by weight relative to the total weight of the mixture.
Selon un mode de réalisation, le mélange comprend au moins un sel de potassium B tel que défini ci-dessus, en une teneur massique inférieure ou égale 10 000 ppm, de préférence inférieure ou égale à 5 000 ppm, préférentiellement inférieure ou égale à 1 000 ppm, avantageusement inférieure ou égale à 500 ppm, encore plus préférentiellement inférieure ou égale à 100 ppm, encore plus avantageusement inférieure ou égale à 50 ppm, de manière privilégiée inférieure ou égale à 10 ppm, par exemple inférieure ou égale à 5 ppm en poids par rapport au poids total du mélange.According to one embodiment, the mixture comprises at least one potassium salt B as defined above, in a mass content less than or equal to 10,000 ppm, preferably less than or equal to 5,000 ppm, preferably less than or equal to 1 000 ppm, advantageously less than or equal to 500 ppm, even more preferably less than or equal to 100 ppm, even more advantageously less than or equal to 50 ppm, preferably less than or equal to 10 ppm, for example less than or equal to 5 ppm in weight relative to the total weight of the mixture.
Selon un mode de réalisation, le mélange comprend :According to one embodiment, the mixture comprises:
- i) de 99% à 99,999% en poids, de préférence de 99,5% à 99,999% en poids, préférentiellement de 99,7% à 99,999% en poids, avantageusement de 99,85% en poids à 99,999% en poids, encore plus préférentiellement de 99,85% à 99,995% en poids, encore plus avantageusement de 99,9% en poids à 99,99% en poids d’au moins un sel de lithium A susmentionné, et/ou- i) from 99% to 99.999% by weight, preferably from 99.5% to 99.999% by weight, preferably from 99.7% to 99.999% by weight, advantageously from 99.85% by weight to 99.999% by weight , even more preferentially from 99.85% to 99.995% by weight, even more advantageously from 99.9% by weight to 99.99% by weight of at least one aforementioned lithium A salt, and/or
- ii) de 10 ppm à 10 000 ppm, de préférence de 10 à 5 000 ppm, préférentiellement de 10 à 3 000 ppm, avantageusement de 10 à 1 500 ppm, encore plus préférentiellement de 50 à 1 500 ppm, encore plus avantageusement de 100 à 1 000 ppm d’au moins un sel de potassium B susmentionné.- ii) from 10 ppm to 10,000 ppm, preferably from 10 to 5,000 ppm, preferably from 10 to 3,000 ppm, advantageously from 10 to 1,500 ppm, even more preferably from 50 to 1,500 ppm, even more advantageously from 100 to 1000 ppm of at least one aforementioned potassium salt B.
Selon un mode de réalisation, le mélange comprend au moins un sel de lithium A et au moins un sel de potassium B, lesdits sels ayant le même anion. Par exemple, le mélange peut comprendre le LiPF6et le KPF6(l’anion commun étant PF6 -), ou le mélange peut comprendre un sel de formule (I) dans laquelle R1= R2= F, et un sel de formule (III) dans laquelle R3= R4= F.According to one embodiment, the mixture comprises at least one lithium A salt and at least one potassium B salt, said salts having the same anion. For example, the mixture may comprise LiPF 6 and KPF 6 (the common anion being PF 6 - ), or the mixture may comprise a salt of formula (I) in which R 1 = R 2 = F, and a salt of formula (III) in which R 3 = R 4 = F.
Selon un mode de réalisation, le mélange comprend de préférence au moins sel de lithium A choisi dans le groupe constitué de LiPF6, LiBF4, CH3COOLi, CH3SO3Li, CF3SO3Li, CF3COOLi, Li2B12F12, LiBC4O8, et de leurs mélanges, le sel de lithium A étant de préférence LiPF6; et au moins un sel de potassium B choisi dans le groupe constitué de KPF6, KBF4, CH3COOK, CH3SO3K, CF3SO3K, CF3COOK, K2B12F12, KBC4O8,et de leurs mélanges, le sel de potassium B étant de préférence KPF6.According to one embodiment, the mixture preferably comprises at least lithium salt A chosen from the group consisting of LiPF 6 , LiBF 4 , CH 3 COOLi, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, CF 3 COOLi, Li 2 B 12 F 12 , LiBC 4 O 8 , and mixtures thereof, the lithium A salt preferably being LiPF 6 ; and at least one potassium salt B selected from the group consisting of KPF 6 , KBF 4 , CH 3 COOK, CH 3 SO 3 K, CF 3 SO 3 K, CF 3 COOK, K 2 B 12 F 12 , KBC 4 O 8, and mixtures thereof, the potassium salt B preferably being KPF 6 .
Selon un mode de réalisation, le mélange comprend de préférence au moins sel de lithium A choisi dans le groupe constitué de LiPF6, LiBF4, CH3COOLi, CH3SO3Li, CF3SO3Li, CF3COOLi, Li2B12F12, LiBC4O8, et de leurs mélanges, le sel de lithium A étant de préférence LiPF6; et au moins un sel de potassium B ayant la formule (III) R3-SO2-NK-SO2-R4dans laquelle R3et R4représentent, indépendamment l’un de l’autre, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19 ,avec R3et R4représentant de préférence, indépendamment l’un de l’autre, F ou CF3, et préférentiellement F.According to one embodiment, the mixture preferably comprises at least lithium salt A chosen from the group consisting of LiPF 6 , LiBF 4 , CH 3 COOLi, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, CF 3 COOLi, Li 2 B 12 F 12 , LiBC 4 O 8 , and mixtures thereof, the lithium A salt preferably being LiPF 6 ; and at least one potassium salt B having the formula (III) R 3 -SO 2 -NK-SO 2 -R 4 in which R 3 and R 4 represent, independently of each other, F, CF 3 , CHF 2 , CH 2 F, C 2 HF 4 , C 2 H 2 F 3 , C 2 H 3 F 2 , C 2 F 5 , C 3 F 7 , C 3 H 2 F 5 , C 3 H 4 F 3 , C 4 F 9 , C 4 H 2 F 7 , C 4 H 4 F 5 , C 5 F 11 , C 6 F 13 , C 7 F 15 , C 8 F 17 , or C 9 F 19 , with R 3 and R 4 preferably representing, independently of one another, F or CF 3 , and preferably F.
Selon un mode de réalisation, le mélange comprend de préférence au moins sel de lithium A choisi dans le groupe constitué de LiPF6, LiBF4, CH3COOLi, CH3SO3Li, CF3SO3Li, CF3COOLi, Li2B12F12, LiBC4O8, et de leurs mélanges, le sel de lithium A étant de préférence LiPF6; et au moins un sel de potassium B ayant la formule (IV) susmentionnée dans laquelle Rp représente F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19, Rp représentant de préférence CF3.According to one embodiment, the mixture preferably comprises at least lithium salt A chosen from the group consisting of LiPF 6 , LiBF 4 , CH 3 COOLi, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, CF 3 COOLi, Li 2 B 12 F 12 , LiBC 4 O 8 , and mixtures thereof, the lithium A salt preferably being LiPF 6 ; and at least one potassium salt B having the aforementioned formula (IV) in which Rp represents F, CF 3 , CHF 2 , CH 2 F, C 2 HF 4 , C 2 H 2 F 3 , C 2 H 3 F 2 , C 2 F 5 , C 3 F 7 , C 3 H 2 F 5 , C 3 H 4 F 3 , C 4 F 9 , C 4 H 2 F 7 , C 4 H 4 F 5 , C 5 F 11 , C 6 F 13 , C 7 F 15 , C 8 F 17 , or C 9 F 19 , Rp preferably representing CF 3 .
Selon un mode de réalisation, le mélange comprend de préférence au moins sel de lithium A ayant la formule (I) R1-SO2-NK-SO2-R2dans laquelle R1et R2représentent, indépendamment l’un de l’autre, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19 ,avec R1et R2représentant de préférence, indépendamment l’un de l’autre, F ou CF3, et préférentiellement F ; et au moins un sel de potassium B choisi dans le groupe constitué de KPF6, KBF4, CH3COOK, CH3SO3K, CF3SO3K, CF3COOK, K2B12F12, KBC4O8,et de leurs mélanges, le sel de potassium étant de préférence KPF6.According to one embodiment, the mixture preferably comprises at least lithium A salt having the formula (I) R 1 -SO 2 -NK-SO 2 -R 2 in which R 1 and R 2 independently represent one of the other, F, CF 3 , CHF 2 , CH 2 F, C 2 HF 4 , C 2 H 2 F 3 , C 2 H 3 F 2 , C 2 F 5 , C 3 F 7 , C 3 H 2 F 5 , C 3 H 4 F 3 , C 4 F 9 , C 4 H 2 F 7 , C 4 H 4 F 5 , C 5 F 11 , C 6 F 13 , C 7 F 15 , C 8 F 17 , or C 9 F 19 , with R 1 and R 2 preferably representing, independently of one another, F or CF 3 , and preferably F; and at least one potassium salt B selected from the group consisting of KPF 6 , KBF 4 , CH 3 COOK, CH 3 SO 3 K, CF 3 SO 3 K, CF 3 COOK, K 2 B 12 F 12 , KBC 4 O 8, and mixtures thereof, the potassium salt preferably being KPF 6 .
