JP2017520100A - 環状サルフェートおよびリチウムボレートを含む非水系電解質組成物 - Google Patents
環状サルフェートおよびリチウムボレートを含む非水系電解質組成物 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本出願は、2014年5月23日に出願された米国仮特許出願第62/002
349号明細書、2014年7月2日に出願された米国仮特許出願第62/02
0087号明細書、および2014年7月25日に出願された米国仮特許出願第
62/029009号明細書(それらの全てをその全体において参照により本明
細書に組み入れる)の優先権の利益を主張する。
a)非フッ素化カーボネートと、
b)フッ素化溶剤と、
c)式:
によって表わされる環状サルフェートと、
d)リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムジフルオロオキサラトボレート、リチウムテトラフルオロボレート、またはそれらの混合物から選択される少なくとも1つのリチウムボレート塩と、
e)少なくとも1つの電解質塩と
を含む、電解質組成物が本明細書において提供される。
b)フッ素化溶剤と、
c)式:
によって表わされる環状サルフェートと、
d)リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムジフルオロ(オキサラト)ボレート、リチウムテトラフルオロボレート、またはそれらの混合物から選択される少なくとも1つのリチウムボレート塩と、
e)少なくとも1つの電解質塩と
を含む、電解質組成物が本明細書において開示される。
R’OCOOR”
(式中、R’およびR”が各々独立に、少なくとも1個の炭素原子を有するアルキル基から選択される)
を有し、そこでアルキル置換基は同一または異なっていてもよく、飽和または不飽和であってもよく、置換または非置換であってもよく、連結した原子によって環状構造を形成することができ、またはアルキル基のいずれかまたは両方の置換基として環状構造を含有することができる。
a)式:
R1−COO−R2
によって表わされるフッ素化非環式カルボン酸エステル、
b)式:
R3−OCOO−R4
によって表わされるフッ素化非環式カーボネート、
c)式:
R5−O−R6
によって表わされるフッ素化非環式エーテル、または
それらの混合物
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、およびR6が各々独立にアルキル基を表わし、R1およびR2、R3およびR4、ならびにR5およびR6のいずれにおいても炭素原子の合計が2〜7であり、R1および/またはR2、R3および/またはR4、ならびにR5および/またはR6の少なくとも2個の水素がフッ素によって置換され、かつR1、R2、R3、R4、R5、またはR6のいずれも−CH2Fまたは−CHF−基を含有しない)
である。
COO−CH3、F2CHCH2−COO−CH2CH3、およびF2CHCH2CH2−COO−CH2CH3(エチル4,4−ジフルオロブタノエート、CAS No.1240725−43−2)が含まれる。一実施形態において、フッ素化非環式カルボン酸エステルは2,2−ジフルオロエチルアセテート(CH3−COO−CH2CF2H)である。
によって表わされる環状サルフェートを含む。ビニル(H2C=CH−)、アリル(H2C=CH−CH2−)、アセチレン(HC≡C−)、プロパルギル(HC≡C−CH2−)またはC1〜C3アルキル基が各々、非置換であるか、または部分的にもしくは完全にフッ素化されてもよい。2種以上の環状サルフェートの混合物も使用することができる。適した環状サルフェートには、エチレンサルフェート(1,3,2−ジオキサチオラン、2,2−ジオキシド)、1,3,2−ジオキサチオラン、4−エチニル−、2,2−ジオキシド、1,3,2−ジオキサチオラン、4−エテニル−、2,2−ジオキシド、1,3,2−ジオキサチオラン、ジエテニル−、2,2−ジオキシド、1,3,2−ジオキサチオラン、4−メチル−、2,2−ジオキシド、および1,3,2−ジオキサチオラン、4,5−ジメチル−、2,2−ジオキシドが含まれる。一実施形態において、環状サルフェートがエチレンサルフェートである。一実施形態において環状サルフェートが、全電解質組成物の約0.1重量パーセント〜約12重量パーセント、または約0.5重量パーセント〜約10重量パーセント未満、約0.5重量パーセント〜約5重量パーセント未満、または約0.5重量パーセント〜約3重量パーセント、または約0.5重量パーセント〜約2重量パーセント、または約2重量パーセント〜約3重量パーセントで存在している。一実施形態において環状サルフェートが全電解質組成物の約1重量パーセント〜約3重量パーセントまたは約1.5重量パーセント〜約2.5重量パーセント、または約2重量パーセントで存在している。
ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6)、
トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロリン酸リチウム(LiPF3(C2F5)3)、
リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、
リチウムビス(ペルフルオロエタンスルホニル)イミド、
リチウム(フルオロスルホニル)(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド、
リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド、
テトラフルオロホウ酸リチウム、
過塩素酸リチウム、
ヘキサフルオロヒ酸リチウム、
トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、
リチウムトリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチド、
ビス(オキサラト)ホウ酸リチウム、
ジフルオロ(オキサラト)ホウ酸リチウム、
Li2B12F12-xHx(式中、xが0〜8に等しい)、および
フッ化リチウムとB(OC6F5)3などのアニオン受容体との混合物
が含まれる。
LiaCoGbO2(0.90≦a≦1.8かつ0.001≦b≦0.1);
LiaNibMncCodReO2-fZf(式中、0.8≦a≦1.2、0.1≦b≦0.5、0.2≦c≦0.7、0.05≦d≦0.4、0≦e≦0.2であり、b+c+d+eが約1であり、かつ0≦f≦0.08である);
LiaA1-b,RbD2(0.90≦a≦1.8かつ0≦b≦0.5);
LiaE1-bRbO2-cDc(0.90≦a≦1.8、0≦b≦0.5かつ0≦c≦0.05);
LiaNi1-b-cCobRcO2-dZd(式中、0.9≦a≦1.8、0≦b≦0.4、0≦c≦0.05、かつ0≦d≦0.05);
Li1+zNi1-x-yCoxAlyO2(式中、0<x<0.3、0<y<0.1、かつ0<z<0.06);
LiNi0.5Mn1.5O4;LiFePO4、LiMnPO4、LiCoPO4、およびLiVPO4Fが含まれる。
x(Li2-wA1-vQw+vO3-e)・(1−x)(LiyMn2-zMzO4-d)
(式中、
xが約0.005〜約0.1であり、
Aが、MnまたはTiの1つまたは複数を含み、
Qが、Al、Ca、Co、Cr、Cu、Fe、Ga、Mg、Nb、Ni、Ti、V、Zn、ZrまたはYの1つまたは複数を含み、
eが0〜約0.3であり、
vが0〜約0.5であり、
wが0〜約0.6であり、
Mが、Al、Ca、Co、Cr、Cu、Fe、Ga、Li、Mg、Mn、Nb、Ni、Si、Ti、V、Zn、ZrまたはYの1つまたは複数を含み、
dが0〜約0.5であり、
yが約0〜約1であり、および
zが約0.3〜約1であり、
LiyMn2-zMzO4-d成分がスピネル構造を有し、かつLi2-wQw+vA1-vO3-e成分が層状構造を有する)
の構造によって表わされる複合材料を含む。
カソードの作製
アルミニウム箔集電体上のプライマーの調製 − ポリイミド/炭素複合物を使用
ポリアミド酸を調製するために、最初にプレポリマーを調製した。0.98:1のPMDA/ODA(ピロメリット酸無水物//ODA(4,4’−ジアミノジフェニルエーテル)プレポリマー)の化学量論を使用して20.6重量%のPMDA:ODAプレポリマーを調製した。これを調製するため、ODAをN−メチルピロリドン(NMP)中に約45分間にわたって室温でゆるやかに攪拌しながら溶解した。PMDA粉末を(小さい部分に分けて)混合物にゆっくりと添加して、溶液中のいかなる温度上昇も制御する。PMDAの添加が約2時間にわたって行なわれた。添加および得られた溶液の撹拌は制御された温度条件下である。ポリアミド酸の最終濃度は20.6重量%であり、無水物の、アミン成分に対するモル比は約0.98:1であった。
