JP2023511138A - 電解液及びそれを用いる電気化学装置 - Google Patents
電解液及びそれを用いる電気化学装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023511138A JP2023511138A JP2022544205A JP2022544205A JP2023511138A JP 2023511138 A JP2023511138 A JP 2023511138A JP 2022544205 A JP2022544205 A JP 2022544205A JP 2022544205 A JP2022544205 A JP 2022544205A JP 2023511138 A JP2023511138 A JP 2023511138A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substituted
- unsubstituted
- group
- electrolyte
- groups
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 113
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 75
- -1 carboxylic acid ester compound Chemical class 0.000 claims abstract description 68
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims abstract description 40
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 40
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 39
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 38
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 claims description 29
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 22
- 125000003358 C2-C20 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 20
- 125000003837 (C1-C20) alkyl group Chemical group 0.000 claims description 19
- 125000004450 alkenylene group Chemical group 0.000 claims description 19
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 claims description 19
- 125000006651 (C3-C20) cycloalkyl group Chemical group 0.000 claims description 17
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 claims description 16
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 16
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 claims description 16
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 claims description 13
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 12
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 12
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 claims description 12
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 claims description 12
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 11
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 10
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 8
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 125000001174 sulfone group Chemical group 0.000 claims description 6
- HHVIBTZHLRERCL-UHFFFAOYSA-N sulfonyldimethane Chemical group CS(C)(=O)=O HHVIBTZHLRERCL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910012258 LiPO Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 125000003161 (C1-C6) alkylene group Chemical group 0.000 claims description 3
- OGJQVRIEKWJQLI-UHFFFAOYSA-M C(C(=O)O)(=O)[O-].P(=O)(O)(O)F.P(=O)(O)(O)F.P(=O)(O)(O)F.P(=O)(O)(O)F.[Li+] Chemical compound C(C(=O)O)(=O)[O-].P(=O)(O)(O)F.P(=O)(O)(O)F.P(=O)(O)(O)F.P(=O)(O)(O)F.[Li+] OGJQVRIEKWJQLI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- SYRDSFGUUQPYOB-UHFFFAOYSA-N [Li+].[Li+].[Li+].[O-]B([O-])[O-].FC(=O)C(F)=O Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]B([O-])[O-].FC(=O)C(F)=O SYRDSFGUUQPYOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 claims description 3
- DEUISMFZZMAAOJ-UHFFFAOYSA-N lithium dihydrogen borate oxalic acid Chemical compound B([O-])(O)O.C(C(=O)O)(=O)O.C(C(=O)O)(=O)O.[Li+] DEUISMFZZMAAOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000008053 sultones Chemical class 0.000 claims description 3
- LMBFAGIMSUYTBN-MPZNNTNKSA-N teixobactin Chemical compound C([C@H](C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@H]1C(N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](C[C@@H]2NC(=N)NC2)C(=O)N[C@H](C(=O)O[C@H]1C)[C@@H](C)CC)=O)NC)C1=CC=CC=C1 LMBFAGIMSUYTBN-MPZNNTNKSA-N 0.000 claims description 3
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 abstract description 28
- 230000008961 swelling Effects 0.000 abstract description 4
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 39
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 32
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 description 21
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 18
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 18
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 16
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 16
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 14
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 12
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 11
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 11
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 11
- 229940021013 electrolyte solution Drugs 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 150000004292 cyclic ethers Chemical class 0.000 description 9
- 239000010408 film Substances 0.000 description 9
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 8
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 8
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 8
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 8
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 8
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 7
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 7
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 7
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 6
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 6
- PCBOWMZAEDDKNH-HOTGVXAUSA-N [4-(trifluoromethoxy)phenyl]methyl (3as,6as)-2-(3-fluoro-4-sulfamoylbenzoyl)-1,3,3a,4,6,6a-hexahydropyrrolo[3,4-c]pyrrole-5-carboxylate Chemical compound C1=C(F)C(S(=O)(=O)N)=CC=C1C(=O)N1C[C@H]2CN(C(=O)OCC=3C=CC(OC(F)(F)F)=CC=3)C[C@@H]2C1 PCBOWMZAEDDKNH-HOTGVXAUSA-N 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 6
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 6
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 6
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 6
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 6
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 5
- 238000009783 overcharge test Methods 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 239000002335 surface treatment layer Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910013098 LiBF2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910013880 LiPF4 Inorganic materials 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 4
- 125000001995 cyclobutyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 4
- 125000001559 cyclopropyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C1([H])* 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 4
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 4
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 4
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 4
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 4
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 4
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001290 LiPF6 Inorganic materials 0.000 description 3
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N [C].[Si] Chemical class [C].[Si] HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 3
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 3
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 3
- 229910000625 lithium cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001496 lithium tetrafluoroborate Inorganic materials 0.000 description 3
- BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido(oxo)cobalt Chemical compound [Li+].[O-][Co]=O BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 1,1-Diethoxyethane Chemical compound CCOC(C)OCC DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SPEUIVXLLWOEMJ-UHFFFAOYSA-N 1,1-dimethoxyethane Chemical compound COC(C)OC SPEUIVXLLWOEMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RCRNVWKZQROUJM-UHFFFAOYSA-N 3-[4-(2-cyanoethoxy)butoxy]propanenitrile Chemical compound N#CCCOCCCCOCCC#N RCRNVWKZQROUJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003860 C1-C20 alkoxy group Chemical group 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 229910020599 Co 3 O 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910005143 FSO2 Inorganic materials 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 229910000552 LiCF3SO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910012265 LiPO2F2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 2
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 239000005466 carboxylated polyvinylchloride Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 125000000392 cycloalkenyl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 2
- 125000001511 cyclopentyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 2
- 229920005994 diacetyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 2
