JP2022550878A - 組成物 - Google Patents

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Abstract

非水性電池電解質配合物（１）における式（１）の化合物の使用であって、式中、Ｒが、フッ素化アルキル基であり、Ｘが、Ｆ、Ｃｌ、Ｈ、ＣＦ３、および少なくとも部分的にフッ素化され得るＣ１～Ｃ６アルキルからなる群から選択され、－ＯＲ基が、任意の他のＸ基に対してシスまたはトランスにあり得る、使用。【化１】TIFF2022550878000031.tif48165

Description

本開示は、電池およびコンデンサを含むエネルギー貯蔵デバイス、特に二次電池およびスーパーコンデンサとして知られるデバイスのための非水性電解液に関する。
電池には、一次および二次の主に２つのタイプが存在する。一次電池は、非充電式電池としても知られている。二次電池は、充電式電池としても知られている。公知のタイプの充電式電池は、リチウムイオン電池である。リチウムイオン電池は、高いエネルギー密度を有し、メモリー効果がなく、自己放電が少ない。
リチウムイオン電池は、携帯電子機器および電気車両に一般的に使用されている。電池では、リチウムイオンは、放電時に負極から正極に移動し、充電時に戻る。
通常、電解液は、非水性溶媒および電解質塩に加えて、添加剤を含む。電解質は通常、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、およびジアルキルカーボネート（リチウムイオン電解質塩を含有する）などの有機カーボネートの混合物である。多くのリチウム塩を電解質塩として使用することができ、一般的な例としては、ヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド「ＬｉＦＳＩ」およびリチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（ＬｉＴＦＳＩ）が挙げられる。
電解液は、電池内でいくつかの個別の役割を実行しなければならない。
電解質の主な役割は、カソードとアノードとの間の電荷の流れを促進することである。これは、アノードおよびカソードの一方もしくは両方から、ならびにまたはその一方もしくは両方への電池内の金属イオンの輸送によって発生し、そこでは化学還元または酸化によって、電荷が解放／導入される。
したがって、電解質は、金属イオンを溶媒和および／または支持することができる媒体を提供する必要がある。
リチウム電解質塩の使用、およびリチウムイオンとリチウム金属（これは水と非常に反応性が高く、水に対する他の電池構成要素の感度も同様である）との交換により、電解質は、通常非水性である。
追加的に、電池が曝され、かつ機能することが期待される一般的な作動温度で、電解質は、その中のイオンの流れを可能にする／強化するために好適なレオロジー特性を有しなければならない。
その上、電解質は、可能な限り化学的に不活性でなければならない。これは、電池の予想寿命との関連で、電池内の内部腐食（例えば、電極およびケーシングなどの）および電池の漏れの問題に特に関係がある。また、化学的安定性を考慮する上で重要なものは、可燃性である。残念ながら、一般的な電解質溶媒は、可燃性物質を含むことが多いため、安全上の危険をもたらし得る。
これは、放電しているまたは放電されているときの作動中に、電池が熱を蓄積し得るため、問題になる可能性がある。これは、リチウムイオン電池などの高密度電池に特に当てはまる。したがって、電解質は、高い引火点などの他の関連する特性とともに、低い可燃性を示すことが望ましい。
また、電解質は、使用後の廃棄性に関連する環境問題、または地球温暖化係数などの他の環境問題を起こさないことが望ましい。
本発明の目的は、従来技術の非水性電解液よりも改善された特性を提供する非水性電解液を提供することである。
使用態様
本発明の第１の態様によれば、非水性電池電解質配合物における式１の化合物の使用が提供される。好ましくは、式１の化合物を含む組成物は、リチウムイオン電池で使用される。
本発明の第２の態様によれば、電池における式１の化合物を含む非水性電池電解質配合物の使用が提供される。
組成物／デバイス態様
本発明の第３の態様によれば、式１の化合物を含む電池電解質配合物が提供される。
本発明の第４の態様によれば、金属イオンおよび式１の化合物を任意選択的に溶媒と組み合わせて含む配合物が提供される。
本発明の第５の態様によれば、式１の化合物を含む電池電解質配合物を含む電池が提供される。
方法態様
本発明の第６の態様によれば、式１の化合物を含む配合物の添加を含む、電池および／または電池電解質配合物の引火点を低減する方法が提供される。
本発明の第７の態様によれば、式１の化合物を含む電池電解質配合物を含む電池の使用を含む、物品に電力を供給する方法が提供される。
本発明の第８の態様によれば、電池電解質配合物を改良する方法であって、（ａ）式１の化合物を含む電池電解質配合物との電池電解質の少なくとも部分的な置換、および／または（ｂ）式１の化合物を含む電池電解質配合物での電池電解質の補充のどちらかを含む、方法が提供される。
本発明の第９の態様によれば、式１の化合物の化合物を調製する方法の化合物を調製する方法であって、式２ａおよび／または式２ｂの化合物を、
Figure 2022550878000002
Figure 2022550878000003
 アルコールＲＯＨと、高温高圧での基本的な反応条件下で反応させることによるものである、方法が提供される。
式２ａにおいて、Ｘは、ハロゲンまたは－ＣＦ３であり、ただし、少なくとも１つのＸは、Ｈである。最も好ましくは、少なくとも１つのＸは、ハロゲンであり、少なくとも１つのＸは、Ｈであり、これらは、少なくとも１つのＸが、ハロゲンであり、１つのＸが、水素であり、これらの基は、互いに対してトランスである。
式２ｂでは、Ｘは水素または－ＣＦ３である。
本発明の第１０の態様によれば、式１の化合物をリチウム含有化合物とともに含む混合を含む電池電解質配合物を調製する方法が提供される。
本発明の第１１の態様によれば、式１の化合物の使用によって、電池容量／電池内の電荷移動／電池寿命／等を改善する方法が提供される。
式１の化合物