Selon un mode de réalisation, le mélange comprend de préférence au moins sel de lithium A ayant la formule (I) R1-SO2-NK-SO2-R2dans laquelle R1et R2représentent, indépendamment l’un de l’autre, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19 ,avec R1et R2représentant de préférence, indépendamment l’un de l’autre, F ou CF3, et préférentiellement F ; et au moins un sel de potassium B ayant la formule (III) R3-SO2-NK-SO2-R4dans laquelle R3et R4représentent, indépendamment l’un de l’autre, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19,avec R3et R4représentant de préférence, indépendamment l’un de l’autre, F ou CF3, et préférentiellement F.According to one embodiment, the mixture preferably comprises at least lithium A salt having the formula (I) R 1 -SO 2 -NK-SO 2 -R 2 in which R 1 and R 2 independently represent one of the other, F, CF 3 , CHF 2 , CH 2 F, C 2 HF 4 , C 2 H 2 F 3 , C 2 H 3 F 2 , C 2 F 5 , C 3 F 7 , C 3 H 2 F 5 , C 3 H 4 F 3 , C 4 F 9 , C 4 H 2 F 7 , C 4 H 4 F 5 , C 5 F 11 , C 6 F 13 , C 7 F 15 , C 8 F 17 , or C 9 F 19 , with R 1 and R 2 preferably representing, independently of one another, F or CF 3 , and preferably F; and at least one potassium salt B having the formula (III) R 3 -SO 2 -NK-SO 2 -R 4 in which R 3 and R 4 represent, independently of each other, F, CF 3 , CHF 2 , CH 2 F, C 2 HF 4 , C 2 H 2 F 3 , C 2 H 3 F 2 , C 2 F 5 , C 3 F 7 , C 3 H 2 F 5 , C 3 H 4 F 3 , C 4 F 9 , C 4 H 2 F 7 , C 4 H 4 F 5 , C 5 F 11 , C 6 F 13 , C 7 F 15 , C 8 F 17 , or C 9 F 19, with R 3 and R 4 preferably representing, independently of one another, F or CF 3 , and preferably F.
Selon un mode de réalisation, le mélange comprend de préférence au moins sel de lithium A ayant la formule (I) R1-SO2-NK-SO2-R2dans laquelle R1et R2représentent, indépendamment l’un de l’autre, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19,avec R1et R2représentant de préférence, indépendamment l’un de l’autre, F ou CF3, et préférentiellement F ; et au moins un sel de potassium B ayant la formule (IV) susmentionnée dans laquelle Rp représente F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19, Rp représentant de préférence CF3.According to one embodiment, the mixture preferably comprises at least lithium A salt having the formula (I) R 1 -SO 2 -NK-SO 2 -R 2 in which R 1 and R 2 independently represent one of the other, F, CF 3 , CHF 2 , CH 2 F, C 2 HF 4 , C 2 H 2 F 3 , C 2 H 3 F 2 , C 2 F 5 , C 3 F 7 , C 3 H 2 F 5 , C 3 H 4 F 3 , C 4 F 9 , C 4 H 2 F 7 , C 4 H 4 F 5 , C 5 F 11 , C 6 F 13 , C 7 F 15 , C 8 F 17 , or C 9 F 19, with R 1 and R 2 preferably representing, independently of one another, F or CF 3 , and preferably F; and at least one potassium salt B having the aforementioned formula (IV) in which Rp represents F, CF 3 , CHF 2 , CH 2 F, C 2 HF 4 , C 2 H 2 F 3 , C 2 H 3 F 2 , C 2 F 5 , C 3 F 7 , C 3 H 2 F 5 , C 3 H 4 F 3 , C 4 F 9 , C 4 H 2 F 7 , C 4 H 4 F 5 , C 5 F 11 , C 6 F 13 , C 7 F 15 , C 8 F 17 , or C 9 F 19 , Rp preferably representing CF 3 .
Selon un mode de réalisation, le mélange comprend de préférence au moins sel de lithium A ayant la formule (II) susmentionnée dans laquelle Rf représente F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19, Rf représentant de préférence CF3; et au moins un sel de potassium B choisi dans le groupe constitué de KPF6, KBF4, CH3COOK, CH3SO3K, CF3SO3K, CF3COOK, K2B12F12, KBC4O8,et de leurs mélanges, le sel de potassium B étant de préférence KPF6.According to one embodiment, the mixture preferably comprises at least lithium A salt having the aforementioned formula (II) in which Rf represents F, CF 3 , CHF 2 , CH 2 F, C 2 HF 4 , C 2 H 2 F 3 , C 2 H 3 F 2 , C 2 F 5 , C 3 F 7 , C 3 H 2 F 5 , C 3 H 4 F 3 , C 4 F 9 , C 4 H 2 F 7 , C 4 H 4 F 5 , C 5 F 11 , C 6 F 13 , C 7 F 15 , C 8 F 17 , or C 9 F 19 , Rf preferably representing CF 3 ; and at least one potassium salt B selected from the group consisting of KPF 6 , KBF 4 , CH 3 COOK, CH 3 SO 3 K, CF 3 SO 3 K, CF 3 COOK, K 2 B 12 F 12 , KBC 4 O 8, and mixtures thereof, the potassium salt B preferably being KPF 6 .
Selon un mode de réalisation, le mélange comprend de préférence au moins sel de lithium A ayant la formule (II) susmentionnée dans laquelle Rf représente F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19, Rf représentant de préférence CF3; et au moins un sel de potassium B ayant la formule (III) R3-SO2-NK-SO2-R4dans laquelle R3et R4représentent, indépendamment l’un de l’autre, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19,avec R3et R4représentant de préférence, indépendamment l’un de l’autre, F ou CF3, et préférentiellement F.According to one embodiment, the mixture preferably comprises at least lithium A salt having the aforementioned formula (II) in which Rf represents F, CF 3 , CHF 2 , CH 2 F, C 2 HF 4 , C 2 H 2 F 3 , C 2 H 3 F 2 , C 2 F 5 , C 3 F 7 , C 3 H 2 F 5 , C 3 H 4 F 3 , C 4 F 9 , C 4 H 2 F 7 , C 4 H 4 F 5 , C 5 F 11 , C 6 F 13 , C 7 F 15 , C 8 F 17 , or C 9 F 19 , Rf preferably representing CF 3 ; and at least one potassium salt B having the formula (III) R 3 -SO 2 -NK-SO 2 -R 4 in which R 3 and R 4 represent, independently of each other, F, CF 3 , CHF 2 , CH 2 F, C 2 HF 4 , C 2 H 2 F 3 , C 2 H 3 F 2 , C 2 F 5 , C 3 F 7 , C 3 H 2 F 5 , C 3 H 4 F 3 , C 4 F 9 , C 4 H 2 F 7 , C 4 H 4 F 5 , C 5 F 11 , C 6 F 13 , C 7 F 15 , C 8 F 17 , or C 9 F 19, with R 3 and R 4 preferably representing, independently of one another, F or CF 3 , and preferably F.
Selon un mode de réalisation, le mélange comprend de préférence au moins sel de lithium A ayant la formule (II) susmentionnée dans laquelle Rf représente F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19, Rf représentant de préférence CF3; et au moins un sel de potassium B ayant la formule (IV) susmentionnée dans laquelle Rp représente F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19, Rp représentant de préférence CF3.According to one embodiment, the mixture preferably comprises at least lithium A salt having the aforementioned formula (II) in which Rf represents F, CF 3 , CHF 2 , CH 2 F, C 2 HF 4 , C 2 H 2 F 3 , C 2 H 3 F 2 , C 2 F 5 , C 3 F 7 , C 3 H 2 F 5 , C 3 H 4 F 3 , C 4 F 9 , C 4 H 2 F 7 , C 4 H 4 F 5 , C 5 F 11 , C 6 F 13 , C 7 F 15 , C 8 F 17 , or C 9 F 19 , Rf preferably representing CF 3 ; and at least one potassium salt B having the aforementioned formula (IV) in which Rp represents F, CF 3 , CHF 2 , CH 2 F, C 2 HF 4 , C 2 H 2 F 3 , C 2 H 3 F 2 , C 2 F 5 , C 3 F 7 , C 3 H 2 F 5 , C 3 H 4 F 3 , C 4 F 9 , C 4 H 2 F 7 , C 4 H 4 F 5 , C 5 F 11 , C 6 F 13 , C 7 F 15 , C 8 F 17 , or C 9 F 19 , Rp preferably representing CF 3 .
Le mélange selon l’invention peut être préparé par mélange des différents constituants soit simultanément, soit consécutivement.The mixture according to the invention can be prepared by mixing the various constituents either simultaneously or consecutively.