- 125000000816 ethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N hafnium(iv) oxide Chemical compound O=[Hf]=O CJNBYAVZURUTKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- ZQBFAOFFOQMSGJ-UHFFFAOYSA-N hexafluorobenzene Chemical compound FC1=C(F)C(F)=C(F)C(F)=C1F ZQBFAOFFOQMSGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- ACFSQHQYDZIPRL-UHFFFAOYSA-N lithium;bis(1,1,2,2,2-pentafluoroethylsulfonyl)azanide Chemical compound [Li+].FC(F)(F)C(F)(F)S(=O)(=O)[N-]S(=O)(=O)C(F)(F)C(F)(F)F ACFSQHQYDZIPRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000002931 mesocarbon microbead Substances 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 2
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 2
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 229920001289 polyvinyl ether Polymers 0.000 description 2
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 2
- 229920000973 polyvinylchloride carboxylated Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 229910021384 soft carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 2
- HVLLSGMXQDNUAL-UHFFFAOYSA-N triphenyl phosphite Chemical compound C=1C=CC=CC=1OP(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 HVLLSGMXQDNUAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021642 ultra pure water Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012498 ultrapure water Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 125000006736 (C6-C20) aryl group Chemical group 0.000 description 1
- BSVZXPLUMFUWHW-OWOJBTEDSA-N (e)-hex-3-enedinitrile Chemical compound N#CC\C=C\CC#N BSVZXPLUMFUWHW-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 1
- GETTZEONDQJALK-UHFFFAOYSA-N (trifluoromethyl)benzene Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=CC=C1 GETTZEONDQJALK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WACNXHCZHTVBJM-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4,5-pentafluorobenzene Chemical compound FC1=CC(F)=C(F)C(F)=C1F WACNXHCZHTVBJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SOZFIIXUNAKEJP-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4-tetrafluorobenzene Chemical compound FC1=CC=C(F)C(F)=C1F SOZFIIXUNAKEJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AJKNNUJQFALRIK-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-trifluorobenzene Chemical compound FC1=CC=CC(F)=C1F AJKNNUJQFALRIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LZDKZFUFMNSQCJ-UHFFFAOYSA-N 1,2-diethoxyethane Chemical compound CCOCCOCC LZDKZFUFMNSQCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GOYDNIKZWGIXJT-UHFFFAOYSA-N 1,2-difluorobenzene Chemical compound FC1=CC=CC=C1F GOYDNIKZWGIXJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VDFVNEFVBPFDSB-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxane Chemical compound C1COCOC1 VDFVNEFVBPFDSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxolane Chemical compound C1COCO1 WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYCXIDKAJBXPCZ-UHFFFAOYSA-N 1-ethoxy-1-methoxyethane Chemical compound CCOC(C)OC MYCXIDKAJBXPCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001637 1-naphthyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C2C(*)=C([H])C([H])=C([H])C2=C1[H] 0.000 description 1
- OMDBQUJWRWFIEG-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4-tetramethylpentanedinitrile Chemical compound N#CC(C)(C)CC(C)(C)C#N OMDBQUJWRWFIEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZTVWCVDHDYZBDT-UHFFFAOYSA-N 2,2,5,5-tetramethylhexanedinitrile Chemical compound N#CC(C)(C)CCC(C)(C)C#N ZTVWCVDHDYZBDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HEWZVZIVELJPQZ-UHFFFAOYSA-N 2,2-dimethoxypropane Chemical compound COC(C)(C)OC HEWZVZIVELJPQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RISJWFYSMKOETR-UHFFFAOYSA-N 2,4-dimethylpentanedinitrile Chemical compound N#CC(C)CC(C)C#N RISJWFYSMKOETR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IERAUDYEBKFNFZ-UHFFFAOYSA-N 2,6-dimethylheptanedinitrile Chemical compound N#CC(C)CCCC(C)C#N IERAUDYEBKFNFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RKRRPWLLULFKMZ-UHFFFAOYSA-N 2,7-dimethyloctanedinitrile Chemical compound N#CC(C)CCCCC(C)C#N RKRRPWLLULFKMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PITUYKHMRZYCFH-UHFFFAOYSA-N 2,8-dimethylnonanedinitrile Chemical compound N#CC(C)CCCCCC(C)C#N PITUYKHMRZYCFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SCQHTDQCTAJQBF-UHFFFAOYSA-N 2-(cyanomethoxymethoxy)acetonitrile Chemical compound N#CCOCOCC#N SCQHTDQCTAJQBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YDYMCQUIFFVXAM-UHFFFAOYSA-N 2-butyloctanedinitrile Chemical compound CCCCC(C#N)CCCCCC#N YDYMCQUIFFVXAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HTWIZMNMTWYQRN-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-1,3-dioxolane Chemical compound CC1OCCO1 HTWIZMNMTWYQRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBDSWNLTVOAIPQ-UHFFFAOYSA-N 2-methylhexanedinitrile Chemical compound N#CC(C)CCCC#N SBDSWNLTVOAIPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FPPLREPCQJZDAQ-UHFFFAOYSA-N 2-methylpentanedinitrile Chemical compound N#CC(C)CCC#N FPPLREPCQJZDAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001622 2-naphthyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C2C([H])=C(*)C([H])=C([H])C2=C1[H] 0.000 description 1
- TUSGMULOLOXQAJ-UHFFFAOYSA-N 3,4-diethylhex-3-enedinitrile Chemical compound N#CCC(CC)=C(CC)CC#N TUSGMULOLOXQAJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WZNZNDCFWFBZHZ-UHFFFAOYSA-N 3,4-dimethylhex-3-enedinitrile Chemical compound N#CCC(C)=C(C)CC#N WZNZNDCFWFBZHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PCXAJXOHTPAPQC-UHFFFAOYSA-N 3,6-dimethyloct-4-enedinitrile Chemical compound CC(CC#N)C=CC(C)CC#N PCXAJXOHTPAPQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VTHRQKSLPFJQHN-UHFFFAOYSA-N 3-[2-(2-cyanoethoxy)ethoxy]propanenitrile Chemical compound N#CCCOCCOCCC#N VTHRQKSLPFJQHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XEICSQLBXZSODE-UHFFFAOYSA-N 3-[2-[2-(2-cyanoethoxy)ethoxy]ethoxy]propanenitrile Chemical compound N#CCCOCCOCCOCCC#N XEICSQLBXZSODE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KCHBZKXCYRHBDY-UHFFFAOYSA-N 3-[2-[2-[2-(2-cyanoethoxy)ethoxy]ethoxy]ethoxy]propanenitrile Chemical compound N#CCCOCCOCCOCCOCCC#N KCHBZKXCYRHBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JTKLWARHCXXPJD-UHFFFAOYSA-N 3-[2-[2-[2-[2-(2-cyanoethoxy)ethoxy]ethoxy]ethoxy]ethoxy]propanenitrile Chemical compound N#CCCOCCOCCOCCOCCOCCC#N JTKLWARHCXXPJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PPHVNJZVJZMSRM-UHFFFAOYSA-N 3-[3-(2-cyanoethoxy)propoxy]propanenitrile Chemical compound N#CCCOCCCOCCC#N PPHVNJZVJZMSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YPNMWIVQXFZROZ-UHFFFAOYSA-N 3-[5-(2-cyanoethoxy)pentoxy]propanenitrile Chemical compound N#CCCOCCCCCOCCC#N YPNMWIVQXFZROZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004975 3-butenyl group Chemical group C(CC=C)* 0.000 description 1
- VXGCOEDEMFUWAU-UHFFFAOYSA-N 3-ethylhex-3-enedinitrile Chemical compound N#CCC(CC)=CCC#N VXGCOEDEMFUWAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LRHJVQIZZFMIPA-UHFFFAOYSA-N 3-methylhex-3-enedinitrile Chemical compound N#CCC(C)=CCC#N LRHJVQIZZFMIPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SSFCTPIXMIAKLK-UHFFFAOYSA-N 3-methyloct-4-enedinitrile Chemical compound CC(CC#N)C=CCCC#N SSFCTPIXMIAKLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBUOHGKIOVRDKY-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-1,3-dioxolane Chemical compound CC1COCO1 SBUOHGKIOVRDKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IKQFXWNMLQBXMO-UHFFFAOYSA-N 5-[2-(4-cyanobutoxy)ethoxy]pentanenitrile Chemical compound N#CCCCCOCCOCCCCC#N IKQFXWNMLQBXMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000041 C6-C10 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910007857 Li-Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008410 Li-Sn-O Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910032387 LiCoO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052493 LiFePO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013131 LiN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012423 LiSO3F Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008447 Li—Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006763 Li—Sn—O Inorganic materials 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCQWOFVYLHDMMC-UHFFFAOYSA-N Oxazole Chemical compound C1=COC=N1 ZCQWOFVYLHDMMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000007320 Pinus strobus Species 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 1