40℃〜125℃(4℃/分での上昇)
125℃〜125℃(浸漬30分)
125℃〜250℃(4℃/分での上昇)
250℃〜250℃(浸漬30分)
250℃〜400℃(5℃/分での上昇)
400℃〜400℃(浸漬20分)
ペーストの調製
使用されるバインダーはNMP(N−メチルピロリドン、Sigma Aldrich,St.Louis,MO)中の5.5%溶液に希釈されるSolef(登録商標)5130(Solvay,Houston,TX)バインダーであった。以下の材料を使用して電極ペーストを製造した:6.0352gのFarasis 1,1,1 NMC(Ni、Mn、Co、Farasis Energy,Hayward,CA)カソード活性粉末;0.3342gのカーボンブラック(Denka未圧縮、デンカ株式会社、日本);2.1491gのNMP(部分1)+0.3858gのNMP(部分2)で希釈された6.0971gのPVDF(ポリフッ化ビニリデン(Solef(登録商標)5130)(Sigma Aldrich)。材料は、以下に説明されるように、90:5:5のカソード活性粉末:PVDF:カーボンブラックの比で組み合わせられた。最終ペーストは44.7重量%の固形分を含有した。
ペーストを5ミルのゲート高さを有するドクターブレード+2ミルのKapton(登録商標)テープを使用して手作業でキャストして、7ミルの全ゲート開口をプライマー処理アルミニウム箔上に製造した。電極を真空炉内で60分間にわたって90℃で乾燥させた。得られた幅51mmのカソードを厚さ125mmの黄銅板の間に置き、125℃の直径100mmの鋼ロールを使用して3回カレンダーを通過させ、圧力はそれぞれの通過において18psi、24psi、および30psiの圧力に増加させた。カレンダーは、ニップ力(lb単位)=37.8×調節器圧(psi)を有するように設定された。カソード活物質の配合量は約7.57〜8.0mg/cm2であった。
以下は、本明細書の実施例において使用されるアノードの作製のために使用される典型的な手順である。アノードペーストを以下の材料から調製した:5.00gの黒鉛(CPreme(登録商標)G5、Conoco−Philips,Huston,TX);0.2743gのカーボンブラック(SuperC65、Timcal,Westlake,OH);3.06gのPVDF(NMP中に13%。KFL#9130、Kureha America Corp.);11.00gの1−メチル−2−ピロリジノン(NMP);および0.0097gのシュウ酸。材料は、以下に説明されるように、88:0.17:7:4.83の黒鉛:シュウ酸:PVDF:カーボンブラックの比で配合された。最終ペーストは、29.4%の固形分を含有した。
円形の直径14.3mmのアノードおよび直径12.7mmのカソードを上に説明された電極板から打ち抜き、グローブボックス(Vacuum Atmospheres,Hawthorne,CA、HE−493清浄器を有する)の副室内のヒーター内に置き、真空下で一晩90℃においてさらに乾燥させ、アルゴンで満たしたグローブボックス内に入れた。非水系電解質リチウムイオンCR2032コインセルを電気化学的評価のために作製した。コインセルの部品(ケース、スペーサー、ウェーブスプリング、ガスケット、および蓋)およびコインセルクリンパは宝泉株式会社(大阪、日本)から得られた。セパレーターはCelgard 2500(Celgard/Polypore International,Charlotte,NC)であった。
約0.1Cレートである、17.5mA/グラムのカソード活物質の電流において3.0〜4.6Vの電圧リミットの間で充電および放電する定電流を使用して周囲温度で商用バッテリー試験機(シリーズ4000、Maccor,Tulsa,OK)を使用する構成に対してコインセルを2回サイクルにかけた。この手順の後に、約C/2レートである、87.5mA/グラムのカソード活物質の電流において3.0〜4.6Vの電圧リミットの間で充電および放電する定電流を使用してコインセルをサイクルにかけた。各々の充電工程中、電流がC/20(約8.75mA/グラムの活性カソード材料)に漸減するまで電圧をその後4.6Vに維持した。
2,2−ジフルオロエチルアセテートの代表的な調製
酢酸カリウムとHCF2CH2Brとを反応させることによって以下の実施例において使用される2,2−ジフルオロエチルアセテートを調製した。以下は、調製のために使用される典型的な手順である。