本発明のすべての態様に関して、式（１）の好ましい実施形態は以下であり、
Figure 2022550878000004
 式中、
Ｒは、フッ素化アルキル基であり、－ＯＲ基の立体化学は、任意の他の機能に対してシスまたはトランスのいずれかであり得、Ｘは、Ｆ、Ｃｌ、Ｈ、ＣＦ３、および少なくとも部分的にフッ素化され得るＣ１～Ｃ６アルキルからなる群から選択される。
代替的に、また本発明のすべての態様を参照して、式（１）の代替の実施形態は以下であり、
Figure 2022550878000005
 式中、
Ｒ１は、Ｆ、Ｃｌ、Ｈ、ＣＦ３、および少なくとも部分的にフッ素化され得るＣ１～Ｃ６アルキルからなる群から選択される。
Ｒ２は、Ｆ、Ｃｌ、Ｈ、ＣＦ３、および少なくとも部分的にフッ素化され得るＣ１～Ｃ６アルキルからなる群から選択される。
Ｒ３は、Ｆ、Ｃｌ、Ｈ、ＣＦ３、および少なくとも部分的にフッ素化され得るＣ１～Ｃ６アルキルからなる群から選択される。
Ｒ４は、Ｃ１～Ｃ１２のアルキルからなる群から選択され、これは、少なくとも
部分的にフッ素化され得、
Ｒ１～Ｒ４のうちの少なくとも１つは、Ｆであるか、またはＦを含み、－ＯＲ４基の立体化学は、任意の他の機能に対してシスまたはトランスにあり得る。
本発明の第９の態様は、式（１）の両方の実施形態に適用されると解釈されるべきであることに留意されたい。
利点
本発明の態様では、電解質配合物が驚くほど有利であることが見出された。
電解質溶媒組成物中に式１の化合物を使用することの利点は、いくつかの方法で明らかになる。それらの存在は、電解質組成物の可燃性を低減させる可能性がある（例えば、引火点によって測定される場合など）。それらの酸化安定性は、それらを、過酷な条件で動作するために必要とされる電池に役立たせ、それらは、一般的な電極化学と互換性があり、それらとの相互作用を通じてこれらの電極の性能を向上させることさえできる。
追加的に、式１の化合物を含む電解質組成物は、低粘度および低融点を含む優れた物理的特性を有するが、使用中のガス発生がほとんどまたは全くないという関連する利点を伴う高沸点を有することが見出された。電解質配合物は、表面、特にフッ素含有表面の上に非常によく濡れて広がることが見出されている。これは、低い接触角をもたらすために、その接着力と凝集力との間の有益な関係から生じると仮定されている。
さらに、式１の化合物を含む電解質組成物は、改善された容量保持、改善された循環性および容量、他の電池構成要素（例えば、セパレータおよび集電体）ならびにすべてのタイプのカソードおよびアノード化学（ある範囲の電圧、特に高電圧で作動し、シリコンなどの添加剤を含むシステムを含む）との改善された互換性を含む、優れた電気化学的特性を有することが見出された。加えて、電解質配合物は、金属（例えば、リチウム）塩の良好な溶媒和、および存在する任意の電解質溶媒との相互作用を示す。
本発明の態様に関連する好ましい特性は、以下のとおりである。
好ましい化合物
式１の第１の実施形態の化合物の好ましい例は、
Figure 2022550878000006
 以下のとおりであり、
Ｒは、ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨＦ２、またはＣＨ（ＣＦ３）２であり、
ＸはＨである。
式１の化合物の代替実施形態の好ましい特性は、
Figure 2022550878000007
 次の番号の段落のとおりである。
段落１－好ましくは、Ｒ１～Ｒ４のうちの少なくとも２つまたは３つが、Ｆであるか、またはＦを含み、例えば、Ｒ１～Ｒ３のうちの１つまたは２つが、Ｆであるか、またはＦを含む一方、Ｒ４は、Ｆを含む、式１の化合物。
段落２－好ましくは、Ｒ１～Ｒ４のうちの１つのみが、非フッ素化または少なくとも部分的にフッ素化されているかどうかにかかわらず、Ｃ１～Ｃ６アルキルを含む、段落１の化合物。
段落３－好ましくは、Ｒ２が、Ｈ、ＣＦ３、および少なくとも部分的にフッ素化され得るＣ１～Ｃ６アルキルからなる群から選択される、段落１または２の化合物。
段落４－好ましくは、Ｒ２が、ＨおよびＣＦ３からなる群から選択される、段落１～３の化合物。
段落５－好ましくは、Ｒ２が、ＣＦ３である、段落１～４の化合物。
段落６－好ましくは、Ｒ４が、少なくとも部分的にフッ素化され得るＣ１～Ｃ６アルキルである、段落１～５の化合物。
段落７－好ましくは、Ｒ４が、少なくとも部分的にフッ素化され得るＣ１～Ｃ４アルキルである、段落１～６の化合物。
段落８－好ましくは、Ｒ４が、エチル、ｎ－プロピル、イソ－プロピル、ｎ－ブチル、イソ－ブチル、およびそれらの少なくとも部分的にフッ素化された誘導体からなる群から選択される、段落１～７の化合物。
段落９－好ましくは、Ｒ４が、ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２ＣＨＦＣＦ３、ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨＦ２、およびＣＨ（ＣＦ３）２からなる群から選択される、段落１～８の化合物。
段落１０－好ましくは、Ｒ１およびＲ３が、Ｈ、ＣＦ３、および少なくとも部分的にフッ素化され得るＣ１～Ｃ６アルキルからなる群から独立して選択される、段落１～９の化合物。
段落１１－好ましくは、Ｒ１およびＲ３が、Ｈ、ＣＦ３、ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２ＣＨＦＣＦ３、ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨＦ２、およびＣＨ（ＣＦ３）２からなる群から独立して選択される、段落１～１０の化合物。
段落１２－好ましくは、Ｒ１およびＲ３が、ＨおよびＣＦ３からなる群から独立して選択される、段落１～１１の化合物。
段落１３－好ましくは、Ｒ１およびＲ３が、Ｈである、段落１～１２の化合物。
式１の化合物の代替実施形態の化合物の好ましい例は、以下のとおりである。
Ｒ１が、Ｈであり、
Ｒ２は、ＣＦ３であり、
Ｒ３が、Ｈであり、
Ｒ４は、ＣＨ２ＣＦ３、ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨＦ２、またはＣＨ（ＣＦ３）２である。
電解質配合物