La présente demande concerne aussi l’utilisation d’un mélange tel que défini ci-dessus, dans une batterie, par exemple une batterie Li-ion, en particulier à une température supérieure ou égale à 25°C, de préférence comprise entre 25°C et 80°C, et/ou en particulier à une tension comprise entre 4 et 5, de préférence à 4,2, 4,35, 4,4, 4,5 ou 4,7 volts. Par exemple, l’utilisation se fait dans des appareils nomades, par exemple les téléphones portables, les appareils photos, les tablettes ou les ordinateurs portables, dans des véhicules électriques, ou dans le stockage d’énergie renouvelable.The present application also relates to the use of a mixture as defined above, in a battery, for example a Li-ion battery, in particular at a temperature greater than or equal to 25° C., preferably between 25° C. C and 80° C., and/or in particular at a voltage of between 4 and 5, preferably at 4.2, 4.35, 4.4, 4.5 or 4.7 volts. For example, the use is in mobile devices, for example mobile phones, cameras, tablets or laptops, in electric vehicles, or in the storage of renewable energy.
Composition d’électrolyteElectrolyte composition
La présente invention concerne également une composition d’électrolyte, notamment pour batterie telle que par exemple batterie Li-ion, comprenant le mélange de sels de lithium tel que défini ci-dessus, au moins un solvant, et éventuellement au moins un additif électrolytique.The present invention also relates to an electrolyte composition, in particular for a battery such as a Li-ion battery, comprising the mixture of lithium salts as defined above, at least one solvent, and optionally at least one electrolytic additive.
De préférence, la composition d’électrolyte ne comprend pas d’autre sel alcalin ou alcanino-terreux que ceux du mélange susmentionné.Preferably, the electrolyte composition does not comprise any alkaline or alkaline-earth salt other than those of the aforementioned mixture.
De préférence, la composition d’électrolyte ne comprend pas d’autre sel de lithium ni d’autre sel de potassium que ceux mentionnés précédemment pour le mélange.Preferably, the electrolyte composition does not include any other lithium salt or any other potassium salt than those mentioned above for the mixture.
De préférence, les sels de potassium et de lithium susmentionnés pour le mélange représentent 100% de la totalité des sels présents dans la composition.Preferably, the aforementioned potassium and lithium salts for the mixture represent 100% of the total salts present in the composition.
Dans le cadre de l’invention, on utilise de manière interchangeable « composition d’électrolyte », « électrolyte » et « composition électrolytique ».In the context of the invention, “electrolyte composition”, “electrolyte” and “electrolyte composition” are used interchangeably.
Selon un mode de réalisation préféré, la composition d’électrolyte comprend de 1% à 99% en masse du mélange susmentionné, de préférence de 5% à 99%, et avantageusement de 20% à 95%, par rapport à la masse totale de la composition.According to a preferred embodiment, the electrolyte composition comprises from 1% to 99% by mass of the aforementioned mixture, preferably from 5% to 99%, and advantageously from 20% to 95%, relative to the total mass of the composition.
Selon un mode de réalisation préféré, la composition d’électrolyte comprend de 1% à 99% en masse de solvant, de préférence de 5% à 99%, et avantageusement de 20% à 95%, par rapport à la masse totale de la composition.According to a preferred embodiment, the electrolyte composition comprises from 1% to 99% by mass of solvent, preferably from 5% to 99%, and advantageously from 20% to 95%, relative to the total mass of the composition.
Selon un mode de réalisation, la concentration molaire du mélange susmentionné dans la composition d’électrolyte est inférieure ou égale à 7 mol/L, avantageusement inférieure ou égale à 4 mol/L, de préférence inférieure ou égale à 2 mol/L, préférentiellement inférieure ou égale à 1,5 mol/L, et en particulier inférieure ou égale à 1,1 mol/L, par exemple inférieure ou égale à 1 mol/L.According to one embodiment, the molar concentration of the aforementioned mixture in the electrolyte composition is less than or equal to 7 mol/L, advantageously less than or equal to 4 mol/L, preferably less than or equal to 2 mol/L, preferentially less than or equal to 1.5 mol/L, and in particular less than or equal to 1.1 mol/L, for example less than or equal to 1 mol/L.
Selon un mode de réalisation, la composition d’électrolyte peut comprendre un solvant ou un mélange de solvants, tel que par exemple deux, trois ou quatre solvants différents.According to one embodiment, the electrolyte composition may comprise a solvent or a mixture of solvents, such as for example two, three or four different solvents.
Le solvant de la composition d’électrolyte peut être un solvant liquide, éventuellement gélifié par un polymère, ou un solvant polymère polaire éventuellement plastifié par un liquide.The solvent of the electrolyte composition can be a liquid solvent, optionally gelled by a polymer, or a polar polymer solvent optionally plasticized by a liquid.
Selon un mode de réalisation, le solvant est un solvant organique, de préférence aprotique. De préférence, le solvant est un solvant organique polaire.According to one embodiment, the solvent is an organic solvent, preferably aprotic. Preferably, the solvent is a polar organic solvent.
Selon un mode de réalisation, le solvant est choisi parmi le groupe constitué des éthers, des carbonates, des esters, des cétones, des hydrocarbures partiellement hydrogénés, des nitriles, des amides, des alcools, des sulfoxydes, du sulfolane, du nitrométhane, de la 1,3-diméthyl-2-imidazolidinone, de la 1,3-diméthyl-3,4,5,6-tétrahydro-2(1,H)-pyrimidinone, de la 3-méthyl-2-oxazolidinone, et de leurs mélanges.According to one embodiment, the solvent is chosen from the group consisting of ethers, carbonates, esters, ketones, partially hydrogenated hydrocarbons, nitriles, amides, alcohols, sulfoxides, sulfolane, nitromethane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2(1,H)-pyrimidinone, 3-methyl-2-oxazolidinone, and their mixtures.
Parmi les éthers, on peut citer les éthers linéaires ou cycliques, tels que par exemple le diméthoxyéthane (DME), les éthers méthyliques des oligoéthylène glycols de 2 à 5 unités oxyéthylènes, le dioxolane, le dioxane, le dibutyle éther, le tétrahydrofurane, et leurs mélanges.Among the ethers, mention may be made of linear or cyclic ethers, such as for example dimethoxyethane (DME), methyl ethers of oligoethylene glycols with 2 to 5 oxyethylene units, dioxolane, dioxane, dibutyl ether, tetrahydrofuran, and their mixtures.
Parmi les esters, on peut citer les esters d’acide phosphorique ou les esters de sulfite. On peut par exemple citer le formate de méthyle, l’acétate de méthyle, le propionate de méthyle, l’acétate d’éthyle, l’acétate de butyle, la gamma butyrolactone ou leurs mélanges.Among the esters, mention may be made of phosphoric acid esters or sulfite esters. Mention may be made, for example, of methyl formate, methyl acetate, methyl propionate, ethyl acetate, butyl acetate, gamma butyrolactone or mixtures thereof.
Parmi les cétones, on peut notamment citer la cyclohexanone.Among the ketones, mention may in particular be made of cyclohexanone.
Parmi les alcools, on peut par exemple citer l’alcool éthylique, l’alcool isopropylique.Among the alcohols, mention may be made, for example, of ethyl alcohol and isopropyl alcohol.
Parmi les nitriles, on peut citer par exemple l’acétonitrile, le pyruvonitrile, le propionitrile, le méthoxypropionitrile, le diméthylaminopropionitrile, le butyronitrile, l’isobutyronitrile, le valéronitrile, le pivalonitrile, l’isovaléronitrile, le glutaronitrile, le méthoxyglutaronitrile, le 2-méthylglutaronitrile, le 3-méthylglutaronitrile, l’adiponitrile, le malononitrile, et leurs mélanges.Among the nitriles, mention may be made, for example, of acetonitrile, pyruvonitrile, propionitrile, methoxypropionitrile, dimethylaminopropionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, valeronitrile, pivalonitrile, isovaleronitrile, glutaronitrile, methoxyglutaronitrile, 2 -methylglutaronitrile, 3-methylglutaronitrile, adiponitrile, malononitrile, and mixtures thereof.