DFEA/EC+2重量%のエチレンサルフェート、2重量%のLiBOB、2重量%のFEC
窒素パージされたドライボックス内で、LiBOB[リチウムビス(オキサラト)ボレート、Sigma−Aldrich,Milwaukee,WI]を以下の手順によって精製した。11.25gのLiBOBを50mLの無水アセトニトリルを有する400mLビーカーに添加した。混合物を撹拌し、約30分間40℃に加熱した。暖かい混合物をWhatman#1フィルターを通して濾過して第2のビーカー内に移し、室温に冷却させた。透明な溶液が得られた。この透明な溶液に、約50mLの冷たい無水トルエン(−30℃)を添加した。これをさらに30分間撹拌して沈殿物を形成した。溶液をWhatman#1フィルターを通して濾過し、濾過ケークを再び冷たい無水トルエンで洗浄した。濾過ケークを真空濾過漏斗上で乾燥させた後、固形分をドライボックスから取り出し、130℃の真空炉内に置き、軽い窒素パージを使用して15時間にわたって乾燥させて最終生成物を形成し、それをその後、窒素パージされたドライボックス内で処理した。
DFEA/EC+2重量%のエチレンサルフェート、2重量%のLiBOB
実施例1に記載されたのと同じ手順を使用したが、以下の異なる点があった。
使用されるバインダーはNMP中の5.5%溶液に希釈されるSolef(登録商標)5130(Solvay,Houston,TX)バインダーであった。以下の材料を使用して電極ペーストを製造した:6.0352gのFarasis 1,1,1 NMC(Ni、Mn、Co、Farasis Energy,Hayward,CA)カソード活性粉末;0.3342gのカーボンブラック(Denka未圧縮、デンカ株式会社、日本);2.1491gのNMP(部分1)および0.3858gのNMP(部分2)で希釈された6.0971gのPVDF(ポリフッ化ビニリデン(Solef(登録商標)5130)。材料は、以下に説明されるように、90:5:5のカソード活性粉末:PVDF:カーボンブラックの比で組み合わせられた。最終ペーストは44.7重量%の固形分を含有した。
28重量%DFEA、28重量%DFEMC、30重量%EC、16重量%DMC、+1M LiPF6+2重量%のエチレンサルフェート+2%のLiBOB
実施例2に記載されたのと同じ手順を使用したが、以下の異なる点があった。
1Lの無水ジクロロメタン中の2,2−ジフルオロエタノール(125g;1.52モル;mw=82.05;D=1.30;bp=95℃;Synquest 2101−3−02)およびピリジン(139g;1.76モル;mw=79.1;D=0.98;Aldrich 270970)の溶液をオーバーヘッド撹拌機および滴下漏斗を取り付けた3首の3−LRBフラスコ内の窒素下に置いた。氷槽内で撹拌することによって溶液を冷却した。メチルクロロホルメート(166g;1.76モル;mw=94.50;D=1.22;bp=70℃、Aldrich M35304)を滴下漏斗内に置き、30分間にわたってジフルオロエタノールおよびピリジンの撹拌溶液に添加した。約100mLのメチルクロロホルメートが添加されたとき、ピリジンHClが急激に沈殿し、混合物が白色のスラリーになった。混合物を30分間撹拌した。氷槽を取出し、混合物を65時間にわたって室温で撹拌した。
DFEA/EC+2%のLiBOB+2%のFEC
実施例1に記載されたのと同じ手順を使用したが、以下の異なる点があった。
使用されるバインダーは、NMP(N−メチルピロリドン、Sigma Aldrich,St.Louis,MO)中の5.5%溶液に希釈されるSolef(登録商標)5130(Solvay,Houston,TX)バインダーであった。以下の材料を使用して電極ペーストを製造した:6.1552gのFarasis 1,1,1 NMC(Ni、Mn、Co、Farasis Energy,Hayward,CA)カソード活性粉末;0.3420gのカーボンブラック(Denka 未圧縮、デンカ株式会社、日本);1.8588gのNMP(部分1)および0.5171gのNMP(部分2)(Sigma Aldrich)で希釈された6.2174gのPVDF(ポリフッ化ビニリデン(Solef(登録商標)5130)。材料は、以下に説明されるように、90:5:5のカソード活性粉末:PVDF:カーボンブラックの比で組み合わせられた。最終ペーストは45.32重量%の固形分を含有した。