好ましくは、電解質配合物は、０．１重量％～９９．９重量％の式１の化合物を含む。任意選択的に、式１の化合物は、１重量％を超える、任意選択的に５重量％を超える、任意選択的に１０重量％を超える、任意選択的に１５重量％を超える、任意選択的に２０重量％を超える、および任意選択的に２５重量％を超える量で（電解質配合物中に）存在する。任意選択的に、式１の化合物は、１重量％未満、任意選択的に５重量％未満、任意選択的に１０重量％未満、任意選択的に１５重量％未満、任意選択的に２０重量％未満、および任意選択的に２５重量％未満の量で（電解質配合物中に）存在する。
金属塩
非水性電解液は、金属電解質塩をさらに含み、これは、通常、非水性電解質配合物の総質量に対して０．１～２０重量％の量で存在する。
金属塩は、一般に、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、鉛、亜鉛、またはニッケルの塩を含む。
好ましくは、金属塩は、ヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、ヘキサフルオロヒ酸リチウム一水和物（ＬｉＡｓＦ６）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）、テトラフルオロホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ４）、リチウムトリフラート（ｌｉｔｈｉｕｍ ｔｒｉｆｌａｔｅ）（ＬｉＳＯ３ＣＦ３）、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（Ｌｉ（ＦＳＯ２）２Ｎ）、およびリチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ）を含む群から選択されるものなどのリチウムの塩を含む。
最も好ましくは、金属塩は、ＬｉＰＦ６を含む。したがって、本発明の第４の態様の最も好ましい変形例では、ＬｉＰＦ６および式１の化合物を任意選択的に溶媒と組み合わせて含む配合物が提供される
溶媒
非水性電解液は、溶媒を含み得る。溶媒の好ましい例としては、フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）および／またはプロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、またはエチレンカーボネート（ＥＣ）が挙げられる。
存在する場合、溶媒は、電解質の液体成分の０．１重量％～９９．９重量％を構成する。
添加剤
非水性電解液は、添加剤を含み得る。
好適な添加剤は、正極または負極の表面にイオン透過性膜を形成する表面膜形成剤として役立ち得る。これにより、電極の表面で発生する非水性電解液と電解質塩との分解反応を先取りし、それによって電極の表面での非水性電解液の分解反応を防ぐことができる。
膜形成剤添加剤の例としては、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、亜硫酸エチレン（ＥＳ）、リチウムビス（オキサラト）ボレート（ＬｉＢＯＢ）、シクロヘキシルベンゼン（ＣＨＢ）、およびオルトテルフェニル（ＯＴＰ）が挙げられる。添加剤は、単独で使用され得るか、または２つ以上を組み合わせて使用され得る。
存在する場合、添加剤は、非水性電解質配合物の総質量に対して０．１～３重量％の量で存在する。
電池
一次／二次電池
電池は、一次電池（非充電式）または二次電池（充電式）を含み得る。最も好ましくは、電池は二次電池を含む。
非水性電解液を含む電池は、一般にいくつかの要素を含むことになる。好ましい非水性電解質二次電池セルを構成する要素を以下に説明する。他の電池要素（温度センサーなど）が存在する可能性があることを理解されたい。以下の電池構成要素の一覧は、網羅的なものではない。
電極
電池は、一般的に正極および負極を含む。通常、電極は、多孔質であり、金属イオン（リチウムイオン）が挿入（インターカレーション）または抽出（デインターカレーション）と呼ばれるプロセスでそれらの構造に出入りすることを可能にする。
充電式電池（二次電池）の場合、カソードという用語は、放電サイクル中に還元が行われる電極を示す。リチウムイオンセルの場合、正極（「カソード」）は、リチウム系電極である。
正極（カソード）
正極は、一般に、金属箔などの正極集電体で構成され、任意選択的に、正極活物質層が正極集電体上に配置されている。
正極集電体は、正極に印加される電位の範囲で安定である金属の箔、または正極に印加される電位の範囲で安定である金属のスキン層を有する膜であり得る。正極に印加される電位範囲で安定な金属として、アルミニウム（Ａｌ）が望ましい。
正極活物質層は、一般に、正極活物質と、導電剤およびバインダーなどの他の成分と、を含む。これは一般に、溶媒中で成分を混合し、混合物を正極集電体に適用し、続いて乾燥および圧延することによって得られる。
正極活物質は、リチウム（Ｌｉ）含有遷移金属酸化物であり得る。遷移金属元素は、スカンジウム（Ｓｃ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、およびイットリウム（Ｙ）からなる群から選択される少なくとも１つであり得る。これらの遷移金属元素のうち、マンガン、コバルト、およびニッケルが最も好ましい。
遷移金属酸化物中の遷移金属原子のいくつかは、非遷移金属元素の原子によって置き換えられ得る。非遷移元素は、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）、およびホウ素（Ｂ）からなる群から選択され得る。これらの非遷移金属元素のうち、マグネシウムおよびアルミニウムが最も好ましい。
正極活物質の好ましい例としては、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＮｉ１－ｙＣｏｙＯ２（０＜ｙ＜１）、ＬｉＮｉ１－ｙ－ｚＣｏｙＭｎｚＯ２（０＜ｙ＋ｚ＜１）、およびＬｉＮｉ１－ｙ－ｚＣｏｙＡｌｚＯ２（０＜ｙ＋ｚ＜１）などのリチウム含有遷移金属酸化物が挙げられる。ＬｉＮｉ１－ｙ－ｚＣｏｙＭｎｚＯ２（０＜ｙ＋ｚ＜０．５）およびＬｉＮｉ１－ｙ－ｚＣｏｙＡｌｚＯ２（０＜ｙ＋ｚ＜０．５）（すべての遷移金属に対して、５０モル％以上の割合でニッケルを含有する）は、コストおよび比容量の観点から望ましい。これらの正極活物質は、多くの量のアルカリ成分を含有するため、非水性電解液の分解を促進し、耐久性の低下を引き起こす。しかしながら、本開示の非水性電解液は、これらの正極活物質と組み合わせて使用された場合でさえ、分解に対して耐性がある。