Parmi les carbonates, on peut citer par exemple les carbonates cycliques tels que par exemple le carbonate d’éthylène (EC) (CAS : 96-49-1) , le carbonate de propylène (PC) (CAS : 108-32-7), le carbonate de butylène (BC) (CAS : 4437-85-8), le carbonate de diméthyle (DMC) (CAS : 616-38-6), le carbonate de diéthyle (DEC) (CAS : 105-58-8), le carbonate de méthyle éthyle (EMC) (CAS : 623-53-0), le carbonate de diphényle(CAS 102-09-0), le carbonate de méthyle phényle (CAS : 13509-27-8), le carbonate de dipropyle (DPC) (CAS : 623-96-1), le carbonate de méthyle et de propyle (MPC) (CAS : 1333-41-1), le carbonate d’éthyle et de propyle (EPC), le carbonate de vinylène (VC) (CAS : 872-36-6), le fluoroethylène carbonate (FEC) (CAS : 114435-02-8), le trifluoropropylène carbonate (CAS : 167951-80-6) ou leurs mélanges.Among the carbonates, mention may be made, for example, of cyclic carbonates such as for example ethylene carbonate (EC) (CAS: 96-49-1), propylene carbonate (PC) (CAS: 108-32-7) , butylene carbonate (BC) (CAS: 4437-85-8), dimethyl carbonate (DMC) (CAS: 616-38-6), diethyl carbonate (DEC) (CAS: 105-58-8 ), methyl ethyl carbonate (EMC) (CAS: 623-53-0), diphenyl carbonate (CAS 102-09-0), methyl phenyl carbonate (CAS: 13509-27-8), diphenyl dipropyl carbonate (DPC) (CAS: 623-96-1), methyl propyl carbonate (MPC) (CAS: 1333-41-1), ethyl propyl carbonate (EPC), vinylene (VC) (CAS: 872-36-6), fluoroethylene carbonate (FEC) (CAS: 114435-02-8), trifluoropropylene carbonate (CAS: 167951-80-6) or mixtures thereof.
Le solvant particulièrement préféré est choisi parmi les carbonates et leurs mélanges.The particularly preferred solvent is chosen from carbonates and mixtures thereof.
Selon un mode de réalisation, la composition d’électrolyte comprend l’un des mélanges suivants :According to one embodiment, the electrolyte composition comprises one of the following mixtures:
- carbonate d’éthylène (EC)/carbonate de propylène (PC)/carbonate de diméthyle (DMC) dans un rapport massique 1/1/1 ;- ethylene carbonate (EC)/propylene carbonate (PC)/dimethyl carbonate (DMC) in a mass ratio of 1/1/1;
- carbonate d’éthylène (EC)/carbonate de propylène (PC)/carbonate de diéthyle (DEC) dans un rapport massique 1/1/1 ;- ethylene carbonate (EC)/propylene carbonate (PC)/diethyl carbonate (DEC) in a mass ratio of 1/1/1;
- carbonate d’éthylène (EC)/carbonate de propylène (PC)/carbonate de méthyle éthyle (EMC) dans un rapport massique 1/1/1 ;- ethylene carbonate (EC)/propylene carbonate (PC)/methyl ethyl carbonate (EMC) in a mass ratio of 1/1/1;
- carbonate d’éthylène (EC)/carbonate de diméthyle (DMC) dans un rapport massique 1/1 ;- ethylene carbonate (EC)/dimethyl carbonate (DMC) in a 1/1 mass ratio;
- carbonate d’éthylène (EC)/carbonate de diéthyle (DEC) dans un rapport massique 1/1 ;- ethylene carbonate (EC)/diethyl carbonate (DEC) in a 1/1 mass ratio;
- carbonate d’éthylène (EC)/carbonate de méthyle éthyle (EMC) dans un rapport massique 1/1 ;- ethylene carbonate (EC)/methyl ethyl carbonate (EMC) in a mass ratio of 1/1;
- carbonate d’éthylène (EC)/carbonate de diméthyle (DMC) dans un rapport massique dans un rapport volumique 3/7 ;- ethylene carbonate (EC)/dimethyl carbonate (DMC) in a mass ratio in a volume ratio of 3/7;
- carbonate d’éthylène (EC)/carbonate de diéthyle (DEC) dans un rapport volumique 3/7 ;- ethylene carbonate (EC)/diethyl carbonate (DEC) in a volume ratio of 3/7;
- carbonate d’éthylène (EC)/carbonate de méthyle éthyle (EMC) dans un rapport volumique 3/7 ;- ethylene carbonate (EC)/methyl ethyl carbonate (EMC) in a volume ratio of 3/7;
- Dioxolane (DOL)/diméthoxyéthane (DME) dans un rapport volumique 2/1 ;- Dioxolane (DOL)/dimethoxyethane (DME) in a 2/1 volume ratio;
- Dioxolane (DOL)/diméthoxyéthane (DME) dans un rapport volumique 1/1.- Dioxolane (DOL)/dimethoxyethane (DME) in a 1/1 volume ratio.
Selon un mode de réalisation, la composition d’électrolyte comprend au moins un additif électrolytique.According to one embodiment, the electrolyte composition comprises at least one electrolytic additive.
De préférence, l’additif électrolytique est choisi parmi le groupe constitué du carbonate de fluoroéthylène (FEC), du carbonate de vinylène, du 4-vinyl-1,3-dioxolan-2-one, de la pyridazine, de la vinyl pyridazine, de la quinoline, de la vinyl quinoline, du butadiène, du sébaconitrile, du LiB(C2O4)2, du nitrate de lithium, des alkyldisulfure, du fluorotoluène, du 1,4-diméthoxytétrafluorotoluène, du t-butylphenol, du di-t-butylphenol, du tris(pentafluorophenyl)borane, des oximes, des époxydes aliphatiques, des biphényls halogénés, des acides métacryliques, du carbonate d’allyle éthyle, de l’acétate de vinyle, de l’adipate de divinyle, de l’acrylonitrile, du 2-vinylpyridine, de l’anhydride maléïque, du cinnamate de méthyle, des phosphonates, des composés silane contenant un vinyle, du 2-cyanofurane et de leurs mélanges, l’additif électrolytique étant de préférence le carbonate de fluoroéthylène (FEC).Preferably, the electrolytic additive is selected from the group consisting of fluoroethylene carbonate (FEC), vinylene carbonate, 4-vinyl-1,3-dioxolan-2-one, pyridazine, vinyl pyridazine, quinoline, vinyl quinoline, butadiene, sebaconitrile, LiB(C 2 O 4 ) 2 , lithium nitrate, alkyl disulfide, fluorotoluene, 1,4-dimethoxytetrafluorotoluene, t-butylphenol, di -t-butylphenol, tris(pentafluorophenyl)borane, oximes, aliphatic epoxides, halogenated biphenyls, methacrylic acids, allyl ethyl carbonate, vinyl acetate, divinyl adipate, acrylonitrile, 2-vinylpyridine, maleic anhydride, methyl cinnamate, phosphonates, vinyl-containing silane compounds, 2-cyanofuran and mixtures thereof, the electrolyte additive preferably being fluoroethylene carbonate ( FEC).
Par exemple, la teneur en additif électrolytique dans la composition d’électrolyte est comprise entre 0,01% et 10%, de préférence entre 0,1% et 4% en masse par rapport à la masse totale de la composition d’électrolyte. En particulier, la teneur en additif électrolytique dans la composition d’électrolyte est inférieure ou égale à 2% en masse par rapport à la masse totale de la composition.For example, the content of electrolytic additive in the electrolyte composition is between 0.01% and 10%, preferably between 0.1% and 4% by mass relative to the total mass of the electrolyte composition. In particular, the content of electrolytic additive in the electrolyte composition is less than or equal to 2% by mass relative to the total mass of the composition.
La teneur en additif électrolytique dans la composition d’électrolyte peut par exemple être comprise entre 0,01% et 10%, de préférence entre 0,1% et 4% en poids, par rapport au poids total du solvant de ladite composition.The content of electrolytic additive in the electrolyte composition may for example be between 0.01% and 10%, preferably between 0.1% and 4% by weight, relative to the total weight of the solvent of said composition.
La composition d’électrolyte, peut être préparée par tout moyen connu de l’homme du métier, par exemple par dissolution, de préférence sous agitation, des sels dans des proportions appropriées de solvant(s) et/ou d’additif(s).The electrolyte composition can be prepared by any means known to those skilled in the art, for example by dissolving, preferably with stirring, salts in appropriate proportions of solvent(s) and/or additive(s) .
La présente demande concerne aussi l’utilisation d’une composition d’électrolyte telle que définie ci-dessus dans une batterie, par exemple une batterie Li-ion, en particulier à une température supérieure ou égale à 25°C, de préférence comprise entre 25°C et 80°C, et/ou en particulier à une tension comprise entre 4 et 5, de préférence à 4,2, 4,35, 4,4, 4,5 ou 4,7 volts. Par exemple, l’utilisation se fait dans des appareils nomades, par exemple les téléphones portables, les appareils photos, les tablettes ou les ordinateurs portables, dans des véhicules électriques, ou dans le stockage d’énergie renouvelable.The present application also relates to the use of an electrolyte composition as defined above in a battery, for example a Li-ion battery, in particular at a temperature greater than or equal to 25° C., preferably between 25° C. and 80° C., and/or in particular at a voltage of between 4 and 5, preferably at 4.2, 4.35, 4.4, 4.5 or 4.7 volts. For example, the use is in mobile devices, for example mobile phones, cameras, tablets or laptops, in electric vehicles, or in the storage of renewable energy.
Cellule électrochimiqueElectrochemical cell
La présente demande concerne également une cellule électrochimique comportant une électrode négative, une électrode positive, et un mélange de sels de lithium tel que décrit ci-dessus.The present application also relates to an electrochemical cell comprising a negative electrode, a positive electrode, and a mixture of lithium salts as described above.