DFEA/EC+2%のエチレンサルフェート
以下の相違点を除いて、実施例1について記載されたのと同じ手順に従った。電解質を調製するため、窒素パージされたドライボックス内で70重量%の2,2−ジフルオロエチルアセテートと30重量%のECとを配合した。分子篩(3A)を加えて、混合物を1ppm未満の水まで乾燥させた。0.25ミクロンのPTFEシリンジフィルターで濾過後に、LiPF6を添加して、1Mの濃度の調合電解質を製造した。2.9401gのこの混合物を0.06001gのエチレンサルフェートと配合した。
DFEA/EC+10%のエチレンサルフェート
以下の相違点を除いて、実施例1について記載されたのと同じ手順に従った。
比較例DおよびE
高電圧層状スピネル(HVLS)電気活性カソード材料の調製:
397.2gのMnO2(Alfa Aesar 42250)、101.2gのNiO(Alfa Aesar 12359)11.9gのFe2O3(Aldrich 310030)および117.7gのLi2CO3(Alfa Aesar 13418)を5kgの10mmのイットリア安定化ジルコニアシリンダー媒体および625gのアセトンと共に、UHMWPE振動ミリングポットに添加した。ポットを封止し、40.5時間にわたってSwecoミルで低振幅振動ミル粉砕を行った。次いで50gのLiCl(Alfa Aesar 36217)をポットに添加して、それをさらに3時間にわたってミル粉砕した。混合された粉末を分離し、ナイロン膜を通して真空濾過することによってアセトンから分離し、乾燥させた。次に、乾燥ケークをポリ袋内に置き、ゴム製のマレットで叩いて一切の大きい凝集塊を粉砕または微粉砕した。得られた粉末を750mLアルミナトレー内に詰め込み、アルミナ板で覆い、以下の加熱手順で箱形炉内で焼成した:6時間で25℃から900℃まで;6時間にわたって900℃で停止;15時間で100℃まで冷却。
以下を三角フラスコ内で配合した。
1.0gのカーボンブラック(C65、Timcal)
13.6gのLiポリシリケート溶液、20重量%水溶液(Sigma Aldrich)
0.023のTriton X−100洗剤
75gの水
カソードペーストを以下から製造した。
0.52gのカーボンブラック(SuperC65、Timcal,Westlake,OH)
10.4gのNMP(N−メチルピロリドン(Sigma−Aldrich Milwaukee,WI))中の5% pVDF(Solef5130、Solvay、WestDeptford、NJ)の溶液
3.0gのNMP
9.36gのHVLS
実施例4〜9および比較例4〜19は、表2に示された添加剤の明記した重量パーセントと共にLiPF6/EC/DFEA基本電解質(30重量%のEC、70溶剤重量%のDFEAの溶剤混合物中の1M LiPF6)を使用した。1,3−プロパンスルトン(PS)、無水コハク酸(SA)、および無水マレイン酸(MA)はSigma−Aldrich Co.(St.Louis,Missouri)から得られ、昇華によって精製された。エチレンサルフェート(ES、1,3,2−ジオキサチオラン、2,2−ジオキシド)はSigma−Aldrichから得られた。ビニレンカーボネート(VC,Sigma−Aldrich Co.)は、VCをアルミナの短いカラムに通すことによってそのBHT抑制剤が除去されていた。
カソードを31.3mm×45mmの大きさに打ち抜き、アノードを32.4mm×46.0mmに打ち抜いた。AlおよびNiタブを集電体に超音波溶接し、箔−ポリマーラミネートパウチ材料(C4−480ST、昭和電工パッケージング株式会社、大阪、日本)を使用して単層パウチセルを組み立てた。ドライボックスの外側のパウチの上部にタブを封止し、2つの側面と底部とを開いたままにした。パウチを真空下で一晩90℃においてドライボックスの副室内で乾燥させた。アルゴンで満たしたドライボックス内で、微孔性ポリオレフィンセパレーター(Celgard 2500、Charlotte,NC)をアノードとカソードとの間に置き、側面を封止した。電解質(350μl)を底部を通して注入し、底縁を真空封止剤で封止した。セルを固定具に取り付け、それはフォームパッドによってパウチの有効領域に0.32MPaの圧力を加えた。