正極活物質は、リチウム（Ｌｉ）含有遷移金属フッ化物であり得る。遷移金属元素は、スカンジウム（Ｓｃ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、およびイットリウム（Ｙ）からなる群から選択される少なくとも１つであり得る。これらの遷移金属元素のうち、マンガン、コバルト、およびニッケルが最も好ましい。
遷移金属フッ化物中の遷移金属原子のいくつかは、非遷移金属元素の原子によって置き換えられ得る。非遷移元素は、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）、およびホウ素（Ｂ）からなる群から選択され得る。これらの非遷移金属元素のうち、マグネシウムおよびアルミニウムが最も好ましい。
導電剤を使用して、正極活物質層の電子伝導性を増加させ得る。導電剤の好ましい例としては、導電性炭素材料、金属粉末、および有機材料が挙げられる。具体的な例としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、およびグラファイトなどの炭素材料、アルミニウム粉末などの金属粉末、ならびにフェニレン誘導体などの有機材料が挙げられる。
正極活物質と導電剤との良好な接触を確保するためにバインダーを使用して、正極集電体の表面に対する正極活物質などの構成要素の接着性を増加させ得る。バインダーの好ましい例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）エチレン－プロピレン－イソプレンコポリマー、およびエチレン－プロピレン－ブタジエンコポリマーなどのフルオロポリマーならびにゴムポリマーが挙げられる。バインダーは、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）またはポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）などの増粘剤と組み合わせて使用され得る。
負極（アノード）
負極は、一般に、金属箔などの負極集電体で構成され、任意選択的に、負極活物質層が負極集電体上に配置されている。
負極集電体は、金属箔であり得る。金属としては銅（リチウム非含有）が好適である。銅は、低コストで容易に加工され、良好な電子伝導性を有する。
一般に、負極は、グラファイトまたはグラフェンなどの炭素を含む。
負極にはシリコン系材料も使用することができる。シリコンの好ましい形態は、ナノワイヤの形態にあり、これは、好ましくは、支持材料上に存在する。支持材料は、金属（鋼など）または非金属（炭素など）を含み得る。
負極は、活物質層を含み得る。存在する場合、活物質層は、負極活物質、およびバインダーなどの他の成分を含む。これは一般に、溶媒中で成分を混合し、混合物を正極集電体に適用し、続いて乾燥および圧延することによって得られる。
負極活物質は、リチウムイオンを貯蔵および放出することができれば、特に限定されない。好適な負極活物質の例としては、炭素材料、金属、合金、金属酸化物、金属窒化物、ならびにリチウム介在炭素およびシリコンが挙げられる。炭素材料の例としては、天然／人工グラファイト、ピッチ系炭素繊維が挙げられる。金属の好ましい例としては、リチウム（Ｌｉ）、シリコン（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、チタン、リチウム合金、シリコン合金、およびスズ合金が挙げられる。リチウム系材料の例としては、チタン酸リチウム（Ｌｉ２ＴｉＯ３）が挙げられる。
正極と同様に、バインダーは、フルオロポリマーまたはゴムポリマーであり得、望ましくは、スチレン－ブタジエンコポリマー（ＳＢＲ）などのゴム状ポリマーである。バインダーは、増粘剤と組み合わせて使用され得る。
セパレータ
セパレータは、好ましくは、正極と負極との間に存在する。セパレータは、絶縁性を有する。セパレータは、イオン透過性を有する多孔質膜を含み得る。多孔質膜の例としては、ミクロポーラス薄膜、織布、および不織布が挙げられる。セパレータに好適な材料は、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどのポリオレフィンである。
ケース
電池構成要素は、好ましくは、保護ケース内に配置される。
ケースは、電池への支持、および電力を供給されているデバイスへの電気的接触を提供するために、弾力性のある任意の好適な材料を含み得る。
一実施形態では、ケースは、電池形状に成形された、好ましくはシート形態の金属材料を含む。金属材料は、好ましくは、電池の組み立てにおいて一緒に（例えば、押し嵌めによって）取り付けられるように適合可能ないくつかの部分を含む。好ましくは、ケースは、鉄／鋼系材料を含む。
別の実施形態では、ケースは、電池形状に成形されたプラスチック材料を含む。プラスチック材料は、好ましくは、電池の組み立てにおいて一緒に（例えば、押し嵌め／接着によって）接合されるように適合可能ないくつかの部分を含む。好ましくは、ケースは、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、またはポリモノクロロフルオロエチレンなどのポリマーを含む。ケースはまた、フィラーまたは可塑剤などの、プラスチック材料のための他の添加剤を含み得る。電池のためのケースが主にプラスチック材料を含むこの実施形態では、ケーシングの一部は、電池によって電力が供給されるデバイスとの電気的接触を確立するための導電性／金属材料を追加的に含み得る。
配置
正極および負極は、セパレータを介して巻き付けられるか、または積み重ねられ得る。非水性電解液と一緒に、それらは外部ケース内に収容される。正極および負極は、外部ケースに、その分離部分において電気的に接続されている。
モジュール／パック
いくつかの／複数の電池セルは、電池モジュールに構成され得る。電池モジュールでは、電池セルは、直列および／または並列に編成され得る。通常、これらは機械的構造に収納されている。