- DHXVGJBLRPWPCS-UHFFFAOYSA-N Tetrahydropyran Chemical compound C1CCOCC1 DHXVGJBLRPWPCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FZWLAAWBMGSTSO-UHFFFAOYSA-N Thiazole Chemical compound C1=CSC=N1 FZWLAAWBMGSTSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010248 TiO2—Li4Ti5O12 Inorganic materials 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn].[Co].[Ni] Chemical compound [Li].[Mn].[Co].[Ni] SOXUFMZTHZXOGC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTGRAWJCKBQKAO-UHFFFAOYSA-N adiponitrile Chemical compound N#CCCCCC#N BTGRAWJCKBQKAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000006256 anode slurry Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N aqua regia Chemical compound Cl.O[N+]([O-])=O QZPSXPBJTPJTSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- BHXFKXOIODIUJO-UHFFFAOYSA-N benzene-1,4-dicarbonitrile Chemical compound N#CC1=CC=C(C#N)C=C1 BHXFKXOIODIUJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229910001593 boehmite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000011329 calcined coke Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 150000001733 carboxylic acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N ceric oxide Chemical compound O=[Ce]=O CETPSERCERDGAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000422 cerium(IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000013098 chemical test method Methods 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 125000006165 cyclic alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- DFJYZCUIKPGCSG-UHFFFAOYSA-N decanedinitrile Chemical compound N#CCCCCCCCCC#N DFJYZCUIKPGCSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- NKDDWNXOKDWJAK-UHFFFAOYSA-N dimethoxymethane Chemical group COCOC NKDDWNXOKDWJAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- AVQYXBDAZWIFTO-UHFFFAOYSA-N dodecanedinitrile Chemical compound N#CCCCCCCCCCCC#N AVQYXBDAZWIFTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007580 dry-mixing Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000011267 electrode slurry Substances 0.000 description 1
- 125000005678 ethenylene group Chemical group [H]C([*:1])=C([H])[*:2] 0.000 description 1
- 125000001301 ethoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 description 1
- KLKFAASOGCDTDT-UHFFFAOYSA-N ethoxymethoxyethane Chemical compound CCOCOCC KLKFAASOGCDTDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JQVXMIPNQMYRPE-UHFFFAOYSA-N ethyl dimethyl phosphate Chemical compound CCOP(=O)(OC)OC JQVXMIPNQMYRPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N fluoroethene Chemical group FC=C XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- ZTOMUSMDRMJOTH-UHFFFAOYSA-N glutaronitrile Chemical compound N#CCCCC#N ZTOMUSMDRMJOTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- LLEVMYXEJUDBTA-UHFFFAOYSA-N heptanedinitrile Chemical compound N#CCCCCCC#N LLEVMYXEJUDBTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M hydroxidooxidoaluminium Chemical compound O[Al]=O FAHBNUUHRFUEAI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004491 isohexyl group Chemical group C(CCC(C)C)* 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 125000001972 isopentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- LAQPNDIUHRHNCV-UHFFFAOYSA-N isophthalonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CC(C#N)=C1 LAQPNDIUHRHNCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000555 isopropenyl group Chemical group [H]\C([H])=C(\*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 229910001547 lithium hexafluoroantimonate(V) Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001540 lithium hexafluoroarsenate(V) Inorganic materials 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M lithium perchlorate Chemical compound [Li+].[O-]Cl(=O)(=O)=O MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001486 lithium perchlorate Inorganic materials 0.000 description 1
- CJYZTOPVWURGAI-UHFFFAOYSA-N lithium;manganese;manganese(3+);oxygen(2-) Chemical compound [Li+].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Mn].[Mn+3] CJYZTOPVWURGAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000006051 mesophase pitch carbide Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001570 methylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])[*:2] 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- PYLWMHQQBFSUBP-UHFFFAOYSA-N monofluorobenzene Chemical compound FC1=CC=CC=C1 PYLWMHQQBFSUBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002757 morpholinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003136 n-heptyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001280 n-hexyl group Chemical group C(CCCCC)* 0.000 description 1
- 125000000740 n-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001971 neopentyl group Chemical group [H]C([*])([H])C(C([H])([H])[H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- QXOYPGTWWXJFDI-UHFFFAOYSA-N nonanedinitrile Chemical compound N#CCCCCCCCC#N QXOYPGTWWXJFDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002868 norbornyl group Chemical group C12(CCC(CC1)C2)* 0.000 description 1
- IEJCIJGHMBBDMU-UHFFFAOYSA-N oct-4-enedinitrile Chemical compound N#CCCC=CCCC#N IEJCIJGHMBBDMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTNXBLUGMAMSSH-UHFFFAOYSA-N octanedinitrile Chemical compound N#CCCCCCCC#N BTNXBLUGMAMSSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002347 octyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- XQZYPMVTSDWCCE-UHFFFAOYSA-N phthalonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CC=C1C#N XQZYPMVTSDWCCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003386 piperidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000013047 polymeric layer Substances 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 150000003216 pyrazines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003217 pyrazoles Chemical class 0.000 description 1
- 150000003222 pyridines Chemical class 0.000 description 1
- 150000003230 pyrimidines Chemical class 0.000 description 1
- 125000000719 pyrrolidinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000011076 safety test Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002153 silicon-carbon composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- IAHFWCOBPZCAEA-UHFFFAOYSA-N succinonitrile Chemical compound N#CCCC#N IAHFWCOBPZCAEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JTOFSXGLSGTDCB-UHFFFAOYSA-N tetradecanedinitrile Chemical compound N#CCCCCCCCCCCCCC#N JTOFSXGLSGTDCB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- ZVQXQPNJHRNGID-UHFFFAOYSA-N tetramethylsuccinonitrile Chemical compound N#CC(C)(C)C(C)(C)C#N ZVQXQPNJHRNGID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N tin(II) oxide Inorganic materials [Sn]=O QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003944 tolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003852 triazoles Chemical class 0.000 description 1
- DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N triethyl phosphate Chemical compound CCOP(=O)(OCC)OCC DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BDZBKCUKTQZUTL-UHFFFAOYSA-N triethyl phosphite Chemical compound CCOP(OCC)OCC BDZBKCUKTQZUTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WVLBCYQITXONBZ-UHFFFAOYSA-N trimethyl phosphate Chemical group COP(=O)(OC)OC WVLBCYQITXONBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CYTQBVOFDCPGCX-UHFFFAOYSA-N trimethyl phosphite Chemical group COP(OC)OC CYTQBVOFDCPGCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003258 trimethylene group Chemical group [H]C([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])[*:1] 0.000 description 1
- JSPLKZUTYZBBKA-UHFFFAOYSA-N trioxidane Chemical compound OOO JSPLKZUTYZBBKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XZZNDPSIHUTMOC-UHFFFAOYSA-N triphenyl phosphate Chemical compound C=1C=CC=CC=1OP(OC=1C=CC=CC=1)(=O)OC1=CC=CC=C1 XZZNDPSIHUTMOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZMQDTYVODWKHNT-UHFFFAOYSA-N tris(2,2,2-trifluoroethyl) phosphate Chemical compound FC(F)(F)COP(=O)(OCC(F)(F)F)OCC(F)(F)F ZMQDTYVODWKHNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZDOOXJCSVYVMQL-UHFFFAOYSA-N tris(2,2,3,3,3-pentafluoropropyl) phosphate Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)COP(=O)(OCC(F)(F)C(F)(F)F)OCC(F)(F)C(F)(F)F ZDOOXJCSVYVMQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ISIQQQYKUPBYSL-UHFFFAOYSA-N undecanedinitrile Chemical compound N#CCCCCCCCCCC#N ISIQQQYKUPBYSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D411/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having oxygen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms
- C07D411/14—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having oxygen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing three or more hetero rings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D327/00—Heterocyclic compounds containing rings having oxygen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms
- C07D327/10—Heterocyclic compounds containing rings having oxygen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms two oxygen atoms and one sulfur atom, e.g. cyclic sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D411/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having oxygen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms
- C07D411/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having oxygen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings
- C07D411/04—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, at least one ring having oxygen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms containing two hetero rings directly linked by a ring-member-to-ring-member bond
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0567—Liquid materials characterised by the additives
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0568—Liquid materials characterised by the solutes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
- H01M4/366—Composites as layered products
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
- H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D497/00—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having oxygen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms
- C07D497/02—Heterocyclic compounds containing in the condensed system at least one hetero ring having oxygen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms in which the condensed system contains two hetero rings
- C07D497/04—Ortho-condensed systems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/54—Electrolytes
- H01G11/58—Liquid electrolytes
- H01G11/64—Liquid electrolytes characterised by additives
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0025—Organic electrolyte
- H01M2300/0028—Organic electrolyte characterised by the solvent
- H01M2300/0034—Fluorinated solvents
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0025—Organic electrolyte
- H01M2300/0028—Organic electrolyte characterised by the solvent
- H01M2300/0037—Mixture of solvents
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0025—Organic electrolyte
- H01M2300/0028—Organic electrolyte characterised by the solvent
- H01M2300/0037—Mixture of solvents
- H01M2300/004—Three solvents
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本発明は、電解液及びそれを用いる電気化学装置に関する。本発明の電解液は、式（Ｉ）で示される化合物及びカルボン酸エステル化合物を含む。本発明の電解液で製造された電気化学装置は、貯蔵抵抗が低減し、貯蔵膨張現象並びに過充電性能及びホットボックス性能が改善される。JPEG2023511138000037.jpg3352【選択図】なし
Description
本発明は、電気化学装置の技術分野に関し、より詳しくは、電解液及びそれを用いる電気化学装置に関する。
リチウムイオン電池の開発では、高いエネルギー密度が比較的に大きな傾向である。近年、５Ｇの急速な発展、並びにスマートデバイスの軽薄化及び小型化への持続的な発展に伴い、電池に与える体積がますます小さくなるが、逆に電池によって提供されるエネルギーが増える一方である。高電圧は、エネルギー密度を増加させるための効果的な提案及びアプローチを提供するが、高電圧に伴うのは厳しい安全問題である。リチウムイオン電池の高電圧への開発にとって、安全問題を解決することが不可欠になる。
本発明は上記問題を解決するために、電解液及びそれを用いる電気化学装置を提供する。
本発明の実施例は、少なくともある程度で、関連分野に存在する少なくとも１つの問題を解決するように、電解液及びそれを用いる電気化学装置を提供する。本発明の実施例はまた、当該電解液を使用する電気化学装置及び電子装置を提供する。
本発明の一態様では、式Ｉで示される化合物及びカルボン酸エステル化合物を含む電解液が提供される。
ここで、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４は、それぞれ独立して、Ｈ、ハロゲン、シアノ基、置換もしくは非置換のＣ１～２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ３～２０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ２～２０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ１～２０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３～２０ヘテロシクリル基、置換もしくは非置換のＣ６～２０アリール基、置換もしくは非置換のＣ６～２０ヘテロアリール基或いは－Ｒ０－Ｏ－Ｒ基、置換もしくは非置換のスルトン、置換もしくは非置換の亜硫酸ラクトン、置換もしくは非置換の硫酸ラクトンから選択され、ここで、前記ヘテロシクリル基中のヘテロ原子がＯ、Ｓ、Ｎ、又はＰのうちの少なくとも１つから選択され、又はＲ１１及びＲ１２はそれらが結合している炭素原子と一緒になって、５から１０員環状構造を形成し、ここで、前記環状構造は任意にヘテロ原子を含み、前記ヘテロ原子がＯ、Ｓ、Ｎ、又はＰのうちの少なくとも１つから選択される。
ここで、Ｒ０がＣ１～６アルキレン基から選択され、Ｒがスルホン基、メチルスルホン基、置換もしくは非置換のＣ１～２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ３～２０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ２～２０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ６～２０アリール基、又は置換もしくは非置換のＣ６～２０ヘテロアリール基から選択される。
ここで、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒがそれぞれ独立して置換されている場合、置換基は、ハロゲン、シアノ基、スルホン基、メチルスルホン基、Ｃ１～２０アルキル基、Ｃ３～２０シクロアルキル基、Ｃ１～２０アルコキシ基、Ｃ２～２０アルケニル基、Ｃ６～２０アリール基、Ｃ６～２０ヘテロアリール基、又はそれらの任意の組み合わせから選択される。
いくつかの実施例において、前記Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４は、それぞれ独立して以下の基から選択される。
又は、Ｒ１１及びＲ１２はそれらが結合している炭素原子と一緒になって、
を形成する。
いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記式Ｉで示される化合物の重量百分率がａ ｗｔ％であり、ａが０．００１～５である。
いくつかの実施例において、前記式Ｉで示される化合物が、以下の化合物の少なくとも１つを含む。
いくつかの実施例において、前記カルボン酸エステル化合物が式ＩＩで示される化合物を含む。
ここで、Ｒ２１、Ｒ２２は、それぞれ独立して、Ｈ、ハロゲン、シアノ基、置換もしくは非置換のＣ１～２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ３～２０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ２～２０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ１～２０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ６～２０アリール基、又は置換もしくは非置換のＣ６～２０ヘテロアリール基から選択される。
ここで、Ｒ２１、Ｒ２２がそれぞれ独立して置換されている場合、置換基は、ハロゲン、シアノ基、Ｃ１～２０アルキル基、Ｃ３～２０シクロアルキル基、Ｃ１～２０アルコキシ基、Ｃ２～２０アルケニル基、Ｃ６～２０アリール基、又はそれらの任意の組み合わせから選択される。
いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記カルボン酸エステル化合物の重量百分率がｂ ｗｔ％であり、ｂが０．０５～７５である。
いくつかの実施例において、前記カルボン酸エステル化合物が、以下の化合物の少なくとも１つを含む。
いくつかの実施例において、前記電解液が式ＩＩＩで示される化合物をさらに含む。
ここで、ＭがＣ、Ｓｉのうちの一種から選択される。
Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ２０アルキレン基、置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ２０アルケニレン基、－Ｒ３５－Ｓ－Ｒ３６－、又は－Ｒ３７－Ｏ－Ｒ３８－から選択され、Ｒ３５、Ｒ３６、Ｒ３７及びＲ３８は、それぞれ独立して、単結合、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ２０アルキレン基、又は置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ２０アルケニレン基から選択される。
Ｒ３４がＨ、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ２０アルケニル基から選択される
ここで、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、Ｒ３４、Ｒ３５、Ｒ３６、Ｒ３７及びＲ３８がそれぞれ独立して置換されている場合、置換基は、ハロゲン、シアノ基、Ｃ１～２０アルキル基、Ｃ３～２０シクロアルキル基、Ｃ１～２０アルコキシ基、Ｃ２～２０アルケニル基、Ｃ６～２０アリール基、又はそれらの任意の組み合わせから選択される。
いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記式ＩＩＩで示される化合物の重量百分率が０．０１ｗｔ％～５ｗｔ％である。
いくつかの実施例において、前記式ＩＩＩで示される化合物が、以下の化合物のうちの少なくとも１つを含む。
いくつかの実施例において、前記電解液はリチウム塩添加剤をさらに含み、前記リチウム塩添加剤が、ＬｉＰＯ２Ｆ２、リチウムビストリフルオロメタンスルホニルイミド、リチウムジ（フルオロスルホニル）イミド、リチウムビスオキサレートボレート、リチウムテトラフルオロホスフェートオキサレート、又はリチウムジフルオロオキサレートボレートからなる群のうちの少なくとも１つのリチウム塩を含む。
いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記リチウム塩添加剤の重量百分率が０．００１ｗｔ％～５ｗｔ％である。
本発明の他の態様では、本発明は、正極活物質を含有する正極活物質層を含む正極と、本願の実施例に記載された電解液とを含む電気化学装置を提供する。
いくつかの実施例において、前記電気化学装置の電解液は、銅イオンをさらに含み、前記電解液の総重量に対して、前記銅イオンの含有量が０．０１ｐｐｍ～５０ｐｐｍである。
いくつかの実施例において、前記正極活物質は、Ｔｉ元素を含み、前記正極活物質層の総重量に対して、前記Ｔｉ元素の含有量がｔ×１０２ｐｐｍであり、ｔが２～１０であり、且つ（ａ＋ｂ）／ｔ≦３５を満たす。
本発明の他の態様では、本発明は、本発明の実施例に係る電気化学装置を含む電子装置を提供する。
本発明に係わる電解液より製造されたリチウムイオン電池は、低減された貯蔵抵抗、並びに改善された貯蔵膨張現象、過充電性能及びホットボックス性能を有する。
本発明の実施例の他の態様及び利点について、一部的に以下で説明されて示され、又は本発明の実施例の実施を通じて説明される。
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。本発明の実施例は、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。
具体的な実施形態及び請求の範囲において、用語「のうちの一方」、「のうちの一つ」、「のうちの一種」、又は他の類似な用語で接続された項のリストは、リストされる項のいずれかを意味する。例えば、項Ａ及びＢがリストされている場合、用語「Ａ及びＢのうちの一方」は、Ａのみ又はＢのみを意味する。他の実例では、項Ａ、Ｂ及びＣがリストされている場合、用語「Ａ、Ｂ及びＣのうちの一方」は、Ａのみ、Ｂのみ又はＣのみを意味する。項Ａは、単一の要素又は複数の要素を含み得る。項Ｂは、単一の要素又は複数の要素を含み得る。項Ｃは、単一の要素又は複数の要素を含み得る。
具体的な実施形態及び請求の範囲において、用語「うちの少なくとも一方」、「うちの少なくとも一つ」、「うちの少なくとも一種」、又は、他の類似な用語で接続される項のリストは、リストされる項の任意の組み合わせを意味することができる。例えば、項Ａ及びＢがリストされている場合、用語「Ａ及びＢのうちの少なくとも一方」は、Ａのみ、Ｂのみ、又はＡ及びＢを意味する。他の実例では、項Ａ、Ｂ、及びＣがリストされている場合、用語「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも一方」は、Ａのみ；又はＢのみ；Ｃのみ；ＡとＢ（Ｃを除く）；ＡとＣ（Ｂを除く）；ＢとＣ（Ａを除く）；又はＡとＢとＣのすべてを意味する。項Ａは、単一の要素又は複数の要素を含み得る。項Ｂは、単一の要素又は複数の要素を含み得る。項Ｃは、単一の要素又は複数の要素を含み得る。
本明細書に使用されているように、用語「アルキル基」は、１～２０個の炭素原子を有する直鎖の飽和炭化水素構造と予期される。「アルキル基」は、３～２０個の炭素原子を有する分岐鎖又は環状の炭化水素構造とも予期される。例えば、アルキル基が１～２０個の炭素原子のアルキル基、１～１０個の炭素原子のアルキル基、１～５個の炭素原子のアルキル基、５～２０個の炭素原子のアルキル基、５～１５個の炭素原子のアルキル基、又は５～１０個の炭素原子のアルキル基であり得る。具体的な炭素数を有するアルキル基が指定された場合、当該炭素数を有する全ての幾何異性体をカバーすることと予期される。従って、例えば、「ブチル基」は、ｎ－ブチル基、ｓ－ブチル基、イソブチル基、ｔ－ブチル基及びシクロブチル基を含むことを意味する。「プロピル基」は、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、およびシクロプロピル基を含む。アルキル基の実例は、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、ｎ－ブチル基、イソブチル基、ｓ－ブチル基、ｔ－ブチル基、シクロブチル基、ｎ－ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、シクロペンチル基、メチルシクロペンチル基、エチルシクロペンチル基、ｎ－ヘキシル基、イソヘキシル基、シクロヘキシル基、ｎ－ヘプチル基、オクチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、ノルボルニル基などを含むが、これらに限定されない。なお、アルキル基は、任意に置換されたものであってもよい。
本明細書に使用されているように、用語「シクロアルキル基」は、環状アルキル基をカバーする。シクロアルキル基が３～２０個の炭素原子のシクロアルキル基、６～２０個の炭素原子のシクロアルキル基、３～１２個の炭素原子のシクロアルキル基、３～６個の炭素原子のシクロアルキル基であり得る。例えば、シクロアルキル基がシクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などであり得る。なお、シクロアルキル基は、任意に置換されたものであってもよい。
本明細書に使用されているように、用語「アルコキシ基」は、Ｌ－Ｏ－基を指し、ここで、Ｌがアルキル基である。例えば、アルコキシ基が１～２０個の炭素原子のアルコキシ基、１～１２個の炭素原子のアルコキシ基、１～５個の炭素原子のアルコキシ基、５～２０個の炭素原子のアルコキシ基、５～１５個の炭素原子のアルコキシ基、又は５～１０個の炭素原子のアルコキシ基であり得る。なお、アルコキシ基は、任意に置換されたものであってもよい。
本明細書に使用されているように、用語「アルケニル基」は、直鎖又は分岐鎖であって、且つ少なくとも一つ、通常は１個、２個又は３個の炭素－炭素二重結合を有する一価の不飽和炭化水素基を指す。別段の定義がない限り、前記アルケニル基は、通常、２～２０個の炭素原子を含み、例えば、２～２０個の炭素原子のアルケニル基、６～２０個の炭素原子のアルケニル基、２～１２個の炭素原子のアルケニル基、又は２～６個の炭素原子のアルケニル基であってもよい。代表的なアルケニル基は、（例えば）ビニル基、ｎ－プロペニル基、イソプロペニル基、ｎ－ブト－２－エニル基、ブト－３－エニル基、ｎ－ヘキサ－３－エニル基等を含む。なお、アルケニル基は、任意に置換されたものであってもよい。
本明細書に使用されているように、用語「アルキレン基」は、直鎖又は分岐鎖を有する二価の飽和炭化水素基を意味する。例えば、アルキレン基が１～２０個の炭素原子のアルキレン基、１～１５個の炭素原子のアルキレン基、１～１０個の炭素原子のアルキレン基、１～５個の炭素原子のアルキレン基、５～２０個の炭素原子のアルキレン基、５～１５個の炭素原子のアルキレン基、又は５～１０個の炭素原子のアルキレン基であり得る。代表的なアルキレン基は、（例えば）メチレン基、エタン－１，２－ジイル（「エチレン基」）、プロパン－１，２－ジイル、プロパン－１，３－ジイル、ブタン－１，４－ジイル、ペンタン－１，５－ジイルなどを含む。なお、アルキレン基は、任意に置換されたものであってもよい。