バッテリー試験機(シリーズ4000、Maccor,Tulsa,OK)を使用して、25℃において3.4〜4.9Vの電圧リミットの間でおよび12mA/gのカソード活物質の定電流(CC)を使用してセルを2回の形成サイクルに供した。第1のサイクルのクーロン効率(CE)は、第1の放電の容量の、第1の充電の容量に対する比として計算された。次に、セルは、40mA/gでの定電流充電+2.4mA/gまで定電圧(CV)で段階的な電流での定電流充電、および定電圧を用いない40mA/gの定電流放電を使用して3.4〜4.9Vで2回サイクルにかけられた。セル容量は、定電圧を用いない40mA/gの第2の定電流放電から計算された。次に、240mA/gで充電および放電の両方についてセルを5回サイクルにかけた。
ASI(ohm・cm2)=ΔV(ボルト)×A(cm2)/I(A)。
上式中、Iは放電パルスの間の電流であり、Aは制限電極(この測定が実施される、パウチセルのカソードであった)の幾何学的面積である。本明細書において報告される測定で使用される材料の組合せについて、ASIは、放電電流に若干依存していた。5Cおよび25℃で測定されたASIの値を表2に記載する。
比較例F〜T
電極の作製:
カソードは、カソード活性粉末がNMC 532(ほぼLiNi0.5Mn0.3Co0.2O2、Jinhe Ningbo,China)であり、ドクターブレードのゲート高さが0.29mmに増加され、得られたカソードが33〜35%の多孔度にカレンダー処理され、配合量が約13.9mg NMC/cm2であったことを除いて、上記の実施例4および5の場合と同様に作製した。アノードは、配合量が約8.7mg黒鉛/cm2に増加され、多孔度が約45%であったことを除いて、上記の実施例4および5に使用されたアノードと同様であった。
パウチセルの製造、電解質の体積、固定具、および試験機は、形成およびサイクルの両方が25℃であったことを除いて、実施例4および5において使用されたものと同様であった。以下の手順において、Cレートの電流は、セルが170mAh/gのNMCの容量を有すると仮定して決定された。このように0.05C、0.25C、および1.0Cの電流が、それぞれ、8.5、42.5、および170mA/グラムのセル内NMCの電流を使用する試験機に導入された。
1.開路(OC)で一晩湿潤
2.1回目の充電
3.開路で老化
4.形成ガスを放出するために開いたドライボックス内にセルを入れ、再び真空封止する5.1回目の充電の残りを終了する
6.3.0Vまで0.5CでCC放電
7.2回目のサイクル:4.35Vまで0.2CのCC充電+0.05CまでCV:3.0Vまで0.2CでCC放電
8.3回目および後続のサイクルは、4.35Vまで1CのCC充電+0.05CまでCV、OCV休止10分、3.0VまでCC放電1C、OCV休止10分を使用した。
Claims (22)
- 前記非フッ素化カーボネートが、エチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、またはそれらの混合物である、請求項1に記載の電解質組成物。
- 前記フッ素化溶剤が、
a)式:
R1−COO−R2
によって表わされるフッ素化非環式カルボン酸エステル、
b)式:
R3−OCOO−R4
によって表わされるフッ素化非環式カーボネート、
c)式:
R5−O−R6
によって表わされるフッ素化非環式エーテル、または
それらの混合物
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、およびR6が各々独立にアルキル基を表わし、R1およびR2、R3およびR4、ならびにR5およびR6のいずれにおいても炭素原子の合計が2〜7であり、R1および/またはR2、R3および/またはR4、ならびにR5および/またはR6の少なくとも2個の水素がフッ素によって置換され、かつR1、R2、R3、R4、R5、またはR6のいずれも−CH2Fまたは−CHF−を含有しない)
である、請求項1に記載の電解質組成物。 - 前記フッ素化非環式カルボン酸エステルが、CH3−COO−CH2CF2H、F2CHCH2−COO−CH3、F2CHCH2−COO−CH2CH3、CH3−COO−CH2CH2CF2H、CH3CH2−COO−CH2CH2CF2H、F2CHCH2CH2−COO−CH2CH3、CH3−COO−CH2CF3、CH3CH2−COO−CH2CF2H、またはそれらの混合物である、請求項3に記載の電解質組成物。
- 前記フッ素化非環式カルボン酸エステルが、2,2−ジフルオロエチルアセテートである、請求項3に記載の電解質組成物。
- 前記環状サルフェートがエチレンサルフェートを含む、請求項1に記載の電解質組成物。
- フッ素化環状カーボネートをさらに含む、請求項1に記載の電解質組成物。
- 前記フッ素化環状カーボネートがフルオロエチレンカーボネートである、請求項7に記載の電解質組成物。
- 約0.1重量パーセント〜約12重量パーセントのエチレンサルフェートおよび約0.1重量パーセント〜約3重量パーセントのリチウムビス(オキサラト)ボレートを含む、請求項1に記載の電解質組成物。
- 約0.5重量パーセント〜約3重量パーセントのフッ素化環状カーボネートをさらに含む、請求項9に記載の電解質組成物。
- エチレンカーボネート、2,2−ジフルオロエチルアセテート、エチレンサルフェート、リチウムビス(オキサラト)ボレートを含み、かつフルオロエチレンカーボネートをさらに含む、請求項1に記載の電解質組成物。
- (a)筐体と、
(b)前記筐体内に配置され、かつ互いにイオン伝導接触しているアノードおよびカソードと、
(c)前記筐体内に配置され、かつ前記アノードと前記カソードとの間のイオン伝導経路を提供する、請求項1に記載の電解質組成物と、
(d)前記アノードと前記カソードとの間の多孔性セパレーターと
を含む、電気化学セル。 - リチウムイオンバッテリーである、請求項12に記載の電気化学セル。
- 前記アノードがリチウムチタネートまたは黒鉛である、請求項13に記載の電気化学セル。
- 前記カソードが、Li/Li+参照電極に対して4.6Vを超える電位範囲において30mAh/g超の容量を示すカソード活物質を含む、請求項13に記載の電気化学セル。
- 前記カソードが、Li/Li+参照電極に対して4.35V以上の電位まで充電されるカソード活物質を含む、請求項13に記載の電気化学セル。
- 前記カソードが、活物質としてスピネル構造を有するリチウム含有マンガン複合酸化物を含み、前記リチウム含有マンガン複合酸化物が、式:
LixNiyMzMn2-y-zO4-d
(式中、xが0.03〜1.0であり、xが、充電および放電の間にリチウムイオンおよび電子の放出および取り込みに従って変化し、yが0.3〜0.6であり、MがCr、Fe、Co、Li、Al、Ga、Nb、Mo、Ti、Zr、Mg、Zn、V、およびCuの1つまたは複数を含み、zが0.01〜0.18であり、かつdが0〜0.3である)
によって表わされる、請求項13に記載の電気化学セル。 - 前記カソードが、
LiaA1-b,RbD2
(式中、
AがNi、Co、Mn、またはそれらの組合せであり、RがAl、Ni、Co、Mn、Cr、Fe、Mg、Sr、V、Zr、Ti、希土類元素、またはそれらの組合せであり、DがO、F、S、P、またはそれらの組合せであり、および
0.90≦a≦1.8かつ0≦b≦0.5である)
を含む、請求項13に記載の電気化学セル。 - 前記カソードが、式:
x(Li2-wA1-vQw+vO3-e)・(1−x)(LiyMn2-zMzO4-d)
(式中、
xが約0.005〜約0.1であり、
Aが、MnまたはTiの1つまたは複数を含み、
Qが、Al、Ca、Co、Cr、Cu、Fe、Ga、Mg、Nb、Ni、Ti、V、Zn、ZrまたはYの1つまたは複数を含み、
eが0〜約0.3であり、
vが0〜約0.5であり、
wが0〜約0.6であり、
Mが、Al、Ca、Co、Cr、Cu、Fe、Ga、Li、Mg、Mn、Nb、Ni、Si、Ti、V、Zn、ZrまたはYの1つまたは複数を含み、
dが0〜約0.5であり、
yが約0〜約1であり、および
zが約0.3〜約1であり、
LiyMn2-zMzO4-d成分がスピネル構造を有し、かつLi2-wQw+vA1-vO3-e成分が層状構造を有する)
の構造によって表わされる複合材料を含む、請求項13に記載の電気化学セル。 - 前記カソードが、LiaNibMncCodReO2-fZf
(式中、
RがAl、Ni、Co、Mn、Cr、Fe、Mg、Sr、V、Zr、Ti、希土類元素、またはそれらの組合せであり、かつZがF、S、P、またはそれらの組合せであり、および
0.8≦a≦1.2、0.1≦b≦0.5、0.2≦c≦0.7、0.05≦d≦0.4、0≦e≦0.2であり、b+c+d+eの合計が約1であり、かつ0≦f≦0.08である)
を含む、請求項13に記載の電気化学セル。 - 請求項12に記載の電気化学セルを含む、電子デバイス、輸送装置、または電気通信デバイス。
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