電池パックは、複数のモジュールを直列または並列に接続することによって組み立てられ得る。通常、電池パックとしては、電池管理システムおよび熱管理システムを含むセンサーならびにコントローラーなどの機能が挙げられる。電池パックは、一般に、最終的な電池パック製品を構成するための収納ハウジング構造を含む。
最終用途
本発明の電池は、個々の電池／セル、モジュールおよび／またはパック（およびそのための電解質配合物）の形態で、様々な最終製品のうちの１つ以上で使用されることを意図している。
最終製品の好ましい例としては、ＧＰＳナビゲーションデバイス、カメラ、ラップトップ、タブレット、および携帯電話などのポータブル電子デバイスが挙げられる。最終製品の他の好ましい例としては、電動自転車およびバイク、ならびに自動車用途（ハイブリッド車および純粋な電気自動車を含む）などの車両デバイス（推進システムおよび／またはそこに存在する任意の電気システムまたはデバイスのための電力の供給として）が挙げられる。
次に、本発明が、以下の非限定的な実施例を参照して説明される。
実施例１－エーテルの調製
以下の手順に従った。
・水酸化カリウム（１７．０ｇ、２５０ｍｍｏｌ）は、気体または液体のための入口ポート、圧力および温度インジケーター、ならびに十字形のガス巻込み撹拌器アセンブリを備えた１００ｍｌのＨａｓｔｅｌｌｏｙ Ｃ圧力容器内で、水（４．０ｇ）およびアルコール（４０ｇ）の溶液に撹拌しながらゆっくりと添加された。
・容器を密閉し、窒素でパージし、圧力試験を行った。次いで、内容物を、１０００ｒｐｍで撹拌しながら、２０～６０℃（反応に応じて）に加熱した。
・平衡化後、不飽和有機フッ素供給成分を添加し、圧力または温度インジケーターでそれ以上変化が示されなくなるまで、反応条件を維持した。
・内容物を回収し、水で洗浄し、有機画分を回収した。
・有機画分を無水硫酸ナトリウムで乾燥し、単純な「トップアンドテール（ｔｏｐ ａｎｄ ｔａｉｌ）」蒸留に供して、軽いものおよび重いものを取り除いた。
・反応生成物をＧＣ－ＭＳによって分析した。
Figure 2022550878000008
実施例２－大規模なエーテルの調製
実施例１に概説された基本的な手順は、有機フッ素供給成分のより大きなバッチ（３００～５００ｇ）を伴い、粗生成物は、ＮＭＲ分光法によって分析された。
Figure 2022550878000009
実施例３－電気化学的適合性試験
電気化学的適合性は、Ｇａｍｒｙ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｐｏｔｅｎｔｉｏｍｅｔｅｒおよび標準の３電極試験セルを使用したサイクリックボルタンメトリー（ＣＶ）によって評価された。作用電極および対電極は、白金線の参照電極を有するガラス状炭素（面積：０．０７１ｃｍ２）でできている。基本的な電解質溶液は、アセトニトリル（ＡＣＮ）中の０．２５Ｍのテトラブチルアンモニウムフルオロボレート（ＴＢＡＦ）であり、セルは、０Ｖでのフェロセン／フェロセニウム（Ｆｃ／Ｆｃ＋）結合を参照した。
図１は、生成物Ｅ６などのトリフルオロプロペニルエーテルの電気化学的適合性を実証するのに役立つ３つのＣＶトレースを示している。
・ＣＶ１：ＡＣＮ中の０．２５ＭのＴＢＡＦ
・ＣＶ２：ＡＣＮ＋生成物Ｅ６中の０．２５ＭのＴＢＡＦ
・ＣＶ３：ＡＣＮ＋プロピレンカーボネート中の０．２５ＭのＴＢＡＦ
実施例４－電解質組成物の調製
Ｅ６またはＥ７の生成物および様々な一般的な電解質溶媒を含む溶媒中のヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）／リチウムビス（フルオロスルホニル）（）の１Ｍの溶液を調製し、１９Ｆ ＮＭＲ分光法で分析した。
組成物を以下の表１～４に示す。表１～４はまた、１９Ｆ ＮＭＲスペクトルへの参照も含む（２１ページも参照）。
表１～４では、次の略語が使用されている。
ＰＣ＝プロピレンカーボネート
ＦＥＣ＝フルオロエチレンカーボネート
ＥＣ＝エチレンカーボネート
ＥＭＣ＝エチルメチルカーボネート
すべてのパーセンテージは重量によるものである。
Figure 2022550878000010
Figure 2022550878000011
Figure 2022550878000012
Figure 2022550878000013
可燃性および安全性試験
引火点
引火点は、ＡＳＴＭ Ｄ６４５０標準法に従って、Ｇｒａｂｎｅｒ ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのＭｉｎｉｆｌａｓｈ ＦＬＰ／Ｈデバイスを使用して決定された。
Figure 2022550878000014
これらの測定値は、ＭＥＸＩ－１およびＭＥＸＩ－２と呼ばれる添加剤の添加により、標準電解液の引火点が大幅に上昇したことを実証している。
自己消火時間
自己消火時間は、紫外線検出器に接続された自動制御のストップウォッチを含む特注のデバイスで測定された。
・検査される電解質（５００μＬ）をＷｈａｔｍａｎ ＧＦ／Ｄ（Φ＝２４ｍｍ）ガラスマイクロファイバーフィルターに塗布した。
・発火源を試料の下に移し、ここのその位置に事前設定した時間（１、５、または１０秒）保持して、試料に点火する。試料の着火および燃焼は、ＵＶ光検出器を使用して検出された。
・評価は、電解質の燃焼時間／重量［ｓ ｇ－１］を点火時間［ｓ］にわたってプロットし、かつ線形回帰直線によって点火時間＝０ｓに外挿することによって実施される。
・自己消火時間（ｓ．ｇ－１）は、一度炎を起こして試料の燃焼が止まるまでに必要とされる時間である。
Figure 2022550878000015
これらの測定値は、化合物ＭＥＸＩ－１およびＭＥＸＩ－２が難燃性を有することを実証している。
電気化学的試験
乾燥
試験前に、ＭＥＸＩ－１およびＭＥＸＩ－２は、事前に活性化されたタイプ４Ａモレキュラーシーブで処理することによって乾燥させた。前処理および後処理された試料の水位は、カールフィッシャー法によって決定された。
Figure 2022550878000016
電解質配合物
電解質の調製および貯蔵は、アルゴンを充填したグローブボックス中（Ｈ２ＯおよびＯ２＜０．１ｐｐｍ）で実施した。ベース電解質は、２、５、１０、および３０重量％の濃度のＭＥＸＩ－１またはＭＥＸＩ－２添加剤を有するエチレンカーボネート：エチルメチルカーボネート（３：７重量％）中の１ＭのＬｉＰＦ６であった。