本明細書に使用されているように、用語「アルケニレン基」は、直鎖又は分岐鎖アルケニレン基を包含する。特定の炭素数を有するアルケニレン基が指定される場合、その炭素数を有する全ての幾何異性体が包含されることが予期される。例えば、アルケニレン基が２～２０個の炭素原子のアルケニレン基、２－１５個の炭素原子のアルケニレン基、２～１０個の炭素原子のアルケニレン基、２－５個の炭素原子のアルケニレン基、５～２０個の炭素原子のアルケニレン基、５～１５個の炭素原子のアルケニレン基、又は５～１０個の炭素原子のアルケニレン基であり得る。代表的なアルケニレン基は、（例えば）エテニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基などを含む。なお、アルケニレン基は、任意に置換されたものであってもよい。
本明細書に使用されているように、用語「ヘテロシクリル基」は、芳香族及び非芳香族環状基をカバーする。ヘテロ芳香族環状基はまた、ヘテロアリール基を意味する。いくつかの実施例において、ヘテロ芳香族環状基及びヘテロ非芳香族環状基は、少なくとも１個のヘテロ原子を含むＣ３～Ｃ２０ヘテロシクリル基、Ｃ３～Ｃ１５０ヘテロシクリル基、Ｃ３～Ｃ１０ヘテロシクリル基、Ｃ５～Ｃ２０ヘテロシクリル基、Ｃ５～Ｃ１０ヘテロシクリル基、Ｃ３～Ｃ６ヘテロシクリル基である。例えば、モルホリニル基、ピペリジニル基、ピロリジニル基等、ならびに例えばテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテルを含む。なお、ヘテロシクリル基は、任意に置換されたものであってもよい。
本明細書に使用されているように、用語「アリール基」は、単環系統及び多環系統をカバーする。多環は、２個の炭素が２個の隣接する環（前記環は「縮合している」）に共有されている２個の又は２個以上の環であってもよく、ここで、前記環の少なくとも１つは芳香族であり、例えば、他の環は、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、アリール基、複素環及び／又はヘテロアリール基であってもよい。例えば、アリール基がＣ６～Ｃ５０アリール基、Ｃ６～Ｃ４０アリール基、Ｃ６～Ｃ３０アリール基、Ｃ６～Ｃ２０アリール基、又はＣ６～Ｃ１０アリール基であり得る。代表的なアリール基は、（例えば）フェニル基、メチルフェニル基、プロピルフェニル基、イソプロピルフェニル基、ベンジル基及びナフタレン－１－イル基、ナフタレン－２－イル基等を含む。なお、アリール基は、任意に置換されたものであってもよい。
本明細書に使用されているように、用語「ヘテロアリール基」は、１から３個のヘテロ原子を含み得る単環式ヘテロ芳香族基、例えば、ピロール、フラン、チオフェン、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール、トリアゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン及びピリミジン等をカバーする。ヘテロアリール基という用語はまた、その中の２個の原子が２個の隣接する環（前記環は「縮合している」）に共有されている２個の又は２個以上の環を有する多環ヘテロ芳香族系を含み、ここで、前記環の少なくとも１つはヘテロアリール基であり、他の環は、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、アリール基、複素環及び／又はヘテロアリール基であってもよい。ヘテロアリール基中のヘテロ原子は、例えば、Ｏ、Ｓ、Ｎ、Ｓｅなどであってもよい。例えば、ヘテロアリール基がＣ３～Ｃ５０ヘテロアリール基、Ｃ３～Ｃ４０ヘテロアリール基、Ｃ３～Ｃ３０ヘテロアリール基、Ｃ３～Ｃ２０ヘテロアリール基、又はＣ３～Ｃ１０ヘテロアリール基であり得る。なお、ヘテロアリール基は、任意に置換されたものであってもよい。
本明細書に使用されているように、用語「ジニトリル化合物」は、２つの－ＣＮ官能基を含有する化合物を指す。
本明細書に使用されているように、用語「ヘテロ原子」は、Ｏ、Ｓ、Ｐ、Ｎ、Ｂ、又はそれらのアイソステアをカバーする。
本明細書に使用されているように、用語「ハロゲン」は、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉをカバーする。
上記置換基が置換されている場合、それらの置換基は、それぞれ独立して、ハロゲン、アルキル基、アルケニル基、アリール基からなる群から選択され得る。
本明細書に使用されているように、用語「置換」又は「置換されている」は、１つ又は複数（例えば、２つ、３つ）の置換基によって置換されることを指す。
本明細書に使用されているように、各成分の含有量は、いずれも電解液の総重量に対して得られたものである。
一、電解液
いくつかの実施例において、本発明は、式Ｉで示される化合物及びカルボン酸エステル化合物を含む電解液を提供する。
ここで、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４は、それぞれ独立して、Ｈ、ハロゲン、シアノ基、置換もしくは非置換のＣ１～２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ３～２０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ２～２０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ１～２０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ３～２０ヘテロシクリル基、置換もしくは非置換のＣ６～２０アリール基、置換もしくは非置換のＣ６～２０ヘテロアリール基或いは－Ｒ０－Ｏ－Ｒ基、置換もしくは非置換のスルトン、置換もしくは非置換の亜硫酸ラクトン、置換もしくは非置換の硫酸ラクトンから選択される。ここで、前記ヘテロシクリル基中のヘテロ原子がＯ、Ｓ、Ｎ、又はＰのうちの少なくとも１つから選択され、又はＲ１１及びＲ１２はそれらが結合している炭素原子と一緒になって、５から１０員環状構造を形成する。ここで、前記環状構造は任意にヘテロ原子を含み、前記ヘテロ原子がＯ、Ｓ、Ｎ、又はＰのうちの少なくとも１つから選択され、前記環状構造が飽和、又は不飽和構造であり得る。
ここで、Ｒ０がＣ１～６アルキレン基から選択され、Ｒがスルホン基、メチルスルホン基、置換もしくは非置換のＣ１～２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ３～２０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ２～２０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ６～２０アリール基、又は置換もしくは非置換のＣ６～２０ヘテロアリール基から選択される。
ここで、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒがそれぞれ独立して置換されている場合、置換基は、ハロゲン、シアノ基、スルホン基、メチルスルホン基、Ｃ１～２０アルキル基、Ｃ３～２０シクロアルキル基、Ｃ１～２０アルコキシ基、Ｃ２～２０アルケニル基、Ｃ６～２０アリール基、Ｃ６～２０ヘテロアリール基、又はそれらの任意の組み合わせから選択される。
いくつかの実施例において、前記Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４は、それぞれ独立して以下の基から選択される。
又は、Ｒ１１及びＲ１２はそれらが結合している炭素原子と一緒になって、
を形成する。
いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記式Ｉで示される化合物の重量百分率がａ ｗｔ％であり、ａが０．００１～５である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記式Ｉで示される化合物の重量百分率が０．００１ｗｔ％、０．００５ｗｔ％、０．０１ｗｔ％、０．０５ｗｔ％、０．１ｗｔ％、０．１５ｗｔ％、０．２ｗｔ％、０．３ｗｔ％、０．４ｗｔ％、０．５ｗｔ％、０．６ｗｔ％、０．７ｗｔ％、０．８ｗｔ％、１ｗｔ％、２ｗｔ％、３ｗｔ％、３．５ｗｔ％、４ｗｔ％、４．５ｗｔ％、５ｗｔ％であり、又はこれらの値の任意の二つで構成される範囲にある。前記式Ｉで示される化合物の含有量が上記範囲内であると、より良好な保護膜を形成することができ、電解液と正極、又は負極との副反応をより効果的に防止することができる。
いくつかの実施例において、前記式Ｉで示される化合物は、以下の化合物中の少なくとも一種を含むか、又はそれから選択される。
式Ｉで示される化合物とフルオロカルボン酸エステルとの組み合わせは、有機保護膜の安定性及び電解液の耐酸化性を十分に発揮でき、ホットボックス性能及び過充電性能を効果的に改善することができる。この効果が得られる詳しいメカニズムは不明であるが、以下のように考えられる：式Ｉで示される化合物はフルオロカルボン酸エステルと共同作用することで、電解液系の耐酸化性を向上させ、添加剤の正負極での成膜に更に有利であるため、活物質を効果的に保護する。温度の上昇に伴い、有機保護膜による活物質の保護が次第に弱くなる。式Ｉで示される化合物はフルオロカルボン酸エステルと共同作用することで、化学的発熱を効果的に低減させ、電気化学装置の安全性能を向上させる。
いくつかの実施例において、前記カルボン酸エステル化合物は、式ＩＩで示される化合物を含むか、又はそれから選択される。
ここで、Ｒ２１、Ｒ２２は、それぞれ独立して、Ｈ、ハロゲン、シアノ基、置換もしくは非置換のＣ１～２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ３～２０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ２～２０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ１～２０アルコキシ基、置換もしくは非置換のＣ６～２０アリール基、又は置換もしくは非置換のＣ６～２０ヘテロアリール基から選択される。
ここで、Ｒ２１、Ｒ２２がそれぞれ独立して置換されている場合、置換基は、ハロゲン、シアノ基、Ｃ１～２０アルキル基、Ｃ３～２０シクロアルキル基、Ｃ１～２０アルコキシ基、Ｃ２～２０アルケニル基、Ｃ６～２０アリール基、又はそれらの任意の組み合わせから選択される。
いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記カルボン酸エステル化合物の重量百分率がｂ ｗｔ％であり、ｂが０．０５～７５である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記カルボン酸エステル化合物の重量百分率が０．０５ｗｔ％、０．１ｗｔ％、０．５ｗｔ％、１ｗｔ％、３ｗｔ％、５ｗｔ％、１０ｗｔ％、１５ｗｔ％、２０ｗｔ％、２５ｗｔ％、３０ｗｔ％、３５ｗｔ％、４０ｗｔ％、４５ｗｔ％、５０ｗｔ％、５５ｗｔ％、６０ｗｔ％、６５ｗｔ％、７０ｗｔ％、７５ｗｔ％であり、又はこれらの値の任意の二つで構成される範囲にある。前記カルボン酸エステル含量が上記範囲内であると、電気化学装置の過充電性能及びホットボックス性能がより良好となる。
いくつかの実施例において、前記カルボン酸エステル化合物は、以下の化合物中の少なくとも一種を含むか、又はそれから選択される。
いくつかの実施例において、前記電解液は、式ＩＩＩで示される化合物をさらに含む。
ここで、ＭがＣ、Ｓｉのうちの一種から選択される。
Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ２０アルキレン基、置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ２０アルケニレン基、－Ｒ３５－Ｓ－Ｒ３６－、又は－Ｒ３７－Ｏ－Ｒ３８－から選択され、Ｒ３５、Ｒ３６、Ｒ３７及びＲ３８は、それぞれ独立して、単結合、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ２０アルキレン基、又は置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ２０アルケニレン基から選択される。
Ｒ３４がＨ、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ２０アルケニル基から選択される。
ここで、Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、Ｒ３４、Ｒ３５、Ｒ３６、Ｒ３７及びＲ３８がそれぞれ独立して置換されている場合、置換基は、ハロゲン、シアノ基、Ｃ１～２０アルキル基、Ｃ３～２０シクロアルキル基、Ｃ１～２０アルコキシ基、Ｃ２～２０アルケニル基、Ｃ６～２０アリール基、又はそれらの任意の組み合わせから選択される。
式Ｉで示される化合物、カルボン酸エステル化合物は式で示されるＩＩＩで示される化合物と共同作用することで、電気化学装置の過充電性能をさらに改善することができる同時に、電気化学装置の高温貯蔵膨張の問題を改善する。この効果が得られる詳しいメカニズムは不明であるが、以下のように考えられる：式Ｉで示される化合物、カルボン酸エステル化合物、及び式ＩＩＩで示される化合物は共同作用することで、電解液が酸化されるリスクをさらに低減させることができる同時に、正極に対する保護を向上させ、正極活物質界面と電解液との直接接触を低減させるため、高温貯蔵時に電解液と正極活物質との接触によるガス膨張を低減させることができる。
いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記式ＩＩＩで示される化合物の重量百分率が０．０１ｗｔ％～５ｗｔ％である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記式ＩＩＩで示される化合物の重量百分率が０．０１ｗｔ％、０．０５ｗｔ％、０．１ｗｔ％、０．５ｗｔ％、１ｗｔ％、１．５ｗｔ％、２ｗｔ％、２．５ｗｔ％、３ｗｔ％、３．５ｗｔ％、４ｗｔ％、４．５ｗｔ％、５ｗｔ％であり、又はこれらの値の任意の二つで構成される範囲にある。式ＩＩＩで示される化合物の重量百分率が上記範囲内であると、より良好な過充電性能及びより良好な高温貯蔵性能を得ることができる。
いくつかの実施例において、所式ＩＩＩで示される化合物は、以下の化合物中の少なくとも一つを含むか、又はそれから選択される。
いくつかの実施例において、前記電解液はリチウム塩添加剤をさらに含み、前記リチウム塩添加剤が、ＬｉＰＯ２Ｆ２、リチウムビストリフルオロメタンスルホニルイミド、リチウムジ（フルオロスルホニル）イミド、リチウムビスオキサレートボレート、リチウムテトラフルオロホスフェートオキサレート、又はリチウムジフルオロオキサレートボレートからなる群のうちの少なくとも１つのリチウム塩を含む。
いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記リチウム塩添加剤の重量百分率が０．００１ｗｔ％～５ｗｔ％である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記リチウム塩添加剤の重量百分率が０．００１ｗｔ％、０．００５ｗｔ％、０．０１ｗｔ％、０．０５ｗｔ％、０．１ｗｔ％、０．５ｗｔ％、１ｗｔ％、１．５ｗｔ％、２ｗｔ％、２．５ｗｔ％、３ｗｔ％、３．５ｗｔ％、４ｗｔ％、４．５ｗｔ％、５ｗｔ％であり、又はこれらの値の任意の二つで構成される範囲にある。
いくつかの実施例において、前記電解液は、ジニトリル化合物をさらに含む。ジニトリル化合物は小さな立体障害があるため、式ＩＩＩで示される化合物の成膜欠陥を補うことで、正極活物質に対する界面保護を強めることができる。
いくつかの実施例において、前記ジニトリル化合物は、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、１，５－ジシアノペンタン、１，６－ジシアノヘキサン、１，７－ジシアノヘプタン、１，８－ジシアノオクタン、１，９－ジシアノノナン、１，１０－ジシアノデカン、１，１２－ジシアノドデカン、テトラメチルスクシノニトリル、２－メチルグルタロニトリル、２，４－ジメチルグルタロニトリル、２，２，４，４－テトラメチルグルタロニトリル、１，４－ジシアノペンタン、２，５－ジメチル－２，５－ヘキサンジカルボニトリル、２，６－ジシアノヘプタン、２，７－ジシアノオクタン、２，８－ジシアノノナン、１，６－ジシアノデカン、１，２－ジシアノベンゼン、１，３－ジシアノベンゼン、１，４－ジシアノベンゼン、３，５－ジオキサ－ヘプタンジニトリル、１，４－ジ（シアノエトキシ）ブタン、エチレングリコールジ（２－シアノエチル）エーテル、ジエチレングリコールジ（２－シアノエチル）エーテル、トリエチレングリコールジ（２－シアノエチル）エーテル、テトラエチレングリコールジ（２－シアノエチル）エーテル、３，６，９，１２，１５，１８－ヘキサオキサエイコサンジニトリル、１，３－ジ（２－シアノエトキシ）プロパン、１，４－ジ（２－シアノエトキシ）ブタン、１，５－ジ（２－シアノエトキシ）ペンタン及びエチレングリコールジ（４－シアノブチル）エーテル、１，４－ジシアノ－２－ブテン、１，４－ジシアノ－２－メチル－２－ブテン、１，４－ジシアノ－２－エチル－２－ブテン、１，４－ジシアノ－２，３－ジメチル－２－ブテン、１，４－ジシアノ－２，３－ジエチル－２－ブテン、１，６－ジシアノ－３－ヘキセン、１，６－ジシアノ－２－メチル－３－ヘキセン、１，６－ジシアノ－２－メチル－５－メチル－３－ヘキセンを含むが、これらに限定されない。
いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記ジニトリル化合物の重量百分率が０．１ｗｔ％～１５ｗｔ％である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記ジニトリル化合物の重量百分率が０．１ｗｔ％以上である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記ジニトリル化合物の重量百分率が０．５ｗｔ％以上である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記ジニトリル化合物の重量百分率が２ｗｔ％以上である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記ジニトリル化合物の重量百分率が４ｗｔ％以上である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記ジニトリル化合物の重量百分率が１５ｗｔ％以下である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記ジニトリル化合物の重量百分率が１０ｗｔ％以下である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記ジニトリル化合物の重量百分率が８ｗｔ％以下である。
いくつかの実施例において、前記電解液は、環状エーテルをさらに含む。環状エーテルは正負極に同時に成膜し、電解液と活物質との反応を低減させることができる。
いくつかの実施例において、前記環状エーテルは、テトラヒドロフラン、２－メチルテトラヒドロフラン、１，３－ジオキソラン、２－メチル－１，３－ジオキソラン、４－メチル－１，３－ジオキソラン、１，３－ジオキサン、１，４－ジオキサン、ジメトキシプロパンを含むが、これらに限定されない。
いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記環状エーテルの重量百分率が０．１ｗｔ％～１０ｗｔ％である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記環状エーテルの重量百分率が０．１ｗｔ％以上である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記環状エーテルの重量百分率が０．５ｗｔ％以上である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記環状エーテルの重量百分率が２ｗｔ％以下である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記環状エーテルの重量百分率が５ｗｔ％以下である。
いくつかの実施例において、前記電解液は、鎖状エーテルをさらに含む。いくつかの実施例において、鎖状エーテルは、ジメトキシメタン、１，１－ジメトキシエタン、１，２－ジメトキシエタン、ジエトキシメタン、１，１－ジエトキシエタン、１，２－ジエトキシエタン、エトキシメトキシメタン、１，１－エトキシメトキシエタン、１，２－エトキシメトキシエタンを含むが、これらに限定されない。
いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記鎖状エーテルの重量百分率が０．１ｗｔ％～１０ｗｔ％である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記鎖状エーテルの重量百分率が０．５ｗｔ％以上である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記鎖状エーテルの重量百分率が２ｗｔ％以上である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記鎖状エーテルの重量百分率が３ｗｔ％以上である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記鎖状エーテルの重量百分率が１０ｗｔ％以下である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記鎖状エーテルの重量百分率が５ｗｔ％以下である。
いくつかの実施例において、前記電解液は、リン含有有機溶媒をさらに含む。いくつかの実施例において、前記リン含有有機溶媒は、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸ジメチルエチル、リン酸メチルジエチル、リン酸エチレンメチル、リン酸エチレンエチル、リン酸トリフェニル、亜リン酸トリメチル、亜リン酸トリエチル、亜リン酸トリフェニル、リン酸トリス（２，２，２－トリフルオロエチル）、及びリン酸トリス（２，２，３，３，３－ペンタフルオロプロピル）を含むが、これらに限定されない。
いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記リン含有有機溶媒の重量百分率が０．１ｗｔ％～１０ｗｔ％である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記リン含有有機溶媒の重量百分率が０．１ｗｔ％以上である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記リン含有有機溶媒の重量百分率が０．５ｗｔ％以上である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記リン含有有機溶媒の重量百分率が２ｗｔ％以下である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記リン含有有機溶媒の重量百分率が３ｗｔ％以下である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記リン含有有機溶媒の重量百分率が５ｗｔ％以下である。
いくつかの実施例において、前記電解液は、芳香族フッ素含有溶媒をさらに含む。芳香族フッ素含有溶媒は迅速に成膜することができ、活物質を保護し、且つフッ素含有物質が電解液の活物質に対する濡れ性を向上させることができる。いくつかの実施例において、前記芳香族フッ素含有溶媒は、フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、トリフルオロベンゼン、テトラフルオロベンゼン、ペンタフルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン、及びトリフルオロメチルベンゼンを含むが、これらに限定されない。
いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記芳香族フッ素含有溶媒の重量百分率が約０．１ｗｔ％～１０ｗｔ％である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記芳香族フッ素含有溶媒の重量百分率が０．５ｗｔ％以上である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記芳香族フッ素含有溶媒の重量百分率が２ｗｔ％以上である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記芳香族フッ素含有溶媒の重量百分率が４ｗｔ％以下である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記芳香族フッ素含有溶媒の重量百分率が８ｗｔ％以下である。
二、電解質
本発明の実施例の電解液に使用される電解質は従来技術において既知の電解質であってもよい。電解質は、例えば、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＳＯ３Ｆ、ＬｉＮ（ＦＳＯ２）２などの無機リチウム塩、例えば、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＦＳＯ２）（ＣＦ３ＳＯ２）、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、環状１，３－ヘキサフルオロプロパンジスルホンイミドリチウム、環状１，２－テトラフルオロエタンジスルホンイミドリチウム、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）（Ｃ４Ｆ９ＳＯ２）、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＰＦ４（ＣＦ３）２、ＬｉＰＦ４（Ｃ２Ｆ５）２、ＬｉＰＦ４（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＰＦ４（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、ＬｉＢＦ２（ＣＦ３）２、ＬｉＢＦ２（Ｃ２Ｆ５）２、ＬｉＢＦ２（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＢＦ２（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２のフッ素含有有機リチウム塩、例えば、リチウムビス（オキサラト）ボラート、リチウムジフルオロ（オキサラト）ボレート、リチウムトリス（オキサラト）ホスフェート、リチウムジフルオロビス（オキサラト）ホスフェート、リチウムテトラフルオロ（オキサラト）ホスフェートなどのジカルボン酸錯体リチウム塩を含むが、これらに限定されない。なお、上記電解質は、一種を単独で使用してもよく、二種又は二種以上を同時に使用してもよい。例えば、いくつかの実施例において、電解質は、ＬｉＰＦ６和ＬｉＢＦ４の組み合わせを含む。いくつかの実施例において、電解質はＬｉＰＦ６又はＬｉＢＦ４等の無機リチウム塩、とＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２等のフッ素含有有機リチウム塩の組み合わせを含む。いくつかの実施例において、電解質の濃度は、０．８～３ｍｏｌ／Ｌの範囲内、例えば、０．８～２．５ｍｏｌ／Ｌの範囲内、０．８～２ｍｏｌ／Ｌの範囲内、１～２ｍｏｌ／Ｌの範囲内、０．５～１．５ｍｏｌ／Ｌ、０．８～１．３ｍｏｌ／Ｌ、０．５～１．２ｍｏｌ／Ｌであり、又は、例えば、１ｍｏｌ／Ｌ、１．１５ｍｏｌ／Ｌ、１．２ｍｏｌ／Ｌ、１．５ｍｏｌ／Ｌ、２ｍｏｌ／Ｌ、又は２．５ｍｏｌ／Ｌである。
三、電気化学装置
本発明の電気化学装置は、電気化学反応が生じる任意の装置を含み、その具体的な実例は、全種類の一次電池、二次電池、燃料電池、太陽電池、又はキャパシタを含む。特に、当該電気化学装置は、リチウム金属二次電池、リチウムイオン二次電池、リチウム重合体二次電池又はリチウムイオン重合体二次電池を含むリチウム二次電池である。いくつかの実施例において、本発明の電気化学装置は、金属イオンを吸蔵・放出可能な正極活物質を有する正極と、金属イオンを吸蔵・放出可能な負極活物質を有する負極とを備える電気化学装置であって、本発明の上記いずれかの実施例中の電解液を含むことを特徴とする。
１、電解液
本発明の電気化学装置に使用される電解液が本発明中上記いずれかの実施例の電解液である。
いくつかの実施例において、本発明の電気化学装置の電解液は、銅イオンをさらに含み、ここで、前記電解液の総重量に対して、前記銅イオンの含有量が０．０１～５０ｐｐｍである。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記銅イオンの含有量が０．０１ｐｐｍ、０．０５ｐｐｍ、０．１ｐｐｍ、０．５ｐｐｍ、１ｐｐｍ、２ｐｐｍ、３ｐｐｍ、４ｐｐｍ、５ｐｐｍ、７ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、１５ｐｐｍ、２０ｐｐｍ、２５ｐｐｍ、３０ｐｐｍ、３５ｐｐｍ、４０ｐｐｍ、４５ｐｐｍ、５０ｐｐｍであり、又はこれらの値の任意の二つで構成される範囲にある。
また、本発明の電気化学装置に使用される電解液は、さらに本願の要旨から逸脱しない範囲内の他の電解液を含んでもよい。
２、負極
本発明の電気化学装置に使用される負極の材料、構成及びその製造方法は、先行技術に開示された任意の技術を含む。いくつかの実施例において、負極は米国特許出願ＵＳ９８１２７３９Ｂに記載された負極、その全内容を引用するように本願明細書に取り込まれる。
いくつかの実施例において、負極は、集電体及びその集電体上に設けられた負極活物質層を含む。負極活物質は、可逆的にリチウムイオンを吸蔵・放出する材料を指す。いくつかの実施例において、可逆的にリチウムイオンを吸蔵・放出する材料は炭素材料を含む。いくつかの実施例において、炭素材料は、一般的に、リチウムイオン充電式電池に使用される任意の、炭素による負極活物質であり得る。いくつかの実施例において、炭素材料は、結晶質炭素、非晶質炭素、又はそれらの混合物を含むが、これらに限定されない。結晶質炭素は、アモルファス、フレーク形、小フレーク形、球状又は繊維状の天然黒鉛又は人造黒鉛であり得る。非晶質炭素は、ソフトカーボン、ハードカーボン、メソフェーズピッチ炭化物、か焼コークス等であり得る。
いくつかの実施例において、負極活物質層は、負極活物質を含む。いくつかの実施例において、負極活物質は、リチウム金属、構造化リチウム金属、天然黒鉛、人造黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、ハードカーボン、ソフトカーボン、ケイ素、ケイ素－炭素複合体、Ｌｉ－Ｓｎ合金、Ｌｉ－Ｓｎ－Ｏ合金、Ｓｎ、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、スピネル構造のリチウム化ＴｉＯ２－Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、Ｌｉ－Ａｌ合金、又はそれらの任意の組み合わせを含むが、これらに限定されない。
負極がケイ素炭素化合物を含む場合、負極活物質の総重量に対して、ケイ素：炭素＝１：１０～１０：１、ケイ素炭素化合物のメジアン径Ｄｖ５０は、０．１μｍ～１００μｍである。負極が合金材料を含む場合、蒸着法、スパッタリング法、めっき法等の方法で負極活物質層を形成し得る。負極がリチウム金属を含む場合、例えば、球形ヒンジ状（ｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｈｉｎｇｅ）を有する導電性骨格及び導電性骨格中に分散された金属粒子を使用して、負極活物質層を形成する。いくつかの実施例において、球状のより合わせた形状を有する導電性骨格は、約５％～約８５％の孔隙率を有してもよい。いくつかの実施例において、リチウム金属の負極活物質層上に保護層を設けてもよい。
いくつかの実施例において、負極活物質材料層は、粘着剤を含んでもよく、また、選択的に導電材を含んでもよい。粘着剤は、負極活物質粒子同士の結合、及び負極活物質と集電体との結合を向上させる。いくつかの実施例において、粘着剤は、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、カルボキシル化されたポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、エチレンオキシドを含む重合体、ポリビニルピロリドン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、スチレンブタジエンゴム、アクリル酸（エステル）化されたスチレンブタジエンゴム、エポキシ樹脂、ナイロンなどを含むが、これらに限定されない。
いくつかの実施例において、導電材は、炭素による材料、金属による材料、導電性重合体、又はそれらの混合物を含むが、それらに限定されない。いくつかの実施例において、炭素による材料は、天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンファイバー、又はそれらの任意の組み合わせから選択される。いくつかの実施例において、金属による材料は、金属粉末、金属繊維、銅、ニッケル、アルミニウム、銀から選択される。いくつかの実施例において、導電性重合体はポリフェニレン誘導体である。
いくつかの実施例において、集電体は、銅箔、ニッケル箔、ステンレス鋼箔、チタン箔、発泡ニッケル、発泡銅、導電性金属被覆重合体基板、及びそれらの任意の組み合わせを含むが、それらに限定されない。
負極は、当分野に公知の調製方法によって調製されてもよい。例えば、負極は、溶媒に活物質、導電材及び粘着物を混合して活物質組成物を調製し、その活物質組成物を集電体上に塗工する方法で得られる。いくつかの実施例において、溶媒は水等を含んでもよいが、それに限定されない。
３、正極
本発明の電気化学装置に使用される正極の材料は、当技術分野で公知の材料、構成、及び製造方法を用いて調製することができる。いくつかの実施例において、米国特許出願ＵＳ９８１２７３９Ｂに記載された技術を使用して本発明の正極を調製することができ、その全内容を引用するように本願明細書に取り込まれる。
いくつかの実施例において、正極は、集電体、及びその集電体上に設けられた正極活物質層を含む。正極活物質は、可逆的にリチウムイオンを吸蔵及び放出するリチウム化層間化合物の少なくとも一種を含む。いくつかの実施例において、正極活物質は、複合酸化物を含む。いくつかの実施例において、該複合酸化物は、リチウム、並びに、コバルト、マンガン及びニッケルから選択される少なくとも一種の元素を含む。
いくつかの実施例において、正極活物質は、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、リチウムニッケルコバルトマンガン（ＮＣＭ）三元系材料、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）、酸化マンガンリチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、又はそれらの任意の組み合わせから選択される。
いくつかの実施例において、正極活物質は、その表面上にコート層を有してもよく、又はコート層を有する別の化合物と混合してもよい。当該コート層は、塗布された元素の酸化物、塗布された元素の水酸化物、塗布された元素のヒドロキシル酸化物、塗布された元素のオキシ炭酸塩（ｏｘｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、及び塗布された元素のヒドロキシ炭酸塩（ｈｙｄｒｏｘｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）から選択される少なくとも一種の塗布された元素化合物を含んでもよい。コート層に使用される化合物は、アモルファスであっても、結晶性であってもよい。
いくつかの実施例において、コート層に含まれる塗布された元素は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃｏ、Ｋ、Ｎａ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｖ、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｂ、Ａｓ、Ｚｒ、Ｆ、又はそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。正極活物質の性能に悪影響を及ぼさない限り、任意の方法でコート層を形成してもよい。例えば、当該方法は、例えば、スプレー、ディッピング等の当分野に公知の任意の塗工方法を含んでもよい。
いくつかの実施例において、正極活物質は、Ｔｉ元素を含み、前記正極活物質層の総重量に対して、前記Ｔｉ元素の含有量がｔ×１０２ｐｐｍであり、ｔが２～１０であり、且つ（ａ＋ｂ）／ｔ≦３５を満たす。
いくつかの実施例において、ｔが２、３、４、５、６、７、８、９、１０であり、又はこれらの値の任意の二つで構成される範囲にある。
いくつかの実施例において、（ａ＋ｂ）／ｔが３５、３０、２５、２０、１５、１０、５、１、０．５、０．４、０．３、又はこれらの値のいずれか２つからなる範囲にある。
いくつかの実施例において、正極活物質層は、さらに粘着剤を含み、また、任意に導電材を含む。粘着剤は、正極活物質粒子同士の結合を向上させ、また、正極活物質と集電体との結合を更に向上させるためのものである。
いくつかの実施例において、粘着剤は、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロース、ジアセチルセルロース、ポリ塩化ビニル、カルボキシル化されたポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、エチレンオキシドを含むポリマー、ポリビニルピロリドン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、スチレンブタジエンゴム、アクリル（エステル）化されたスチレンブタジエンゴム、エポキシ樹脂、ナイロンなどを含むが、それらに限定されない。
いくつかの実施例において、導電材料は、炭素による材料、金属による材料、導電性重合体、及びそれらの混合物を含むが、それらに限定されない。いくつかの実施例において、炭素による材料は、天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンファイバー、又はそれらの任意の組み合わせから選択される。いくつかの実施例において、金属による材料は、金属粉末、金属繊維、銅、ニッケル、アルミニウム、銀から選択される。いくつかの実施例において、導電性重合体はポリフェニレン誘導体である。
いくつかの実施例において、集電体はアルミニウムであってもよいが、それに限定されない。
正極は、本分野での既知の調製方法によって調製されてもよい。例えば、正極は、溶剤に活物質、導電材料及び粘着剤を混合して活物質組成物を調製し、その活物質組成物を集電体上に塗工する方法によって得られる。いくつかの実施例において、溶媒はＮ－メチルピロリドン等を含んでもよいが、それに限定されない。