La présente demande concerne également une cellule électrochimique comportant une électrode négative, une électrode positive, et une composition d’électrolyte telle qu’ici définie ci-dessus, interposée entre l’électrode négative et l’électrode positive. La cellule électrochimique peut aussi comprendre un séparateur, dans lequel est imprégnée la composition d’électrolyte telle que définie ci-dessus.The present application also relates to an electrochemical cell comprising a negative electrode, a positive electrode, and an electrolyte composition as defined here above, interposed between the negative electrode and the positive electrode. The electrochemical cell can also comprise a separator, in which the electrolyte composition as defined above is impregnated.
La présente invention concerne également une batterie comprenant au moins une cellule électrochimique telle que décrite ci-dessus. Lorsque la batterie comprend plusieurs cellules électrochimiques selon l’invention, lesdites cellules peuvent être assemblées en série et/ou en parallèle.The present invention also relates to a battery comprising at least one electrochemical cell as described above. When the battery comprises several electrochemical cells according to the invention, said cells can be assembled in series and/or in parallel.
Dans le cadre de l’invention, par électrode négative, on entend l’électrode qui fait office d’anode, quand la batterie débite du courant (c’est-à-dire lorsqu’elle est en processus de décharge) et qui fait office de cathode lorsque la batterie est en processus de charge.In the context of the invention, by negative electrode is meant the electrode which acts as an anode, when the battery is delivering current (that is to say when it is in the process of discharging) and which acts as a cathode when the battery is being charged.
L’électrode négative comprend typiquement un matériau électrochimiquement actif, éventuellement un matériau conducteur électronique, et éventuellement un liant.The negative electrode typically comprises an electrochemically active material, optionally an electronically conductive material, and optionally a binder.
Dans le cadre de l’invention, on entend par « matériau électrochimiquement actif », un matériau capable d’insérer de manière réversible des ions.In the context of the invention, the term "electrochemically active material" means a material capable of reversibly inserting ions.
Dans le cadre de l’invention, on entend par « matériau conducteur électronique » un matériau capable conduire les électrons.In the context of the invention, the term "electronic conductive material" means a material capable of conducting electrons.
Selon un mode de réalisation, l’électrode négative de la cellule électrochimique comprend, comme matériau électrochimiquement actif, du graphite, du lithium, un alliage de lithium, un titanate de lithium de type Li4Ti5O12ou TiO2, du silicium ou un alliage de lithium et silicium, un oxyde d’étain, un composé intermétallique de lithium, ou un de leurs mélanges.According to one embodiment, the negative electrode of the electrochemical cell comprises, as electrochemically active material, graphite, lithium, a lithium alloy, a lithium titanate of Li 4 Ti 5 O 12 or TiO 2 type, silicon or an alloy of lithium and silicon, a tin oxide, an intermetallic compound of lithium, or a mixture thereof.
L’électrode négative peut comprendre du lithium, celui-ci peut alors être constitué d’un film de lithium métallique ou d’un alliage comprenant du lithium. Un exemple d’électrode négative peut comprendre un film de lithium vif préparé par laminage, entre des rouleaux, d’un feuillard de lithium.The negative electrode may comprise lithium, which may then consist of a film of metallic lithium or of an alloy comprising lithium. An example of a negative electrode may comprise a film of living lithium prepared by rolling, between rollers, a sheet of lithium.
Dans le cadre de l’invention, par électrode positive, on entend l’électrode qui fait office de cathode, quand la batterie débite du courant (c’est-à-dire lorsqu’elle est en processus de décharge) et qui fait office d’anode lorsque la batterie est en processus de charge.Within the framework of the invention, by positive electrode, one understands the electrode which acts as cathode, when the battery delivers current (that is to say when it is in the process of discharging) and which acts anode when the battery is charging.
L’électrode positive comprend typiquement un matériau électrochimiquement actif, éventuellement un matériau conducteur électronique, et éventuellement un liant.The positive electrode typically comprises an electrochemically active material, optionally an electronically conductive material, and optionally a binder.
Dans un autre mode de réalisation, l’électrode positive de la cellule électrochimique comprend un matériau électrochimiquement actif choisi parmi le dioxyde de manganèse (MnO2), l’oxyde de fer, l’oxyde de cuivre, l’oxyde de nickel, les oxydes composites lithium-manganèse (par exemple LixMn2O4ou LixMnO2), les oxydes compositions lithium-nickel (par exemple LixNiO2), les oxydes compositions lithium-cobalt (par exemple LixCoO2), les oxydes composites lithium-nickel-cobalt (par exemple LiNi1-yCoyO2), les oxydes composites lithium-nickel-cobalt-manganèse (par exemple LiNixMnyCozO2avec x+y+z = 1), les oxydes composites lithium-nickel-cobalt-manganèse enrichis en lithium (par exemple Li1+x(NixMnyCoz)1-xO2), les oxydes composites de lithium et de métal de transition, les oxydes composites de lithium-manganèse-nickel de structure spinelle (par exemple LixMn2-yNiyO4), les oxydes de lithium-phosphore de structure olivine (par exemple LixFePO4, LixFe1-yMnyPO4ou LixCoPO4), le sulfate de fer, les oxydes de vanadium, et leurs mélanges.In another embodiment, the positive electrode of the electrochemical cell comprises an electrochemically active material chosen from among manganese dioxide (MnO 2 ), iron oxide, copper oxide, nickel oxide, lithium-manganese composite oxides (for example Li x Mn 2 O 4 or Li x MnO 2 ), lithium-nickel composition oxides (for example Li x NiO 2 ), lithium-cobalt composition oxides (for example Li x CoO 2 ) , lithium-nickel-cobalt composite oxides (for example LiNi 1-y Co y O 2 ), lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxides (for example LiNi x Mn y Co z O 2 with x+y+z = 1), composite lithium-nickel-cobalt-manganese oxides enriched in lithium (for example Li 1+x (Ni x Mn y Co z ) 1-x O 2 ), composite oxides of lithium and transition metal, composite oxides of lithium-manganese-nickel with a spinel structure (for example Li x Mn 2-y Ni y O 4 ), lithium-phosphorus oxides with an olivine structure (for example Li x FePO 4 , Li x Fe 1-y Mn y PO 4 or Li x CoPO 4 ), iron sulphate, vanadium oxides, and mixtures thereof.
De préférence, l’électrode positive comprend un matériau électrochimiquement actif choisi parmi LiCoO2, LiFePO4(LFP), LiMnxCoyNizO2(NMC, avec x+y+z = 1), LiFePO4F, LiFeSO4F, LiNix1Coy1Alz1O2(NCA, avec x1+y1+z1= 1) et leurs mélanges.Preferably, the positive electrode comprises an electrochemically active material chosen from LiCoO 2 , LiFePO 4 (LFP), LiMn x Co y Ni z O 2 (NMC, with x+y+z = 1), LiFePO 4 F, LiFeSO 4 F, LiNi x1 Co y1 Al z1 O 2 (NCA, with x 1 +y 1 +z 1 = 1) and mixtures thereof.
Le matériau de l’électrode positive peut aussi comprendre, outre le matériau électrochimiquement actif, un matériau conducteur électronique comme une source de carbone, incluant, par exemple, du noir de carbone, du carbone Ketjen®, du carbone Shawinigan, du graphite, du graphène, des nanotubes de carbone, des fibres de carbone (tels les fibres de carbone formées en phase gazeuse (VGCF), du carbone non-poudreux obtenu par carbonisation d’un précurseur organique, ou une combinaison de deux ou plus de ceux-ci. D’autres additifs peuvent aussi être présents dans le matériau de l’électrode positive, comme des sels de lithium ou des particules inorganiques de type céramique ou verre, ou encore d’autres matériaux actifs compatibles (par exemple, du soufre).The positive electrode material may also comprise, in addition to the electrochemically active material, an electronically conductive material such as a carbon source, including, for example, carbon black, Ketjen ® carbon, Shawinigan carbon, graphite, graphene, carbon nanotubes, carbon fibers (such as gas phase formed carbon fibers (VGCF), non-powdery carbon obtained by carbonization of an organic precursor, or a combination of two or more thereof Other additives may also be present in the material of the positive electrode, such as lithium salts or inorganic particles of the ceramic or glass type, or even other compatible active materials (for example, sulfur).