セル化学および構造
各電解質配合物の性能は、５０サイクルにわたって多層パウチセル内で試験された（電解質あたり２セル）。
化学１：リチウム－ニッケル－コバルト－マンガン－酸化物（ＮＣＭ６２２）正極および人工グラファイト（比容量：３５０ｍＡｈ ｇ－１）負極。ＮＭＣ６２２およびグラファイトの面積容量は、それぞれ３．５ｍＡｈ ｃｍ－２および４．０ｍＡｈ ｃｍ－２に達した。Ｎ／Ｐ比は１１５％に達した。
化学２：リチウム－ニッケル－コバルト－マンガン－酸化物（ＮＣＭ６２２）正極およびＳｉＯｘ／グラファイト（比容量：５５０ｍＡｈ ｇ－１）負極。ＮＭＣ６２２およびＳｉＯｘ／グラファイトの面積容量は、それぞれ３．５ｍＡｈ／ｃｍ－２および４．０ｍＡｈ ｃｍ－２に達する。Ｎ／Ｐ比は１１５％に達した。
試験パウチセルは、次の特徴を有した。
・公称容量２４０ｍＡｈ＋／－２％
・標準偏差：
容量：±０．６ｍＡｈ
クーロン効率（ＣＥ）第１サイクル：±０．１３％
クーロン効率（ＣＥ）の後続サイクル：±０．１％
正極：ＮＭＣ－６２２
・活物質含有量：９６．４％
・質量負荷：１６．７ｍｇ ｃｍ－２
負極：人工グラファイト
・活物質含有量：９４．８％
・質量負荷：１０ｍｇ ｃｍ－２
・セパレータ：ＰＥ（１６μｍ）＋４μｍ Ａｌ２Ｏ３
・カットオフ電圧４．２Ｖで均衡が取れた
負極：人工グラファイト＋ＳｉＯ
・活物質含有量：９４．６％
・質量負荷：６．２８ｍｇ ｃｍ－２
・セパレータ：ＰＥ（１６μｍ）＋４μｍ Ａｌ２Ｏ３
・カットオフ電圧４．２Ｖで均衡が取れた
組み立て後、次の形成プロトコルが使用された。
１．１．５Ｖまでステップ充電した後、５時間の休止ステップ（４０℃での湿潤ステップ）
２．ＣＣＣＶ（Ｃ／１０、３．７Ｖ（Ｉ限界：１時間））（前形成ステップ）
３．休止ステップ（６時間）
４．ＣＣＣＶ（Ｃ／１０、４．２Ｖ（Ｉ限界：０．０５Ｃ））休止ステップ（２０分）
５．ＣＣ放電（Ｃ／１０、３．８Ｖ）、（セルの脱ガス）
６．ＣＣ放電（Ｃ／１０、２．８Ｖ）
この形成ステップに続いて、セルを以下のように試験した。
・休止ステップ（１．５Ｖ、５時間）、ＣＣＣＶ（Ｃ／１０、３．７Ｖ（１時間））
・休止ステップ（６時間）、ＣＣＣＶ（Ｃ／１０、４．２Ｖ（Ｉ限界：０．０５Ｃ））
・休止ステップ（２０分）、ＣＣ放電（Ｃ／１０、３．８Ｖ）
・脱ガスステップ
・放電（Ｃ／１０、２．８Ｖ）、休止ステップ（５時間）
・ＣＣＣＶ（Ｃ／３、４．２Ｖ（Ｉ限界：０．０５Ｃ））、休止ステップ（２０分）
・ＣＣ放電（Ｃ／３、２．８Ｖ）
・５０サイクル、または４０℃で５０％ＳＯＨに達するまで：
ＣＣＣＶ（Ｃ／３、４．２Ｖ（Ｉ限界：０．０２Ｃ））、休止ステップ（２０分）
ＣＣ放電（Ｃ／３、３．０Ｖ）、休止ステップ（２０分）
試験結果
各セル化学における両方の添加剤の試験結果は、表５～表８および図２４～図２７にまとめられている。このデータから、両方のセル化学の両方の添加剤がセルの性能にプラスの影響を及ぼし、クーロン効率およびサイクリング安定性の両方を改善したことがわかり得る。安全性関連の研究と組み合わせたこれらの結果は、本発明の化合物が、それらを含むエネルギー貯蔵デバイスの安全性および性能の両方を同時に改善したことを実証している。
Figure 2022550878000017
Figure 2022550878000018
Figure 2022550878000019
Figure 2022550878000020
生成物Ｅ６などのトリフルオロプロペニルエーテルの電気化学的適合性を実証するのに役立つ３つのＣＶトレースを示している。 実施例からの反応生成物のうちのいくつかおよびいくつかの参照生成物を含む組成物に対して実施した様々な分光分析技法の結果を図示している。 エチレンカーボネート中のＬｉＰＦ６の１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示している。 プロピレンカーボネート中のＬｉＰＦ６の１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示している。 エチレンカーボネート／プロピレンカーボネート／ジメチルカーボネート中のＬｉＰＦ６の１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示している。 ３０％Ｅ６／７０％エチレンカーボネート中のＬｉＰＦ６の１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示している。 ３０％Ｅ６／７０％プロピレンカーボネート中のＬｉＰＦ６の１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示している。 ８０％Ｅ６／２０％エチレンカーボネート中のＬｉＰＦ６の１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示している。 ８０％Ｅ６／２０％プロピレンカーボネート中のＬｉＰＦ６の１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示している。 ３０％Ｅ７／７０％プロピレンカーボネート中のＬｉＰＦ６の１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示している。 ５０％Ｅ７／５０％エチレンカーボネート中のＬｉＰＦ６の１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示している。 ８０％Ｅ７／２０％エチレンカーボネート中のＬｉＰＦ６の１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示している。 プロピレンカーボネート中のＬｉＰＦ６およびＣＦ３ＣＨ＝ＣＨＯＣＨ２ＣＦ３の１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示している。 プロピレンカーボネート（９０％）およびフルオロエチレンカーボネート（１０％）中のＬｉＰＦ６およびＣＦ３ＣＨ＝ＣＨＯＣＨ２ＣＦ３の１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示している。 エチレンカーボネート（３０％）およびエチルメチルカーボネート（７０％）中のＬｉＰＦ６およびＣＦ３ＣＨ＝ＣＨＯＣＨ２ＣＦ３の１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示している。 プロピレンカーボネート中のＬｉＦＳＩおよびＣＦ３ＣＨ＝ＣＨＯＣＨ２ＣＦ３の１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示している。 プロピレンカーボネート（９０％）およびフルオロエチレンカーボネート（１０％）中のＬｉＦＳＩおよびＣＦ３ＣＨ＝ＣＨＯＣＨ２ＣＦ３の１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示している。 エチレンカーボネート（３０％）およびエチルメチルカーボネート（７０％）中のＬｉＦＳＩおよびＣＦ３ＣＨ＝ＣＨＯＣＨ２ＣＦ３の１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示している。 プロピレンカーボネート中のＬｉＰＦ６およびＣＦ３ＣＨ＝ＣＨＯＣＨ２ＣＦ２ＣＨＦ２の１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示している。 プロピレンカーボネート（９０％）およびフルオロエチレンカーボネート（１０％）中のＬｉＰＦ６およびＣＦ３ＣＨ＝ＣＨＯＣＨ２ＣＦ２ＣＨＦ２の１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示している。 エチレンカーボネート（３０％）およびエチルメチルカーボネート（７０％）中のＬｉＰＦ６およびＣＦ３ＣＨ＝ＣＨＯＣＨ２ＣＦ２ＣＨＦ２の１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示している。 プロピレンカーボネート中のＬｉＦＳＩおよびＣＦ３ＣＨ＝ＣＨＯＣＨ２ＣＦ２ＣＨＦ２の１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示している。 プロピレンカーボネート（９０％）およびフルオロエチレンカーボネート（１０％）中のＬｉＦＳＩおよびＣＦ３ＣＨ＝ＣＨＯＣＨ２ＣＦ２ＣＨＦ２の１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示している。 エチレンカーボネート（３０％）およびエチルメチルカーボネート（７０％）中のＬｉＦＳＩおよびＣＦ３ＣＨ＝ＣＨＯＣＨ２ＣＦ２ＣＨＦ２の１９Ｆ ＮＭＲスペクトルを示している。 ＭＥＸＩ－１－セル化学１の電気化学的性能を示している。 ＭＥＸＩ－１－セル化学２の電気化学的性能を示している。 ＭＥＸＩ－２－セル化学１の電気化学的性能を示している。 ＭＥＸＩ－２－セル化学２の電気化学的性能を示している。
（組成物の重量％）

Claims (26)

  1. 非水性電池電解質配合物における式１の化合物の使用であって、
    Figure 2022550878000021
     式中、
    Ｒが、フッ素化アルキル基であり、Ｘが、Ｆ、Ｃｌ、Ｈ、ＣＦ３、および少なくとも部分的にフッ素化され得るＣ１～Ｃ６アルキルからなる群から選択され、ＯＲ基が、任意の他の基に対してシスまたはトランスにあり得る、使用。
  2. 電池における式１の化合物を含む非水性電池電解質配合物の使用であって、
    Figure 2022550878000022
     式中、
    Ｒが、フッ素化アルキル基であり、Ｘが、Ｆ、Ｃｌ、Ｈ、ＣＦ３、および少なくとも部分的にフッ素化され得るＣ１～Ｃ６アルキルからなる群から選択され、ＯＲ基が、任意の他の基に対してシスまたはトランスにあり得る、使用。
  3. 前記配合物が、前記非水性電解質配合物の総質量に対して０．１～２０重量％の量で存在する金属電解質塩を含む、請求項１または２に記載の使用。
  4. 前記金属塩が、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、鉛、亜鉛、またはニッケルの塩である、請求項３に記載の使用。
  5. 前記金属塩が、ヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、ヘキサフルオロヒ酸リチウム一水和物（ＬｉＡｓＦ６）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）、テトラフルオロホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ４）、リチウムトリフラート（ｌｉｔｈｉｕｍ ｔｒｉｆｌａｔｅ）（ＬｉＳＯ３ＣＦ３）、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（Ｌｉ（ＦＳＯ２）２Ｎ）、およびリチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ）を含む群から選択されるリチウムの塩である、請求項４に記載の使用。
  6. 前記配合物が、前記配合物の液体成分の０．１重量％～９９．９重量％の量で、追加の溶媒を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の使用
  7. 前記追加の溶媒が、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、またはエチレンカーボネート（ＥＣ）を含む群から選択される、請求項６に記載の使用。
  8. 式１の化合物を含む、電池電解質配合物。
  9. 金属イオンおよび式１の化合物を任意選択的に溶媒と組み合わせて含む配合物であって、
    Figure 2022550878000023
     式中、
    Ｒが、フッ素化アルキル基であり、Ｘが、Ｆ、Ｃｌ、Ｈ、ＣＦ３、および少なくとも部分的にフッ素化され得るＣ１～Ｃ６アルキルからなる群から選択され、－ＯＲ４基が、Ｒ１、Ｒ２、またはＲ３基のうちのいずれかに対してシスまたはトランスにあり得る、配合物。
  10. 式１の化合物を含む電池電解質配合物を含む電池であって、
    Figure 2022550878000024
     式中、
    Ｒが、フッ素化アルキル基であり、Ｘが、Ｆ、Ｃｌ、Ｈ、ＣＦ３、および少なくとも部分的にフッ素化され得るＣ１～Ｃ６アルキルからなる群から選択され、－ＯＲ基が、任意の他のＸ基に対してシスまたはトランスにあり得る、電池。
  11. 前記配合物が、非水性電解質配合物の総質量に対して０．１～２０重量％の量で存在する金属電解質塩を含む、請求項８～１０のいずれか一項に記載の配合物。
  12. 前記金属塩が、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、鉛、亜鉛、またはニッケルの塩である、請求項１１に記載の配合物。
  13. 前記金属塩が、ヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、ヘキサフルオロヒ酸リチウム一水和物（ＬｉＡｓＦ６）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）、テトラフルオロホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ４）、リチウムトリフラート（ＬｉＳＯ３ＣＦ３）、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（Ｌｉ（ＦＳＯ２）２Ｎ）、およびリチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ）を含む群から選択されるリチウムの塩の塩である、請求項１２に記載の配合物。
  14. 前記配合物が、前記配合物の前記液体成分の０．１重量％～９９．９重量％の量で、追加の溶媒を含む、請求項８～１３のいずれか一項に記載の配合物
  15. 前記追加の溶媒が、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、およびエチレンカーボネート（ＥＣ）を含む群から選択される、請求項１４に記載の配合物。
  16. 式１の化合物を含む配合物の添加を含む、電池および／または電池電解質の可燃性を低減する方法であって、
    Figure 2022550878000025
     式中、
    Ｒが、フッ素化アルキル基であり、Ｘが、Ｆ、Ｃｌ、Ｈ、ＣＦ３、および少なくとも部分的にフッ素化され得るＣ１～Ｃ６アルキルからなる群から選択され、－ＯＲ基が、任意の他のＸ基に対してシスまたはトランスにあり得る、方法。
  17. 式１の化合物を含む電池電解質配合物を含む電池の使用を含む、物品に電力を供給する方法であって、
    Figure 2022550878000026
     式中、
    Ｒが、フッ素化アルキル基であり、Ｘが、Ｆ、Ｃｌ、Ｈ、ＣＦ３、および少なくとも部分的にフッ素化され得るＣ１～Ｃ６アルキルからなる群から選択され、－ＯＲ基が、任意の他のＸ基に対してシスまたはトランスにあり得る、方法。
  18. 電池電解質配合物を改良する方法であって、（ａ）式１の化合物を含む電池電解質配合物との前記電池電解質の少なくとも部分的な置換、および／または（ｂ）式１の化合物を含む電池電解質配合物での前記電池電解質の補充のどちらかを含み、
    Figure 2022550878000027
     式中、
    Ｒが、フッ素化アルキル基であり、Ｘが、Ｆ、Ｃｌ、Ｈ、ＣＦ３、および少なくとも部分的にフッ素化され得るＣ１～Ｃ６アルキルからなる群から選択され、－ＯＲ基が、任意の他のＸ基に対してシスまたはトランスにあり得る、方法。
  19. 式１の化合物を含有する配合物を調製する方法であって、
    Figure 2022550878000028
     式中、
    Ｒが、フッ素化アルキル基であり、Ｘが、Ｆ、Ｃｌ、Ｈ、ＣＦ３、および少なくとも部分的にフッ素化され得るＣ１～Ｃ６アルキルからなる群から選択され、－ＯＲ基が、任意の他のＸ基に対してシスまたはトランスにあり得、
    式２ａおよび／または式２ｂの化合物を
    Figure 2022550878000029
    Figure 2022550878000030
     アルコールＲＯＨと、高温高圧での基本的な反応条件下で反応させることによるものである、方法。
  20. 式１の化合物をエチレン、プロピレンまたはフルオロエチレンカーボネート、およびヘキサフルオロリン酸リチウムと混合することを含む、電池電解質配合物を調製する、方法。
  21. 式１の化合物の使用によって、電池容量／電池内の電荷移動／電池寿命／等を改善する、方法。
  22. 前記配合物が、非水性電解質配合物の総質量に対して０．１～２０重量％の量で存在する金属電解質塩を含む、請求項１６～２１のいずれか一項に記載の方法。
  23. 前記金属塩が、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、鉛、亜鉛、またはニッケルの塩である、請求項２２に記載の方法。
  24. 前記金属塩が、ヘキサフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、ヘキサフルオロヒ酸リチウム一水和物（ＬｉＡｓＦ６）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）、テトラフルオロホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ４）、リチウムトリフラート（ＬｉＳＯ３ＣＦ３）、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（Ｌｉ（ＦＳＯ２）２Ｎ）、およびリチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ）を含む群から選択されるリチウムの塩の塩である、請求項２３に記載の方法。
  25. 前記配合物が、前記配合物の前記液体成分の０．１重量％～９９．９重量％の量で、追加の溶媒を含む、請求項１６～２４のいずれか一項に記載の方法
  26. 前記追加の溶媒が、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、およびエチレンカーボネート（ＥＣ）を含む群から選択される、請求項２５に記載の方法。

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