いくつかの実施例において、正極は、リチウム遷移金属系化合物粉体及びバインダーを含む正極活物質層を使用して集電体上に正極材料を形成することで製造される。
いくつかの実施例において、正極活物質層は、通常、正極材料及びバインダー（必要に応じて使用される導電材及び増粘剤など）を乾式混合してシート状に形成し、得られたシートを正極集電体に圧着するか、又はこれらの材料を液体媒体に溶解又は分散させることによってスラリー状にし、正極集電体にコーティングして乾燥させることで製造される。いくつかの実施例において、正極活物質層の材料は、公知の材料を用いることができる。
４、セパレータ
いくつかの実施例において、本発明の電気化学装置は、正極と負極との間に短絡を防ぐためのセパレータを備えている。本発明の電気化学装置に使用されるセパレータの材料及び形状は特に制限されず、先行技術に開示された任意のものであってもよい。いくつかの実施例において、セパレータは、本発明の電解液に対して安定な材料から形成された重合体又は無機物等を含む。
例えば、セパレータは、基材層及び表面処理層を含んでもよい。基材層は、多孔質構造の不織布、膜又は複合膜であり、基材層の材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート及びポリイミドから選択される少なくとも一種である。具体的には、ポリプロピレン多孔質膜、ポリエチレン多孔質膜、ポリプロピレン不織布、ポリエチレン不織布、又はポリプロピレン－ポリエチレン－ポリプロピレン多孔質複合膜を選択して使用することができる。
基材層の少なくとも一つの表面上に表面処理層が設けられて、表面処理層は、重合体層又は無機物質層であってもよく、あるいは重合体と無機物とを混合してなる層であってもよい。基材層の厚みと表面処理層の厚みとの比が１：１～２０：１であり、基材層の厚みが４μｍ～１４μｍであり、表面処理層の厚みが１μｍ～５μｍである。
無機物層包括無機粒子及びバインダーを含み、無機粒子は、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化チタン、二酸化ハフニウム、酸化スズ、二酸化セリウム、酸化ニッケル、酸化亜鉛、酸化カルシウム、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム、炭化ケイ素、ベーマイト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、及び硫酸バリウムからなる群より選ばれる一種又は複数の種類の組み合わせである。バインダーは、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩、ポリビニルピロリドン、ポリビニルエーテル、ポリメタクリル酸メチル、ポリテトラフルオロエチレン、及びポリヘキサフルオロプロピレンからなる群より選ばれる一種又は複数の種類の組み合わせである。重合体層は重合体を含み、重合体の材料は、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩、ポリビニルピロリドン、ポリビニルエーテル、ポリフッ化ビニリデン、又はポリ（フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン）の少なくとも一種を含む。
四、応用
本発明の実施例に係る電解液によれば、電池の貯蔵抵抗、常温貯蔵容量維持率及びサイクル性能、高温貯蔵性能、過充電性能、並びにホットボックス性能を向上させることに用いることができ、電気化学装置を含む電子デバイスに用いることに適する。
本発明の電気化学装置の使用は、特に制限されなく、公知の様々な用途に使用されてもよい。例えば、ノートコンピューター、ペン入力型コンピューター、モバイルコンピューター、電子ブックプレーヤー、携帯電話、携帯型ファックス、携帯型コピー機、携帯型プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオレコーダー、液晶テレビ、ポータブルクリーナー、携帯型ＣＤプレーヤー、ミニディスク、トランシーバー、電子ノートブック、電卓、メモリーカード、ポータブルテープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、モーター、自動車、オートバイ、補助自転車、自転車、照明器具、おもちゃ、ゲーム機、時計、電動工具、ストロボ、カメラ、大型家庭用ストレージバッテリー、及びリチウムイオンコンデンサーなどなどに利用される。
以下では、リチウムイオン電池を例とし、本発明の電解液を調製する具体的な実施例及び電気化学装置に対するテスト方式を参照して、本発明のリチウムイオン電池の調製及び効能を説明する。当業者は、本発明に記載された調製方法は例示的なものに過ぎず、他の任意の適切な調製方法はいずれも本発明の範囲内にあることを理解すべきである。
前述では、リチウムイオン電池を例として説明しているが、本発明の内容から、当業者は、本発明の正極材料は他の適切な電気化学装置に使用し得ると想到できる。そのような電気化学装置は、電気化学反応が起こるいずれかの装置を含み、その具体的な実例は、全種類の、一次電池、二次電池、燃料電池、太陽電池又はキャパシタを含む。特に、前記電気化学装置は、リチウム金属二次電池、リチウムイオン二次電池、リチウム重合体二次電池、又はリチウムイオン重合体二次電池を含むリチウム二次電池である。
実施例
以下において、さらに実施例及び比較例を挙げて本発明を具体的に説明するが、その主旨から逸脱しない限り、本発明はそれらの実施例に限定されるものではない。
１、リチウムイオン電池の調製
１）電解液の調製：
含水量＜１０ｐｐｍのアルゴンガス雰囲気のグローブボックスにおいて、エチレンカーボネート（ＥＣと略記する）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣと略記する）、プロピレンカーボネート（ＰＣと略記する）を３：４：３の重量比で均一に混合し、さらに十分に乾燥させたリチウム塩ＬｉＰＦ６を上記混合した溶媒に溶解して基礎電解液を得た。ここで、基礎電解液におけるＬｉＰＦ６の濃度が１ｍｏｌ／Ｌであった。基礎電解液に、以下の表に示されるような異なる量の物質を加えて、各実施例および比較例の電解液を得た。以下に記載される電解液中の各物質の含有量は、電解液の総重量にに対して計算されたものである。
式Ｉで示される化合物の例は以下の通りである。
カルボン酸エステル化合物の例は以下の通りである。
式ＩＩＩで示される化合物の例は以下の通りである。
２）正極の調製：
Ｔｉ元素を含有する正極活物質であるコバルト酸リチウム（分子式はＬｉＣｏＯ２である）と、アセチレンブラックと、バインダーであるポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦと略称する）とを重量比９６：２：２で適量のＮ－メチルピロリドン（ＮＭＰと略称する）溶剤に十分に撹拌、混合し、それを均一な正極スラリーに形成させ、このスラリーを正極集電体であるＡｌ箔上に塗工、乾燥、冷間圧延し、正極活物質層を得、さらにシートに裁断し、タブを熔接することにより、正極を得た。ここで、正極活物質であるコバルト酸リチウムにはＴｉ元素が含まれているが、特に断りのない限り、以下の実施例及び比較例では、正極活物質層の総重量に対して、Ｔｉ元素の含有量が４００ｐｐｍであった。
以下に例を挙げて、正極活物質層の総重量に対して算出されるＴｉ元素の含有量が４００ｐｐｍであるとの条件を満たす正極活物質であるコバルト酸リチウムの調製方法を説明する：ＣｏＣｌ２及びＴｉＣｌ４をそれぞれ水溶液に調製し、活物質モル比が１：ｎ（０≦ｎ≦０．０００８１７８７）の割合で混合し、また、ＮＨ３・ＨＣＯ３溶液を加えて混合物のｐＨを１０．５に調整し、沈殿物質を得た。得られた沈殿物質を４００℃で５時間焼成し、Ｔｉ元素を含有するＣｏ３Ｏ４を得た。得られたＣｏ３Ｏ４とＬｉ２ＣＯ３とをモル比２：３．１５の割合で均一に混合した後、温度１０００℃で８ｈ焼成してＬｉＣｏＯ２を得た。得られたＬｉＣｏＯ２をモル比１：（０．０００８１７８７－ｎ）の配合比率でＴｉＯ２に加えて均一に混合し、均一に混合した物質を８００℃で８ｈ焼結し、Ｔｉ元素を含有する正極活物質であるコバルト酸リチウム（分子式はＬｉＣｏＯ２である）を得た。
３）負極の調製：
負極活物質である黒鉛と、導電剤であるアセチレンブラックと、バインダーであるスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲと略称する）と、増粘剤であるカルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣと略称する）とを重量比９５：２：２：１で適量の脱イオン水溶剤に十分に撹拌混合し、それを均一な負極スラリーに形成させる。このスラリーを負極集電体であるＣｕ箔上に塗工、乾燥、冷間圧延し、負極活物質層を得、さらにシートに裁断し、タブを熔接することにより、負極を得た。
４）セパレータ：７．５μｍ～８．５μｍのポリエチレン（ＰＥ）多孔質重合体薄膜を基材として、基材上にＡｌ２Ｏ３粒子層を有し、Ａｌ２Ｏ３粒子層厚みが２μｍ～４μｍであった。
５）リチウムイオン電池の調製：正極、セパレータ、負極を順に重ねて、セパレータを正極と負極との間に位置させるように隔離の役割を果たし、次に捲回して、外装箔中に置き、上記調製した電解液を乾燥後電池に注入し、真空包装して静置し、フォーメーション、シェーピング（ｓｈａｐｉｎｇ）などの工程を経て、リチウムイオン電池の調製を完了した。リチウムイオン電池の電解液にはＣｕイオンが含まれ、特に断りのない限り、以下の実施例及び比較例におけるＣｕイオンの含有量が４ｐｐｍであった。
２、リチウムイオン電池の性能のテスト方法
１）過充電テスト：
電池を０．５Ｃの電流で３．０Ｖまで放電し、５分間休止した後、３Ｃの電流で６．５Ｖまで充電し、６．５Ｖの電圧で１ｈ定電圧充電した。発火も爆発も起こらないなら、テストに合格した（ｐａｓｓ）。１グループあたり５つの電池をテストし、テストに合格した電池の数を記録した。
２）ホットボックステスト：
電池を０．５Ｃの電流で３．０Ｖまで放電し、５分間休止した後、０．５Ｃの電流で４．４Ｖまで充電し、４．４Ｖの電圧で０．０５Ｃまで定電圧にした。完全に満充電された電池を１４０℃的ホットボックスに入れ、恒温で６０ｍｉｎ保管した。発火も爆発も起こらないなら、テストに合格した（ｐａｓｓ）。高温ボックスの固定位置で、１グループあたり５つの電池をテストし、テストに合格した電池の数を記録した。
３）貯蔵膨張のテスト：
電池を２５℃で０．５Ｃの電流で４．４Ｖまで放電し、次に０．５Ｃの電流で４．４Ｖまで充電し、４．４Ｖで電流が０．０５Ｃになるまで定電圧充電し、平板軽圧厚み計を用いて７００ｇの圧力で満充電時の電池の厚みをテストしてａ１と記録た。電池を６０℃のオーブンに入れ、６０℃の貯蔵条件下で２１日（２１ｄ）貯蔵し、２１日後にテストしたの厚みをｂ１と記録し、電池の厚み膨脹率の計算式は（ｂ１－ａ１）／ａ１×１００％であった。
４）貯蔵抵抗のテスト：
電池を２５℃で０．５Ｃの電流で４．４Ｖまで放電し、次に０．５Ｃの電流で４．４Ｖまで充電し、４．４Ｖで電流が０．０５Ｃになるまで定電圧充電し、６０℃のオーブンに入れ、６０℃の貯蔵条件下で２１日貯蔵し、電気抵抗率測定計を用いて貯蔵後の電気抵抗値をモニターして記録した。
３、リチウムイオン電池の物理化学的テスト方法
１）Ｃｕイオンテスト
電池を０．５Ｃの電流で２．８Ｖまで放電し、５分間休止し、０．０５Ｃの電流で２．８Ｖまで放電し、５分間休止し、０．０１Ｃの電流で２．８Ｖまで放電した。放電が完了した電池から外層のアルミニウムラミネートを除去した。遠心分離機を用いてリチウムイオン電池中の電解液を遠心分離した。遠心分離された電解液を取り、番号が付けられた消化タンクにサンプルを入れ、電子天秤で０．０００１ｇの精度で秤量し、サンプル重量をｃ（ｃ≦１０）ｇと記録した。濃ＨＮＯ３（質量分率６８％）１０ｍＬをゆっくりと添加し、内壁上につけたサンプルをタンクの底に流し込み、消化タンクを軽く振盪した。消化タンク外の水玉を無塵紙できれいに拭き、酸除去装置に入れて１８０で２０分間消化した。溶液が１ｍｌ～２ｍｌまで蒸発した時、消化タンクを取り外して室温まで冷却し、超純水で消化タンク３回洗浄し、洗浄後に液体を５０ｍｌのプラスチックメスフラスコに入れ、定容した後に均一に振盪した。プラズマ発光分光計（ＩＣＰ）を用いて検量線法でサンプルに対してテストを行い、テストされるサンプルの濃度をｐ１ｇ／ｍｌと記録した。Ｃｕイオンの計算結果は（ｐ１×５０）／ｃであった。
２）Ｔｉ元素テスト
電池を０．５Ｃの電流で２．８Ｖまで放電し、５分間休止し、０．０５Ｃの電流で２．８Ｖまで放電し、５分間休止し、０．０１Ｃの電流で２．８Ｖまで放電し、５分間休止し、０．０１Ｃの電流で３回繰り返し放電した。きれいな手袋を着用して電池を分解し、気をつけて正極と負極とが接触しないように両者を分離した。グローブボックスにおいて、高純度のＤＭＣ（ジメチルカーボネート、純度≧９９．９９％）で正極を１０分間浸漬し、次に取り出し、３０分間乾燥させた。（ＤＭＣ使用量：＞１５ｍｌ／１５４０ｍｍ２ウェーハの面積）。乾燥した環境で、セラミックスパチュラを使用して、削り粉＞０．４ｇ、秤量した紙に包まれた。電子天秤で０．０００１ｇの精度で秤量し、サンプル重量をｄ（ｄ≦０．４）ｇと記録した。濃硝酸と濃塩酸との質量比が１：１の王水１０ｍＬをゆっくりと加え、内壁上につけたサンプルをタンクの底に流し込み、消化タンクを軽く振盪した。消化タンク外の水玉を無塵紙できれいに拭き、消化装置を組み立て、マイクロ波消化装置に入れて消化した。消化タンクを取り外し、超純水で蓋を３回洗浄し、洗浄液を消化タンクに入れた。サンプル溶液を振盪し、漏斗にゆっくりと注入してメスフラスコに流し込み、且つ消化タンクを３回洗浄し、１００ｍｌの規定容量にし、均一に振盪した。プラズマ発光分光計（ＩＣＰ）を用いて検量線法でサンプルに対してテストを行い、テストされるサンプルの濃度をｐ２ｇ／ｍｌと記録した。Ｔｉイオンの計算結果は（ｐ２×１００）／ｄであった。
Ａ、上記調製方法に従って実施例１．１～１．１９及び比較例１．１～１．４の電解液及びリチウムイオン電池を調製し、ここで、電解液中の式Ｉで示される化合物及びカルボン酸エステル化合物の含有量は表１－１に示す通りである。
表１－２は、実施例１．１～１．１９及び比較例１．１～１．４中のリチウムイオン電池の過充電テスト、ホットボックステストのテスト結果を示す。
実施例１．１～１．１９及び比較例１．１～１．４のテスト結果から分かるように、電解液に、式Ｉで示される化合物及びカルボン酸エステル化合物を同時に加えることで、リチウムイオン電池の過充電性能及びホットボックス性能を顕著に改善することができる。
Ｂ、上記調製方法に従って実施例１．１１及び実施例２．１～２．１２の電解液及びリチウムイオン電池を調製した。ここで、電解液における式Ｉで示される化合物、カルボン酸エステル化合物及び式ＩＩＩで示される化合物の含有量は表２－１に示す通りである。表２－１は、実施例１．１１及び実施例２．１～２．１２のリチウムイオン電池の過充電テスト及び貯蔵膨張テストのテスト結果を同時に示した。
実施例２．１～２．１２及び実施例１．１１のテスト結果から分かるように、式Ｉで示される化合物及びカルボン酸エステル化合物を含有する電解液に式ＩＩＩで示される化合物を添加すると、リチウムイオン電池の貯蔵膨脹率を顕著に低下させることができる。その理由は、式Ｉで示される化合物、カルボン酸エステル化合物、及び式ＩＩＩで示される化合物は共同作用することで、電解液が酸化されるリスクをさらに低減させることができる同時に、正極に対する保護を向上させ、正極活物質界面と電解液との直接接触を低減させる。これによって、高温貯蔵時に電解液と正極活物質との接触によるガス膨張を低減させることができる。
Ｃ、上記調製方法に従って実施例１．１１及び実施例３．１～実施例３．７の電解液及びリチウムイオン電池を調製した。ここで、電解液における式Ｉで示される化合物、カルボン酸エステル化合物、リチウム塩添加剤の含有量は表３－１に示す通りである。表３－１は、実施例１．１１及び実施例３．１～３．７のホットボックステスト及び貯蔵抵抗テストのテスト結果を同時に示す。
実施例３．１～３．７及び実施例１．１１のテスト結果から分かるように、式Ｉで示される化合物及びカルボン酸エステル化合物を含有する電解液にリチウム塩添加剤ＬｉＰＯ２Ｆ２を添加すると、リチウムイオン電池の貯蔵抵抗を顕著に低下させることができる。これは式Ｉで示される化合物と、カルボン酸エステル化合物とＬｉＰＯ２Ｆ２とが共同作用することで、有機保護膜中のＬｉＦ成分を増加させ、有機保護膜の安定性を向上させ、高温に対する耐性を向上させることによって貯蔵抵抗を改善するからである。
Ｄ、上記調製方法に従って実施例１．１１及び実施例４．１～４．９の電解液及びリチウムイオン電池を調製した。電解液中の関連物質の含有量は表４－１に示す通りである。表４－１は、実施例１．１１及び実施例４．１～４．９中のリチウムイオン電池の過充電テスト及び貯蔵抵抗テスト結果を同時に示した。
リチウムイオン電池の調製過程において注液後の電池に対して高温静置を行い、リチウムイオン電池中の電解液はこの過程においていくつかの化学反応に関与し、リチウムイオン電池の負極における微量のＣｕ金属不純物を溶出し、微量のＣｕイオンが電解液の導電性を強め、抵抗の低下を実現する。実施例４．１～４．９及び実施例１．１１のテスト結果から分かるように、式Ｉで示される化合物及びカルボン酸エステル化合物を含有する電解液は、適量のＣｕイオンを含有することで、リチウムイオン電池の貯蔵抵抗を顕著に低下させることができる。
Ｅ、上記調製方法に従って実施例１．１１及び実施例５．１～５．１０の電解液及びリチウムイオン電池を調製した。表５－１には、実施例１．１１及び実施例５．１～５．１０の電解液中の関連物質の含有量、正極活物質層中のＴｉ元素の含有量及びホットボックステスト結果を示した。
正極活物質はＴｉ元素を含むと、正極活物質と電解液との界面接触を強めることができるだけでなく、同時に、Ｔｉ元素が正極活物質の酸素ラジカルを安定化させ、酸素ラジカルと電解液との接触を低下させ、正極活物質と電解液との酸化反応を低下させる。特に安全テストを行う時に、酸素ラジカルは電解液の触媒酸化を加速化させる。本発明は、式Ｉで示される化合物及びフルオロカルボン酸エステルの組み合わせを用い、正極界面に対して一定の保護作用を有し、且つ自身の耐酸化性が強目られ、Ｔｉ元素のドーピングと結合して正極活物質と電解液との反応をさらに低下させ、ホットボックスの安全性を向上させる効果を実現する。実施例１．１１及び実施例５．１～５．１０のテスト結果から分かるように、Ｔｉドーピング含有量の増加に伴い、ホットボックス性能を改善する効果が顕著である。
Ｆ、上記調製方法に従って実施例１．１１及び実施例６．１－６．３の電解液及びリチウムイオン電池を調製した。表６－１には実施例１．１１及び実施例６．１－６．３の電解液中の関連物質の含有量を示した。
表６－２には実施例１．１１及び実施例６．１－６．３の過充電テスト、ホットボックステスト、貯蔵膨張テスト及び貯蔵抵抗のテストのテスト結果を示した。
実施例１．１１及び実施例６．１～６．３のテスト結果から分かるように、式Ｉで示される化合物及びカルボン酸エステル化合物を含有する電解液中に、トリニトリル化合物及びＬｉＰＯ２Ｆ２を同時に加え、正極活物質層中に適量のＴｉ元素を含有し、且つ電解液中のＣｕイオン含有量が一定の範囲内にある場合、リチウムイオン電池の過充電性能及びホットボックス性能を顕著に改善することができる同時に、貯蔵膨脹率及び貯蔵抵抗を顕著に低下させる。
明細書全体では、「いくつかの実施例」、「一部の実施例」、「一つの実施例」、「他の例」、「例」、「具体例」、又は「いくつかの例」の引用について、本発明の少なくとも一つの実施例又は例は、当該実施例又は例に記載の特定の特徴、構造、材料又は特性を含むことを意味する。したがって、明細書全体の各箇所に記載された、例えば「いくつかの実施態様において」、「実施例において」、「一つの実施例において」、「別の例において」、「一つの例において」、「特定の例において」又は「例」は、必ずしも本発明における同じ実施例又は例を引用するわけではない。また、本明細書の特定の特徴、構造、材料、又は特性は、一つ又は複数の実施例又は例において、いかなる好適な方法で組み合わせることができる。