Le matériau de l’électrode positive peut aussi comprendre un liant. Des exemples non-limitatifs de liants comprennent les liants polymères polyéthers linéaires, ramifiés et/ou réticulé (par exemple, des polymères basés sur le poly(oxyde d’éthylène) (PEO), ou le poly(oxyde de propylène) (PPO) ou d’un mélange des deux (ou un co-polymère EO/PO), et comprenant éventuellement des unités réticulables), des liants solubles dans l’eau (tels que SBR (caoutchouc styrène-butadiène), NBR (caoutchouc acrylonitrile-butadiène), HNBR (NBR hydrogéné), CHR (caoutchouc d’épichlorohydrine), ACM (caoutchouc d’acrylate)), ou des liants de type polymères fluorés (tels que PVDF (fluorure de polyvinylidène), PTFE (polytétrafluoroéthylène), et leurs combinaisons. Certains liants, comme ceux solubles dans l’eau, peuvent aussi comprendre un additif comme le CMC (carboxyméthylcellulose).The positive electrode material may also include a binder. Non-limiting examples of binders include linear, branched, and/or cross-linked polyether polymer binders (e.g., polymers based on poly(ethylene oxide) (PEO), or poly(propylene oxide) (PPO) or a mixture of the two (or an EO/PO copolymer), and optionally comprising crosslinkable units), water-soluble binders (such as SBR (styrene-butadiene rubber), NBR (acrylonitrile-butadiene rubber ), HNBR (hydrogenated NBR), CHR (epichlorohydrin rubber), ACM (acrylate rubber)), or fluoropolymer binders (such as PVDF (polyvinylidene fluoride), PTFE (polytetrafluoroethylene), and combinations thereof Some binders, such as water-soluble ones, may also include an additive such as CMC (carboxymethylcellulose).
Le mélange de sels selon l’invention permet avantageusement d’améliorer la durée de vie de la batterie.The mixture of salts according to the invention advantageously makes it possible to improve the service life of the battery.
La présente invention concerne également l’utilisation d’au moins un sel de potassium B tel que défini ci-dessus, dans un mélange comprenant au moins 99% en poids d’au moins un sel de lithium A tel que défini ci-dessus (de préférence de 99% à 99,9999% en poids d’au moins un sel de lithium A), pour améliorer la durée de vie d’une batterie, en particulier une batterie Li-ion.The present invention also relates to the use of at least one potassium salt B as defined above, in a mixture comprising at least 99% by weight of at least one lithium salt A as defined above ( preferably from 99% to 99.9999% by weight of at least one lithium salt A), to improve the lifetime of a battery, in particular a Li-ion battery.
Dans le cadre de l’invention, par « comprise entre x et y » ou « entre x et y », on entend un intervalle dans lequel les bornes x et y sont incluses. Par exemple, la gamme «comprise entre 1% et 98% » ou « allant de 1% à 98% » inclus notamment les valeurs 1 et 98%.In the context of the invention, by “between x and y” or “between x and y”, is meant an interval in which the limits x and y are included. For example, the range “between 1% and 98%” or “ranging from 1% to 98%” notably includes the values 1 and 98%.
Tous les modes de réalisation décrits ci-dessus peuvent être combinés les uns avec les autres.All the embodiments described above can be combined with each other.
Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois la limiter.The following examples illustrate the invention without however limiting it.
PARTIE EXPERIMENTALEEXPERIMENTAL PART
Des tests de voltamétrie cycliques ont été réalisés. Pour cela des piles boutons CR2032 ont été fabriqués munies d’une feuille d’aluminium de diamètre 20 mm comme électrode de travail, d’une pastille de lithium métal de diamètre 8 mm comme électrode de référence et d’un séparateur en fibre de verre de diamètre 18 mm imbibé avec 12 gouttes (0,6 mL) d’une solution de sel de lithium LiPF6à 1 mol/L additivée avec un sel de potassium KPF6dans un mélange de solvant composé de carbonate d’éthylène et de carbonate d’éthyle méthyle (CAS = 623-53-0) dans un rapport 3/7 en volume. Ensuite un balayage en tension est réalisé aux bornes de la pile bouton et le courant généré est mesuré et enregistré. Le balayage en tension est réalisé à 4 V et à 4,2 V. Le tableau suivant montre les courants d’oxydation à différents voltages après deux balayages aller-retour en tension pour différentes quantités de sel de potassium ajoutées. Les deux balayages préalables permettent la formation des couches de passivation telle que la SEI et la passivation de l’aluminium.Cyclic voltammetry tests were carried out. For this, CR2032 button cells were manufactured equipped with a 20 mm diameter aluminum foil as the working electrode, an 8 mm diameter lithium metal pellet as the reference electrode and a fiberglass separator. diameter 18 mm soaked with 12 drops (0.6 mL) of a 1 mol/L LiPF 6 lithium salt solution with additives with a KPF 6 potassium salt in a solvent mixture composed of ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate (CAS = 623-53-0) in a 3/7 volume ratio. Then a voltage scan is performed across the terminals of the button cell and the current generated is measured and recorded. The voltage sweep is performed at 4 V and at 4.2 V. The following table shows the oxidation currents at different voltages after two round-trip voltage sweeps for different amounts of potassium salt added. The two preliminary scans allow the formation of passivation layers such as SEI and aluminum passivation.
Le courant d’oxydation observé peut traduire de nombreux phénomènes : corrosion de l’aluminium, dégradation de l’électrolyte et la formation de dendrites de lithium. Tous ces phénomènes sont responsables de la dégradation de la durée de vie des batteries Li-ion. Plus ce courant est faible plus la durée de vie de la batterie est améliorée. A 4 V et à 4,2 V, les résultats montrent que l’ajout de KPF6au LiPF6permet avantageusement de diminuer ce courant d’oxydation par rapport au LiPF6seul, et donc d’améliorer la durée de vie des batteries Li-ion.The observed oxidation current can reflect many phenomena: aluminum corrosion, electrolyte degradation and the formation of lithium dendrites. All these phenomena are responsible for the degradation of the life of Li-ion batteries. The lower this current, the more battery life is improved. At 4 V and 4.2 V, the results show that the addition of KPF 6 to LiPF 6 advantageously reduces this oxidation current compared to LiPF 6 alone, and therefore improves battery life. Li-ion.
Claims (15)
- de 99% à 99,9999% en poids d’au moins un sel de lithium A choisi dans le groupe constitué de LiPF6; LiBF4; CH3COOLi ; CH3SO3Li ; CF3SO3Li ; CF3COOLi ; Li2B12F12; LiBC4O8; d’un sel de formule (I) suivante : R1-SO2-NLi-SO2-R2(I) dans laquelle R1et R2représentent, indépendamment l’un de l’autre, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19; d’un sel de formule (II) suivante :
(II)
dans laquelle Rf représente F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19; et de leurs mélanges ;
- de 1 ppm à 10 000 ppm en poids d’au moins un sel de potassium B choisi dans le groupe constitué de KPF6; KBF4; CH3COOK; CH3SO3K ; CF3SO3K ; CF3COOK ; K2B12F12; KBC4O8 ;d’un sel de formule (III) suivante : R3-SO2-NK-SO2-R4(III) dans laquelle R3et R4représentent, indépendamment l’un de l’autre, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19; d’un sel de formule (IV) suivante :
(IV)
dans laquelle Rp représente F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19; et de leurs mélanges.Mixture comprising:
- from 99% to 99.9999% by weight of at least one lithium A salt chosen from the group consisting of LiPF6; LiBF4; CH3COOLi; CH3N/A3Li; CF3N/A3Li; CF3COOLi; Li2B12F12; LiBC4O8; of a salt of the following formula (I): R1-SO2-NLi-SO2-R2(I) in which R1and R2represent, independently of each other, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, VS2H2F3, VS2H3F2, VS2F5, VS3F7, VS3H2F5, VS3H4F3, VS4F9, VS4H2F7, VS4H4F5, VS5F11, VS6F13, VS7F15, VS8F17, or C9F19; of a salt of the following formula (II):
(II)
in which Rf represents F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, VS2H2F3, VS2H3F2, VS2F5, VS3F7, VS3H2F5, VS3H4F3, VS4F9, VS4H2F7, VS4H4F5, VS5F11, VS6F13, VS7F15, VS8F17, or C9F19; and mixtures thereof;
- from 1 ppm to 10,000 ppm by weight of at least one potassium salt B chosen from the group consisting of KPF6; KBF4; CH3COOK; CH3N/A3K; CF3N/A3K; CF3COOK; K2B12F12; KBC4O8;of a salt of the following formula (III): R3-SO2-NK-SO2-R4(III) in which R3and R4represent, independently of each other, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, VS2H2F3, VS2H3F2, VS2F5, VS3F7, VS3H2F5, VS3H4F3, VS4F9, VS4H2F7, VS4H4F5, VS5F11, VS6F13, VS7F15, VS8F17, or C9F19; of a salt of the following formula (IV):
(IV)
where Rp represents F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, VS2H2F3, VS2H3F2, VS2F5, VS3F7, VS3H2F5, VS3H4F3, VS4F9, VS4H2F7, VS4H4F5, VS5F11, VS6F13, VS7F15, VS8F17, or C9F19; and their mixtures.
- de 99,1% à 99,9999% en poids, de préférence de 99,2% à 99,9999% en poids, préférentiellement de 99,3% à 99,9999% en poids, avantageusement de 99,4% en poids à 99,9999% en poids, encore plus préférentiellement de 99,5% à 99,9999% en poids, encore plus avantageusement de 99,6% en poids à 99,9999% en poids, de manière privilégiée de 99,7% à 99,9999% en poids, par exemple de 99,8% à 99,9999% en poids, et en particulier de 99,9% à 99,9999% en poids d’au moins un sel de lithium A, et/ou
- de 1 ppm à 9 000 ppm, de préférence de 1 à 8 000 ppm, préférentiellement de 1 à 7 000 ppm, avantageusement de 1 à 6 000 ppm, encore plus préférentiellement de 1 à 5 000 ppm, encore plus avantageusement de 1 à 4 000 ppm, de manière privilégiée de 1 à 3 000 ppm, par exemple de 1 à 2 000 ppm, et en particulier de 1 à 1 000 ppm d’au moins un sel de potassium B.Mixture according to claim 1, comprising:
- from 99.1% to 99.9999% by weight, preferably from 99.2% to 99.9999% by weight, preferably from 99.3% to 99.9999% by weight, advantageously from 99.4% by weight to 99.9999% by weight, even more preferably from 99.5% to 99.9999% by weight, even more advantageously from 99.6% by weight to 99.9999% by weight, preferably from 99.7 % to 99.9999% by weight, for example from 99.8% to 99.9999% by weight, and in particular from 99.9% to 99.9999% by weight of at least one lithium A salt, and /Or
- from 1 ppm to 9000 ppm, preferably from 1 to 8000 ppm, preferentially from 1 to 7000 ppm, advantageously from 1 to 6000 ppm, even more preferentially from 1 to 5000 ppm, even more advantageously from 1 to 4000 ppm, preferably from 1 to 3000 ppm, for example from 1 to 2000 ppm, and in particular from 1 to 1000 ppm of at least one potassium salt B.
- de 99% à 99,999% en poids, de préférence de 99,5% à 99,999% en poids, préférentiellement de 99,7% à 99,999% en poids, avantageusement de 99,85% en poids à 99,999% en poids, encore plus préférentiellement de 99,85% à 99,995% en poids, encore plus avantageusement de 99,9% en poids à 99,99% en poids d’au moins un sel de lithium A, et/ou
- de 10 ppm à 10 000 ppm, de préférence de 10 à 5 000 ppm, préférentiellement de 10 à 3 000 ppm, avantageusement de 10 à 1 500 ppm, encore plus préférentiellement de 50 à 1 500 ppm, encore plus avantageusement de 100 à 1 000 ppm d’au moins un sel de potassium B.Mixture according to any one of claims 1 or 2, comprising:
- from 99% to 99.999% by weight, preferably from 99.5% to 99.999% by weight, preferably from 99.7% to 99.999% by weight, advantageously from 99.85% by weight to 99.999% by weight, again more preferentially from 99.85% to 99.995% by weight, even more advantageously from 99.9% by weight to 99.99% by weight of at least one lithium A salt, and/or
- from 10 ppm to 10,000 ppm, preferably from 10 to 5,000 ppm, preferably from 10 to 3,000 ppm, advantageously from 10 to 1,500 ppm, even more preferably from 50 to 1,500 ppm, even more advantageously from 100 to 1000 ppm of at least one potassium salt B.
- le sel de lithium A est choisi dans le groupe constitué de LiPF6, LiBF4, CH3COOLi, CH3SO3Li, CF3SO3Li, CF3COOLi, Li2B12F12, LiBC4O8, et de leurs mélanges, le sel de lithium A étant de préférence LiPF6; et le sel de potassium B est choisi dans le groupe constitué de KPF6, KBF4, CH3COOK, CH3SO3K, CF3SO3K, CF3COOK, K2B12F12, KBC4O8,et de leurs mélanges, le sel de potassium B étant de préférence KPF6;
ou
- le sel de lithium A est choisi dans le groupe constitué de LiPF6, LiBF4, CH3COOLi, CH3SO3Li, CF3SO3Li, CF3COOLi, Li2B12F12, LiBC4O8, et de leurs mélanges, le sel de lithium A étant de préférence LiPF6; et le sel de potassium B a la formule (III) R3-SO2-NK-SO2-R4dans laquelle R3et R4représentent, indépendamment l’un de l’autre, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19 ,avec R3et R4représentant de préférence, indépendamment l’un de l’autre, F ou CF3, et préférentiellement F ;
ou
- le sel de lithium A est choisi dans le groupe constitué de LiPF6, LiBF4, CH3COOLi, CH3SO3Li, CF3SO3Li, CF3COOLi, Li2B12F12, LiBC4O8, et de leurs mélanges, le sel de lithium A étant de préférence LiPF6; et le sel de potassium B a la formule (IV) telle que définie dans la revendication 1, dans laquelle Rp représente F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19, Rp représentant de préférence CF3;
ou
- le sel de lithium A a la formule (I) R1-SO2-NK-SO2-R2dans laquelle R1et R2représentent, indépendamment l’un de l’autre, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19, avec R1et R2représentant de préférence, indépendamment l’un de l’autre, F ou CF3, et préférentiellement F ; et le sel de potassium B est choisi dans le groupe constitué de KPF6, KBF4, CH3COOK, CH3SO3K, CF3SO3K, CF3COOK, K2B12F12, KBC4O8,et de leurs mélanges, le sel de potassium étant de préférence KPF6;
ou
- le sel de lithium A a la formule (I) R1-SO2-NK-SO2-R2dans laquelle R1et R2représentent, indépendamment l’un de l’autre, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19 ,avec R1et R2représentant de préférence, indépendamment l’un de l’autre, F ou CF3, et préférentiellement F ; et le sel de potassium B a la formule (III) R3-SO2-NK-SO2-R4dans laquelle R3et R4représentent, indépendamment l’un de l’autre, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19,avec R3et R4représentant de préférence, indépendamment l’un de l’autre, F ou CF3, et préférentiellement F ;
ou
- le sel de lithium A a la formule (I) R1-SO2-NK-SO2-R2dans laquelle R1et R2représentent, indépendamment l’un de l’autre, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19,avec R1et R2représentant de préférence, indépendamment l’un de l’autre, F ou CF3, et préférentiellement F ; et le sel de potassium B a la formule (IV) telle que définie dans la revendication 1, dans laquelle Rp représente F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19, Rp représentant de préférence CF3;
ou
- le sel de lithium A a la formule (II) susmentionnée dans laquelle Rf représente F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19, Rf représentant de préférence CF3; et le sel de potassium B est choisi dans le groupe constitué de KPF6, KBF4, CH3COOK, CH3SO3K, CF3SO3K, CF3COOK, K2B12F12, KBC4O8,et de leurs mélanges, le sel de potassium B étant de préférence KPF6;
ou
- le sel de lithium A a la formule (II) telle que définie dans la revendication 1, dans laquelle Rf représente F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19, Rf représentant de préférence CF3; et le sel de potassium B a la formule (III) R3-SO2-NK-SO2-R4dans laquelle R3et R4représentent, indépendamment l’un de l’autre, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19,avec R3et R4représentant de préférence, indépendamment l’un de l’autre, F ou CF3, et préférentiellement F ;
ou
- le sel de lithium A a la formule (II) telle que définie dans la revendication 1, dans laquelle Rf représente F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19, Rf représentant de préférence CF3; et le sel de potassium B a la formule (IV) telle que définie dans la revendication 1, dans laquelle Rp représente F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, C2H2F3, C2H3F2, C2F5, C3F7, C3H2F5, C3H4F3, C4F9, C4H2F7, C4H4F5, C5F11, C6F13, C7F15, C8F17, ou C9F19, Rp représentant de préférence CF3.Mixture according to any one of Claims 1 to 4, in which:
- the lithium A salt is chosen from the group consisting of LiPF6, LiBF4, CH3COOLi, CH3N/A3Li, CF3N/A3Li, CF3COOLi, Li2B12F12, LiBC4O8, and mixtures thereof, the lithium A salt preferably being LiPF6; and the potassium salt B is selected from the group consisting of KPF6, KBF4, CH3COOK, CH3N/A3K, CF3N/A3K, CF3COOK, K2B12F12, KBC4O8,and mixtures thereof, the potassium salt B preferably being KPF6;
Or
- the lithium A salt is chosen from the group consisting of LiPF6, LiBF4, CH3COOLi, CH3N/A3Li, CF3N/A3Li, CF3COOLi, Li2B12F12, LiBC4O8, and mixtures thereof, the lithium A salt preferably being LiPF6; and the potassium salt B has the formula (III) R3-SO2-NK-SO2-R4in which R3and R4represent, independently of each other, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, VS2H2F3, VS2H3F2, VS2F5, VS3F7, VS3H2F5, VS3H4F3, VS4F9, VS4H2F7, VS4H4F5, VS5F11, VS6F13, VS7F15, VS8F17, or C9F19 ,with R3and R4preferably representing, independently of each other, F or CF3, and preferably F;
Or
- the lithium A salt is chosen from the group consisting of LiPF6, LiBF4, CH3COOLi, CH3N/A3Li, CF3N/A3Li, CF3COOLi, Li2B12F12, LiBC4O8, and mixtures thereof, the lithium A salt preferably being LiPF6; and the potassium salt B has the formula (IV) as defined in claim 1, in which Rp represents F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, VS2H2F3, VS2H3F2, VS2F5, VS3F7, VS3H2F5, VS3H4F3, VS4F9, VS4H2F7, VS4H4F5, VS5F11, VS6F13, VS7F15, VS8F17, or C9F19, Rp preferably representing CF3;
Or
- lithium salt A has the formula (I) R1-SO2-NK-SO2-R2in which R1and R2represent, independently of each other, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, VS2H2F3, VS2H3F2, VS2F5, VS3F7, VS3H2F5, VS3H4F3, VS4F9, VS4H2F7, VS4H4F5, VS5F11, VS6F13, VS7F15, VS8F17, or C9F19, with R1and R2preferably representing, independently of each other, F or CF3, and preferably F; and the potassium salt B is selected from the group consisting of KPF6, KBF4, CH3COOK, CH3N/A3K, CF3N/A3K, CF3COOK, K2B12F12, KBC4O8,and mixtures thereof, the potassium salt preferably being KPF6;
Or
- lithium salt A has the formula (I) R1-SO2-NK-SO2-R2in which R1and R2represent, independently of each other, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, VS2H2F3, VS2H3F2, VS2F5, VS3F7, VS3H2F5, VS3H4F3, VS4F9, VS4H2F7, VS4H4F5, VS5F11, VS6F13, VS7F15, VS8F17, or C9F19 ,with R1and R2preferably representing, independently of each other, F or CF3, and preferably F; and the potassium salt B has the formula (III) R3-SO2-NK-SO2-R4in which R3and R4represent, independently of each other, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, VS2H2F3, VS2H3F2, VS2F5, VS3F7, VS3H2F5, VS3H4F3, VS4F9, VS4H2F7, VS4H4F5, VS5F11, VS6F13, VS7F15, VS8F17, or C9F19,with R3and R4preferably representing, independently of each other, F or CF3, and preferably F;
Or
- lithium salt A has the formula (I) R1-SO2-NK-SO2-R2in which R1and R2represent, independently of each other, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, VS2H2F3, VS2H3F2, VS2F5, VS3F7, VS3H2F5, VS3H4F3, VS4F9, VS4H2F7, VS4H4F5, VS5F11, VS6F13, VS7F15, VS8F17, or C9F19,with R1and R2preferably representing, independently of each other, F or CF3, and preferably F; and the potassium salt B has the formula (IV) as defined in claim 1, in which Rp represents F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, VS2H2F3, VS2H3F2, VS2F5, VS3F7, VS3H2F5, VS3H4F3, VS4F9, VS4H2F7, VS4H4F5, VS5F11, VS6F13, VS7F15, VS8F17, or C9F19, Rp preferably representing CF3;
Or
- lithium salt A has the aforementioned formula (II) in which Rf represents F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, VS2H2F3, VS2H3F2, VS2F5, VS3F7, VS3H2F5, VS3H4F3, VS4F9, VS4H2F7, VS4H4F5, VS5F11, VS6F13, VS7F15, VS8F17, or C9F19, Rf preferably representing CF3; and the potassium salt B is selected from the group consisting of KPF6, KBF4, CH3COOK, CH3N/A3K, CF3N/A3K, CF3COOK, K2B12F12, KBC4O8,and mixtures thereof, the potassium salt B preferably being KPF6;
Or
- the lithium A salt has the formula (II) as defined in claim 1, in which Rf represents F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, VS2H2F3, VS2H3F2, VS2F5, VS3F7, VS3H2F5, VS3H4F3, VS4F9, VS4H2F7, VS4H4F5, VS5F11, VS6F13, VS7F15, VS8F17, or C9F19, Rf preferably representing CF3; and the potassium salt B has the formula (III) R3-SO2-NK-SO2-R4in which R3and R4represent, independently of each other, F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, VS2H2F3, VS2H3F2, VS2F5, VS3F7, VS3H2F5, VS3H4F3, VS4F9, VS4H2F7, VS4H4F5, VS5F11, VS6F13, VS7F15, VS8F17, or C9F19,with R3and R4preferably representing, independently of each other, F or CF3, and preferably F;
Or
- the lithium A salt has the formula (II) as defined in claim 1, in which Rf represents F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, VS2H2F3, VS2H3F2, VS2F5, VS3F7, VS3H2F5, VS3H4F3, VS4F9, VS4H2F7, VS4H4F5, VS5F11, VS6F13, VS7F15, VS8F17, or C9F19, Rf preferably representing CF3; and the potassium salt B has the formula (IV) as defined in claim 1, in which Rp represents F, CF3, CHF2, CH2F, C2HF4, VS2H2F3, VS2H3F2, VS2F5, VS3F7, VS3H2F5, VS3H4F3, VS4F9, VS4H2F7, VS4H4F5, VS5F11, VS6F13, VS7F15, VS8F17, or C9F19, Rp preferably representing CF3.
- de 1% à 99% en masse du mélange susmentionné, de préférence de 5% à 99%, et avantageusement de 20% à 95%, par rapport à la masse totale de la composition ; et/ou
- de 1% à 99% en masse de solvant, de préférence de 5% à 99%, et avantageusement de 20% à 95%, par rapport à la masse totale de la composition.Composition according to Claim 6, comprising:
- from 1% to 99% by mass of the aforementioned mixture, preferably from 5% to 99%, and advantageously from 20% to 95%, relative to the total mass of the composition; and or
- from 1% to 99% by mass of solvent, preferably from 5% to 99%, and advantageously from 20% to 95%, relative to the total mass of the composition.
- carbonate d’éthylène (EC)/carbonate de propylène (PC)/carbonate de diméthyle (DMC) dans un rapport massique 1/1/1 ;
- carbonate d’éthylène (EC)/carbonate de propylène (PC)/carbonate de diéthyle (DEC) dans un rapport massique 1/1/1 ;
- carbonate d’éthylène (EC)/carbonate de propylène (PC)/carbonate de méthyle éthyle (EMC) dans un rapport massique 1/1/1 ;
- carbonate d’éthylène (EC)/carbonate de diméthyle (DMC) dans un rapport massique 1/1 ;
- carbonate d’éthylène (EC)/carbonate de diéthyle (DEC) dans un rapport massique 1/1 ;
- carbonate d’éthylène (EC)/carbonate de méthyle éthyle (EMC) dans un rapport massique 1/1 ;
- carbonate d’éthylène (EC)/carbonate de diméthyle (DMC) dans un rapport massique dans un rapport volumique 3/7 ;
- carbonate d’éthylène (EC)/carbonate de diéthyle (DEC) dans un rapport volumique 3/7 ;
- carbonate d’éthylène (EC)/carbonate de méthyle éthyle (EMC) dans un rapport volumique 3/7;
- Dioxolane (DOL)/diméthoxyéthane (DME) dans un rapport volumique 2/1 ;
- Dioxolane (DOL)/diméthoxyéthane (DME) dans un rapport volumique 1/1.Composition according to any one of Claims 6 to 9, comprising one of the following mixtures of solvents:
- ethylene carbonate (EC)/propylene carbonate (PC)/dimethyl carbonate (DMC) in a mass ratio of 1/1/1;
- ethylene carbonate (EC)/propylene carbonate (PC)/diethyl carbonate (DEC) in a mass ratio of 1/1/1;
- ethylene carbonate (EC)/propylene carbonate (PC)/methyl ethyl carbonate (EMC) in a mass ratio of 1/1/1;
- ethylene carbonate (EC)/dimethyl carbonate (DMC) in a 1/1 mass ratio;
- ethylene carbonate (EC)/diethyl carbonate (DEC) in a 1/1 mass ratio;
- ethylene carbonate (EC)/methyl ethyl carbonate (EMC) in a 1/1 mass ratio;
- ethylene carbonate (EC)/dimethyl carbonate (DMC) in a mass ratio in a volume ratio of 3/7;
- ethylene carbonate (EC)/diethyl carbonate (DEC) in a volume ratio of 3/7;
- ethylene carbonate (EC)/methyl ethyl carbonate (EMC) in a volume ratio of 3/7;
- Dioxolane (DOL)/dimethoxyethane (DME) in a 2/1 volume ratio;
- Dioxolane (DOL)/dimethoxyethane (DME) in a 1/1 volume ratio.
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| FR2006170A FR3098214A1 (en) | 2020-06-12 | 2020-06-12 | MIXTURE OF LITHIUM AND POTASSIUM SALTS, AND ITS USE IN A BATTERY |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL2029651B1 (en) * | 2021-11-05 | 2023-06-05 | Stichting Wetsus European Centre Of Excellence For Sustainable Water Tech | Method and supercapacitor system for storing energy, and energy storage system provided therewith |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2020
- 2020-06-12 FR FR2006170A patent/FR3098214A1/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| CAS, no. 167951-80-6 |
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