JP2019528550A5

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Publication number: JP2019528550A5
Application number: JP2019507211A
Authority: JP
Filing date: 2017-08-14
Publication date: 2020-09-24
Anticipated expiration: 2037-08-14

Claims

非水流体電解物と直接物理的に接触する構成の負極；
前記非水流体電解物と直接物理的に接触する正極；
前記負極及び前記正極を隔離するように構成された電子絶縁セパレータ；並びに
リチウムイオンが主要な電荷担体である非水電解物；
を含み、
前記非水電解物が、
少なくとも一つの有機溶媒；
以下の元素：ホウ素、フッ素、炭素、窒素、又は酸素の内の少なくとも二つを含む、少なくとも一つの塩；及び
以下：ピロリドン、スルホンイミド、カルボジイミド、スルホニルフルオリド、ニトリル、イソシアネート、フルオロアセテート、シラン、トリフレート、ハライド、又は有機ボレートからの少なくとも一つの添加剤；
を含む、充電式電気化学セル。
少なくとも一つの電解活性なリチウム塩が、リチウムビス（ペルフルオロアルキルスルホニル）イミド、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド、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（ペルフルオロエチルスルホニル）イミド、リチウムジシアナミド、リチウムトリシアノメチド、リチウムテトラシアノボレート、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、リチウムジフルオロ（マロナト）ボレート、リチウムテトラフルオロボレート、リチウムビス（ベンゼンスルホニル）イミド、リチウムトリフレート、リチウムビス（ペルフルオロピナコラト）ボレート、リチウムビス（サリチラト）ボレート、リチウムペルフルオロブタンスルホネート、リチウムチオシアネート、リチウムトリフリネート、及びリチウムナイトレートからなる塩の群から選択される、請求項１に記載の充電式電気化学セル。
請求項２に列挙された塩から選択される少なくとも二つの電解活性なリチウム塩を含む、請求項２に記載の充電式電気化学セル。
少なくとも一つの添加剤が、１‐エチル‐２‐ピロリドン、二酸化炭素、Ｎ‐フルオロベンゼンスルホンイミド、アリルトリフルオロアセテート、ビニルトリメチルシラン、テトラ（イソシアナト）シラン、リチウムビス（サリチラト）ボレート、リチウムトリフレート、リチウムフルオリド、ペルフルオロブタンスルホニルフルオリド、リチウムペルフルオロブタンスルホネート、リチウムビニルトリフルオロボレート、リチウムハライド、ベンゾニトリル類、４‐フルオロベンゾニトリル、４‐トリフルオロメチルベンゾニトリル、ベンゾニトリル、アリールイソシアネート類、４‐メトシキフェニルイソシアネート、１，３‐フェニレンジイソシアネート、１，４‐フェニレンジイソシアネート、３，５‐ビス（トリフルオロメチル）フェニルイソシアネート、２‐トリフルオロメトキシフェニルイソシアネート、アルキルイソシアネート類、エチルイソシアネート、ペンチルイソシアネート、オクチルイソシアネート、ドデシルイソシアネート、４‐フルオロベンジルイソシアネート、ビス（トリメチルシリル）カルボジイミド、１‐フェニルピロリジン、Ｎ‐ニトロソピロリジン、ジスクシンイミジルカーボネート、リチウムトリフルオロアセテート、メチルジフルオロアセテート、エチルジフルオロアセテート、エチル４，４，４‐トリフルオロ（アセト）アセテート、メチル２，２‐ジフルオロ‐２‐（フルオロスルホニル）アセテート、リチウムノナフルオロブタンスルホネート、リチウム１，１，２，２，３，３‐ヘキサフルオロプロパン‐１，３‐ジスルホンイミド、Ｎ‐フルオロベンゼンスルホンイミド、メチルシアノアセテート、クロロスルホニルイソシアネートからなる化学物質の群から選択される、請求項１に記載の充電式電気化学セル。
請求項４に列挙された化学物質の群から選択される少なくとも二つの添加剤を含む、請求項４に記載の充電式電気化学セル。
各添加剤が、全電解物質量の０質量％超１０質量％未満を構成する、請求項１に記載の充電式電気化学セル。
電解析出及び電解溶解間のアノード分極が２５°Ｃで５００ｍＶ未満である、請求項１に記載の充電式電気化学セル。
セルのクーロン効率が２５°Ｃで９９．３５％超である、請求項１に記載の充電式電気化学セル。
電解液が一つ以上の液体注入ポリマー又はゲルを含む、請求項１に記載の充電式電気化学セル。
前記負極及び前記正極が、前記負極の容量が前記正極の容量よりも厳密に小さくなるように構成された、請求項１に記載の充電式電気化学セル。
前記負極と前記正極との可逆容量比がＱ（負極）／Ｑ（正極）＜０．９となる、請求項１に記載の充電式電気化学セル。
４．３Ｖ以上まで充電するように構成された、請求項１に記載の充電式電気化学セル。
−２．５Ｖまで放電するように構成された、請求項１に記載の充電式電気化学セル。
定格容量を≦１０Ｃ‐レートで充放電するように構成された、請求項１に記載の充電式電気化学セル。
−２０°Ｃ〜２００°Ｃの範囲の温度で放電及び充電するように構成された、請求項１に記載の充電式電気化学セル。
３０回超の充放電サイクルに対して初期容量の少なくとも８０％をもたらすように構成された、請求項１に記載の充電式電気化学セル。
前記負極が＞１０００ｍＡｈ／ｃｃをもたらすように構成された、請求項１に記載の充電式電気化学セル。
活性カチオンがリチウムである、請求項１に記載の充電式電気化学セル。
アノードのクーロン効率が２５°Ｃで９９．３５％超である、請求項１８に記載の充電式電気化学セル。
前記非水電解物が塩、又は塩の組合せを０．５Ｍ〜飽和の範囲の濃度で含む、請求項１に記載の充電式電気化学セル。
前記負極又は正極の内の少なくとも一つが、金属、合金、及び金属間化合物の内の一つを含む、請求項２に記載の充電式電気化学セル。
前記負極又は正極の内の少なくとも一つが、挿入反応、合金化、インターカレーション、不均化、コンバージョン反応、又はこれらの組合せからなる反応の群から選択される反応を経るように構成された材料を含む、請求項２に記載の充電式電気化学セル。
正極及び負極の界面に垂直な圧力が０．０６ＭＰａ超である、請求項１に記載の充電式電気化学セル。
ゲート電極電気端子を有する少なくとも一つのゲート電極を更に含み、
前記ゲート電極が前記非水流体電解物と通じており且つ前記正極又は前記負極の内の少なくとも一つにおいて酸化還元活性である少なくとも一つの移動種に対して透過性があり、
前記ゲート電極が前記正極と前記負極との間に位置する、請求項１に記載の充電式電気化学セル。
充電中に、負極集電体上にめっきするように構成されたリチウム金属を含む、請求項１に記載の充電式電気化学セル。