例示的な実施例が開示および説明されているが、当業者は、上記実施例が本発明を限定するものとして解釈されないこと、且つ、本発明の技術思想、原理、および範囲から逸脱しない場合に実施例への改変、置換および変更が可能であること、を理解すべきである。
Claims (12)
- 式Ｉで示される化合物、及びカルボン酸エステル化合物を含む電解液であって、
Ｒ１１及びＲ１２は、それらが結合している炭素原子と一緒に、５から１０員環状構造を形成し、前記環状構造は任意にヘテロ原子を含み、前記ヘテロ原子がＯ、Ｓ、Ｎ、又はＰのうちの少なくとも１つから選択され、
Ｒ０がＣ１～６アルキレン基から選択され、
Ｒがスルホン基、メチルスルホン基、置換もしくは非置換のＣ１～２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ３～２０シクロアルキル基、置換もしくは非置換のＣ２～２０アルケニル基、置換もしくは非置換のＣ６～２０アリール基、又は置換もしくは非置換のＣ６～２０ヘテロアリール基から選択され、
Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒがそれぞれ独立して置換されている場合、置換基がハロゲン、シアノ基、スルホン基、メチルスルホン基、Ｃ１～２０アルキル基、Ｃ３～２０シクロアルキル基、Ｃ１～２０アルコキシ基、Ｃ２～２０アルケニル基、Ｃ６～２０アリール基、Ｃ６～２０ヘテロアリール基、又はそれらの任意の組み合わせから選択される、電解液。 - 前記Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４は、それぞれ独立して、
又は、Ｒ１１及びＲ１２は、それらが結合している炭素原子と一緒に、
前記電解液の総重量に対して、前記式Ｉで示される化合物の重量百分率がａ ｗｔ％であり、ａが０．００１～５である、請求項１に記載の電解液。 - 前記式Ｉで示される化合物が、以下の化合物：
- 前記カルボン酸エステル化合物が式ＩＩで示される化合物を含み、
Ｒ２１、Ｒ２２がそれぞれ独立して置換されている場合、置換基は、ハロゲン、シアノ基、Ｃ１～２０アルキル基、Ｃ３～２０シクロアルキル基、Ｃ１～２０アルコキシ基、Ｃ２～２０アルケニル基、Ｃ６～２０アリール基、又はそれらの任意の組み合わせから選択され、
前記電解液の総重量に対して、前記カルボン酸エステル化合物の重量百分率がｂｗｔ％であり、ｂが０．０５～７５である、請求項１に記載の電解液。 - 前記カルボン酸エステル化合物が、以下の化合物：
- 前記電解液が式ＩＩＩで示される化合物をさらに含み、
Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３は、それぞれ独立して、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ２０アルキレン基、置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ２０アルケニレン基、－Ｒ３５－Ｓ－Ｒ３６－、又は－Ｒ３７－Ｏ－Ｒ３８－から選択され、
Ｒ３５、Ｒ３６、Ｒ３７及びＲ３８は、それぞれ独立して、単結合、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ２０アルキレン基、又は置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ２０アルケニレン基であり、
Ｒ３４は、Ｈ、置換もしくは非置換のＣ１～Ｃ２０アルキル基、置換もしくは非置換のＣ２～Ｃ２０アルケニル基から選択され、
Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３、Ｒ３４、Ｒ３５、Ｒ３６、Ｒ３７及びＲ３８がそれぞれ独立して置換されている場合、置換基は、ハロゲン、シアノ基、Ｃ１～２０アルキル基、Ｃ３～２０シクロアルキル基、Ｃ１～２０アルコキシ基、Ｃ２～２０アルケニル基、Ｃ６～２０アリール基、又はそれらの任意の組み合わせから選択され、
前記電解液の総重量に対して、前記式ＩＩＩで示される化合物の重量百分率が０．０１ｗｔ％～５ｗｔ％である、請求項１に記載の電解液。 - 前記式ＩＩＩで示される化合物が、以下の化合物：
- 前記電解液は、リチウム塩添加剤をさらに含み、前記リチウム塩添加剤が、ＬｉＰＯ２Ｆ２、リチウムビストリフルオロメタンスルホニルイミド、リチウムジ（フルオロスルホニル）イミド、リチウムビスオキサレートボレート、リチウムテトラフルオロホスフェートオキサレート、又はリチウムジフルオロオキサレートボレートの少なくとも１つのリチウム塩を含み、
前記電解液の総重量に対して、前記リチウム塩添加剤の重量百分率が０．００１ｗｔ％～５ｗｔ％である、請求項１に記載の電解液。 - 正極活物質を含有する正極活物質層を含む正極と、請求項１～８のいずれか１項に記載の電解液とを含む、電気化学装置。
- 前記電気化学装置の電解液は、銅イオンをさらに含み、
前記電解液の総重量に対して、前記銅イオンの含有量が０．０１ｐｐｍ～５０ｐｐｍである、請求項９に記載の電気化学装置。 - 前記正極活物質は、Ｔｉ元素を含み、
前記正極活物質層の総重量に対して、前記Ｔｉ元素の含有量がｔ×１０２ｐｐｍであり、ｔが２～１０であり、且つ（ａ＋ｂ）／ｔ≦３５を満たす、請求項９に記載の電気化学装置。 - 請求項９～１１のいずれか１項に記載の電気化学装置を含む、電子装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/CN2020/073221 WO2021146839A1 (zh) | 2020-01-20 | 2020-01-20 | 电解液和使用其的电化学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023511138A true JP2023511138A (ja) | 2023-03-16 |
| JP7457135B2 JP7457135B2 (ja) | 2024-03-27 |
Family
ID=76991933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022544205A Active JP7457135B2 (ja) | 2020-01-20 | 2020-01-20 | 電解液及びそれを用いる電気化学装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20210408603A1 (ja) |
| EP (1) | EP4092799A4 (ja) |
| JP (1) | JP7457135B2 (ja) |
| KR (1) | KR20220121263A (ja) |
| WO (1) | WO2021146839A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20240045911A (ko) * | 2022-09-30 | 2024-04-08 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 비수 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10189042A (ja) * | 1996-12-25 | 1998-07-21 | Mitsubishi Chem Corp | リチウム二次電池用電解液 |
| WO2012053644A1 (ja) * | 2010-10-22 | 2012-04-26 | 三井化学株式会社 | 環状硫酸エステル化合物、それを含有する非水電解液、及びリチウム二次電池 |
| JP2017520100A (ja) * | 2014-05-23 | 2017-07-20 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニーＥ．Ｉ．Ｄｕ Ｐｏｎｔ Ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ Ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ | 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 |
| JP2018133284A (ja) * | 2017-02-17 | 2018-08-23 | Tdk株式会社 | 非水電解液およびそれを用いた非水電解液電池 |
| JP2018133332A (ja) * | 2017-02-13 | 2018-08-23 | 三菱ケミカル株式会社 | 非水系電解液及びそれを用いた蓄電デバイス |
| JP2019521494A (ja) * | 2016-07-15 | 2019-07-25 | ソルヴェイ（ソシエテ アノニム） | 非水電解質組成物 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010015719A (ja) * | 2008-07-01 | 2010-01-21 | Bridgestone Corp | 電池用非水電解液及びそれを備えた非水電解液二次電池 |
| WO2015093532A1 (ja) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | 宇部興産株式会社 | 非水電解液、それを用いた蓄電デバイス、及びそれに用いられるカルボン酸エステル化合物 |
| WO2015179205A1 (en) * | 2014-05-23 | 2015-11-26 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Nonaqueous electrolyte compositions comprising cyclic sulfates |
| CN104766995B (zh) | 2015-03-31 | 2017-03-15 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 一种电解液添加剂及其在锂离子电池中的应用 |
| CN109997258A (zh) * | 2016-09-14 | 2019-07-09 | 索尔维公司 | 含有六元环环状硫酸酯的电解质 |
| CN108242566A (zh) | 2016-12-26 | 2018-07-03 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电解液及二次电池 |
| CN109037776A (zh) * | 2017-06-09 | 2018-12-18 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电解液以及包括该电解液的电池 |
| CN109888384B (zh) * | 2017-12-06 | 2021-06-29 | 宁德新能源科技有限公司 | 电解液和含有电解液的电池 |
| CN110364695B (zh) * | 2018-04-11 | 2021-08-13 | 宁德新能源科技有限公司 | 锂离子电池 |
| US20210234199A1 (en) * | 2018-05-04 | 2021-07-29 | Solvay Sa | Non-aqueous liquid electrolyte composition |
| WO2019211366A1 (en) * | 2018-05-04 | 2019-11-07 | Umicore | A lithium cobalt oxide secondary battery comprising a fluorinated electrolyte and a positive electrode material for high voltage applications |
| CN109860703B (zh) * | 2019-01-25 | 2021-04-06 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种电解液及电化学装置 |
| CN109786834B (zh) * | 2019-01-25 | 2021-01-12 | 宁德新能源科技有限公司 | 电解液及电化学装置 |
| CN110021785A (zh) * | 2019-04-15 | 2019-07-16 | 杉杉新材料（衢州）有限公司 | 一种三元高电压锂离子电池电解液及三元高电压锂离子电池 |
-
2020
- 2020-01-20 KR KR1020227028091A patent/KR20220121263A/ko unknown
- 2020-01-20 WO PCT/CN2020/073221 patent/WO2021146839A1/zh unknown
- 2020-01-20 JP JP2022544205A patent/JP7457135B2/ja active Active
- 2020-01-20 US US17/059,701 patent/US20210408603A1/en active Pending
- 2020-01-20 EP EP20915120.8A patent/EP4092799A4/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10189042A (ja) * | 1996-12-25 | 1998-07-21 | Mitsubishi Chem Corp | リチウム二次電池用電解液 |
| WO2012053644A1 (ja) * | 2010-10-22 | 2012-04-26 | 三井化学株式会社 | 環状硫酸エステル化合物、それを含有する非水電解液、及びリチウム二次電池 |
| JP2017520100A (ja) * | 2014-05-23 | 2017-07-20 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニーＥ．Ｉ．Ｄｕ Ｐｏｎｔ Ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ Ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ | 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 |
| JP2019521494A (ja) * | 2016-07-15 | 2019-07-25 | ソルヴェイ（ソシエテ アノニム） | 非水電解質組成物 |
| JP2018133332A (ja) * | 2017-02-13 | 2018-08-23 | 三菱ケミカル株式会社 | 非水系電解液及びそれを用いた蓄電デバイス |
| JP2018133284A (ja) * | 2017-02-17 | 2018-08-23 | Tdk株式会社 | 非水電解液およびそれを用いた非水電解液電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4092799A4 (en) | 2023-03-08 |
| EP4092799A1 (en) | 2022-11-23 |
| JP7457135B2 (ja) | 2024-03-27 |
| WO2021146839A1 (zh) | 2021-07-29 |
| KR20220121263A (ko) | 2022-08-31 |
| US20210408603A1 (en) | 2021-12-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11165097B2 (en) | Electrolyte, electrochemical device and electronic device containing the same | |
| CN109786824B (zh) | 电解液和使用其的电化学装置 | |
| CN109786835B (zh) | 电解液和使用其的电化学装置 | |
| CN110429335B (zh) | 电解液及包含其的电化学装置与电子装置 | |
| CN111342135B (zh) | 电化学装置及包含其的电子装置 | |
| CN111244541B (zh) | 电解液和使用其的电化学装置 | |
| CN110380120B (zh) | 电解液、包含所述电解液的电化学装置和电子装置 | |
| CN111525191B (zh) | 一种电解液及电化学装置 | |
| CN111430793B (zh) | 电解液及使用其的电化学装置和电子装置 | |
| CN111628219A (zh) | 电解液和包含电解液的电化学装置及电子装置 | |
| CN111697266B (zh) | 电解液和包括其的电化学装置及电子装置 | |
| CN109830749B (zh) | 一种电解液及电化学装置 | |
| CN112400249A (zh) | 一种电解液及电化学装置 | |
| CN112956063A (zh) | 电解液和包含其的电化学装置和电子装置 | |
| KR20210086573A (ko) | 전해액 및 이를 이용한 전기화학 장치 및 전자 장치 | |
| CN111261939A (zh) | 电解液和使用其的电化学装置 | |
| CN110247115B (zh) | 电解液、包含所述电解液的电化学装置和电子装置 | |
| WO2021179300A1 (zh) | 电化学装置及包含其的电子装置 | |
| CN112868123B (zh) | 电解液和包括电解液的电化学装置及电子装置 | |
| CN110854432B (zh) | 电解液以及使用其的电化学装置和电子装置 | |
| CN112103561A (zh) | 一种电解液及电化学装置 | |
| JP7457135B2 (ja) | 電解液及びそれを用いる電気化学装置 | |
| CN111971845A (zh) | 一种电解液及电化学装置 | |
| CN109904520B (zh) | 非水电解液及二次电池 | |
| CN116508189A (zh) | 电解液及包括其的电化学装置和电子装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220720 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20230608 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20230608 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230809 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230822 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231121 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240227 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240314 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7457135 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |