JP2018505538A5 - - Google Patents
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Claims (26)
- 充電式バッテリであって、
カソードと、
リチウム金属アノードと、
フルオロスルホニル(FSO2)基を有するリチウムイミド塩を含む液体電解質と、を備え、
前記電解質は、有機溶媒1リットル当たり少なくとも2モルのリチウムイミド塩濃度を有する有機溶媒であり、
カソード活物質は、LiCoO 2 、Li(Ni 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 )O 2 、Li(Ni 0.8 Co 0.15 Al 0.05 )O 2 、LiMn 2 O 4 、Li(Mn 1.5 Ni 0.5 ) 2 O 4 またはこれらのリチウムを多く含む変種より成るグループから選択される層状またはスピネル酸化物材料である、充電式バッテリ。 - 前記リチウムイミド塩は、LiN(FSO2)2であるか、LiN(FSO2)2を含む、請求項1に記載のバッテリ。
- 前記リチウムイミド塩は、LiN(FSO2)2から略成る、請求項1に記載のバッテリ。
- 前記リチウムイミド塩は、LiN(FSO2)2、LiN(FSO2)(CF3SO2)、LiN(FSO2)(C2F5SO2)、およびこれらの任意の組合せであるか、上記を含む、請求項1に記載のバッテリ。
- 前記電解質は、前記有機溶媒1リットル当たり2から10モルまでの間のリチウム塩濃度を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載のバッテリ。
- 前記電解質は、前記有機溶媒として、エチレンカーボネートまたは、プロピレンカーボネート、これらの誘導体、およびこれらの任意の組合せおよび混合物から選択される環状カーボネートを含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載のバッテリ。
- 前記電解質は、前記有機溶媒として、テトラヒドロフランまたは、テトラヒドロピラン、これらの誘導体、およびこれらの任意の組合せおよび混合物から選択される環状エーテルを含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載のバッテリ。
- 前記電解質は、前記有機溶媒として、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、トリグライムまたはテトラグライム、これらの誘導体、およびこれらの任意の組合せおよび混合物から選択されるグライムを含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載のバッテリ。
- 前記電解質は、前記有機溶媒として、ジエチルエーテルまたはメチルブチルエーテル、これらの誘導体、およびこれらの任意の組合せおよび混合物から選択されるエーテルを含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載のバッテリ。
- 前記有機溶媒は、ジメトキシエタンから略成る、請求項1〜5のいずれか一項に記載のバッテリ。
- 前記有機溶媒は、ジメトキシエタンから略成り、かつ前記電解質は、前記有機溶媒1リットル当たり4から6モルまでの間のリチウム塩濃度を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載のバッテリ。
- 前記有機溶媒は、ジメトキシエタンから略成り、かつ前記電解質は、前記有機溶媒1リットル当たり3から7モルまでの間のリチウム塩濃度を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載のバッテリ。
- 前記有機溶媒は、エチレンカーボネートから略成る、請求項1〜5のいずれか一項に記載のバッテリ。
- 前記有機溶媒は、エチレンカーボネートから略成り、かつ前記電解質は、前記有機溶媒1リットル当たり2から3モルまでの間のリチウム塩濃度を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載のバッテリ。
- 前記有機溶媒は、エチレンカーボネートから略成り、かつ前記電解質は、前記有機溶媒1リットル当たり2から4モルまでの間のリチウム塩濃度を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載のバッテリ。
- 前記アノードは、銅箔またはメッシュを含む集電体上にプレスされるリチウム金属箔である、請求項1〜15のいずれか一項に記載のバッテリ。
- 前記アノードは、銅箔またはメッシュを含むむき出しの集電体であり、リチウムは、続いて、前記バッテリの最初の充電中に前記むき出しの集電体上にめっきされる、請求項1〜の15いずれか一項に記載のバッテリ。
- 前記アノードは、0.1から100ミクロンまでの範囲のリチウム箔厚さを有する、請求項1〜16のいずれか一項に記載のバッテリ。
- 前記アノードは、5から50ミクロンまでの範囲のリチウム箔厚さを有する、請求項1〜16のいずれか一項に記載のバッテリ。
- 前記アノードは、10から30ミクロンまでの範囲のリチウム箔厚さを有する、請求項1〜16のいずれか一項に記載のバッテリ。
- 前記カソードおよびアノードは、イオン伝導を許容しながら電気接触を防止する、液体電解質で浸漬される多孔質セパレータによって離して保持される、請求項1〜20のいずれか一項に記載のバッテリ。
- 前記バッテリは、コイン、パウチ、プリズム、円筒または薄膜より成るグループから選択されるフォームファクタを有する、請求項1〜21のいずれか一項に記載のバッテリ。
- 前記有機溶媒は、リチウムクーロン効率を95%超まで高めるように選択される、請求項1〜22のいずれか一項に記載のバッテリ。
- 電気化学セルであって、
作用電極としての銅箔と、
対電極としてのリチウム金属箔と、
リチウムイミド塩を含む液体電解質と、を含み、
前記電解質は、前記有機溶媒1リットル当たり少なくとも2モルのリチウム塩濃度を有する有機溶媒であり、
前記リチウムイミド塩、リチウムイミド塩濃度および前記有機溶媒は、前記銅箔上に3mAh/cm2のリチウムを電気めっきし、かつ銅箔から前記リチウムを、電位が+0.5Vに達するまで電気ストリッピングし、かつこのプロセスを0.7レートで少なくとも20サイクル繰り返し、かつストリッピング対めっき容量比の平均を決定することによって測定されるリチウムのクーロン効率を、95%超まで高めるように選択される、電気化学セル。 - 前記リチウムイミド塩および前記有機溶媒は、リチウムのクーロン効率を97%超まで高めるように選択される、請求項24に記載の電気化学セル。
- 前記リチウムイミド塩および前記有機溶媒は、リチウムのクーロン効率を99%超まで高めるように選択される、請求項24に記載の電気化学セル。
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