JPWO2021055560A5

JPWO2021055560A5 -

Info

Publication number: JPWO2021055560A5
Application number: JP2022542631A
Authority: JP
Publication date: 2023-09-25

Claims

溶媒成分を含む電解質を含む電池であって、前記溶媒成分が、約１ｐｐｍ～約６０％の量のフッ素化化合物を含み、前記フッ素化化合物が、式Ｉ、式ＩＩ（ａ）、式ＩＩ（ｂ）、式ＩＩＩ、又は式ＩＶのいずれかを有することを特徴とする電池。

（式中、Ｒ^１０及びＲ^２０は、独立して、Ｃ１－Ｃ６アルキル、Ｃ１－Ｃ８アルキル、シクロアルキル、アリール、完全又は部分的にフッ素化されたＣ１－Ｃ６アルキル、完全又は部分的にフッ素化されたＣ１－Ｃ８アルキル、完全又は部分的にフッ素化されたシクロアルキル、及び完全又は部分的にフッ素化されたアリールから選択される。）
Ｒ^２０が、完全又は部分的にフッ素化されたＣ１－Ｃ６アルキルである、請求項１に記載の電池。
Ｒ^２０が、１以上の－ＣＦ_３基を含む、請求項１に記載の電池。
Ｒ^２０が、１～３基の－ＣＦ_３基を含む、請求項１に記載の電池。
Ｒ^２０が、トリフルオロエチル又はヘキサフルオロイソプロピルから選択される、請求項１に記載の電池。
Ｒ^１０が、メチル、エチル、ｎ－プロピル、及び２－プロピルから選択される、請求項１から５のいずれかに記載の電池。
Ｒ^１０が、完全又は部分的にフッ素化されたメチル、完全又は部分的にフッ素化されたエチル、完全又は部分的にフッ素化されたｎ－プロピル、及び完全又は部分的にフッ素化された２－プロピルから選択される、請求項１から５のいずれかに記載の電池。
Ｒ^１０が、１以上の－ＣＦ_３基を含む、請求項１から５のいずれかに記載の電池。
Ｒ^１０が、１～３基の－ＣＦ_３基を含む、請求項１から５のいずれかに記載の電池。
Ｒ^１０及びＲ^２０が、同一である、請求項１に記載の電池。
前記式ＩＶの化合物が、式４００、式４０１、式４０２、又は式４０３のいずれかの化合物である、請求項１に記載の電池。
前記式Ｉの化合物が、式１００、式１０１、式１０２、又は式１０３のいずれかの化合物である、請求項１に記載の電池。
前記式ＩＩ（ａ）の化合物が、式２００、式２０１、式２０２、又は式２０３のいずれかの化合物である、請求項１に記載の電池。
前記式ＩＩＩの化合物が、式３００又は式３０１の化合物である、請求項１に記載の電池。
前記フッ素化化合物が、式１０のエーテル又はチオエーテルである、請求項１に記載の電池。

（式１０において、Ｘは、Ｏ又はＳであり、Ｒ^４は、部分的にフッ素化されたＣ_１－Ｃ_８アルキル基であり；Ｒ^５は、任意にフッ素化されていてもよいＣ_１－Ｃ_８アルキル基である。）
Ｒ^４が、部分的にフッ素化されたＣ_１－Ｃ_４アルキル基であり、Ｒ^５が、任意にフッ素化されていてもよいＣ_１－Ｃ_４アルキル基である、請求項１５に記載の電池。
前記フッ素化されたエーテル又はチオエーテルが、－ＣＦ_３、－ＣＨＦ_２、－ＣＨ_２Ｆ、－ＣＨＦ－、及び－ＣＦ_２－から選択される１以上の基を含む、請求項１５から１６のいずれかに記載の電池。
前記フッ素化されたエーテル又はチオエーテルが、１以上の－ＣＦ_３基を含む、請求項１５から１７のいずれかに記載の電池。
前記フッ素化されたエーテル又はチオエーテルが、２以上の－ＣＦ_３基を含む、請求項１５から１７のいずれかに記載の電池。
前記フッ素化されたエーテル又はチオエーテルが、２，２，２－トリフルオロエチル、１，１，１－トリフルオロイソプロピル、１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロイソプロピル、３，３，３－トリフルオロプロピル、２－フルオロエチル、２，２－ジフルオロエチル、３－フルオロプロピル、３，３－ジフルオロプロピル、２，２，３，３，３－ペンタフルオロプロピル、４，４，４－トリフルオロブチル、１，１，１，３，３－ペンタフルオロイソプロピル、及び５，５，５－トリフルオロペンチルから選択される１以上の基を含む、請求項１５から１９のいずれかに記載の電池。
前記フッ素化されたエーテル又はチオエーテルが、ヘキサフルオロイソプロピルメチルエーテルである、請求項１５から１９のいずれかに記載の電池。
前記溶媒成分が、前記フッ素化化合物を、約１ｐｐｍ～約５０００ｐｐｍの量で含む、請求項１から２１のいずれかに記載の電池。
前記溶媒成分が、前記フッ素化化合物を、約０．０００１％～約５％の量で含む、請求項１から２１のいずれかに記載の電池。
前記溶媒成分が、前記フッ素化化合物を、約０．１％～約２％の量で含む、請求項１から２１のいずれかに記載の電池。
前記電解質が、非水系電解質であり、前記溶媒成分が部分的にフッ素化された有機カーボネート及び非フッ素化有機カーボネートのうちの１以上を更に含む、請求項１から２４のいずれかに記載の電池。
前記非フッ素化有機カーボネートが、ＥＣ（エチレンカーボネート）、ＥＭＣ（エチルメチルカーボネート）、ＤＥＣ（ジエチルカーボネート）、ＤＭＣ（ジメチルカーボネート）、ＰＣ（プロピレンカーボネート）、及びＶＣ（ビニレンカーボネート及び／又はビニリデンカーボネート）のうちの１以上を含む、請求項２５に記載の電池。
前記溶媒成分中のＶＣの量が、約０．００１％～約２％である、請求項２６に記載の電池。
前記部分的にフッ素化された有機カーボネートが、ＦＥＣ（フルオロエチレンカーボネート）を含み、前記溶媒成分中のＦＥＣの量が、約０．００１％～約１０％である、請求項２５に記載の電池。
前記電解質が、更に、任意に置換されていてもよいアルキル、任意に置換されていてもよいハロアルキル、任意に置換されていてもよいアルケニル、任意に置換されていてもよいハロアルケニル、任意に置換されていてもよいアルキニル、任意に置換されていてもよいハロアルキニル、任意に置換されていてもよいアリール、任意に置換されていてもよいハロアリール、任意に置換されていてもよいヘテロアリール、又は任意に置換されていてもよいハロヘテロアリールのうちの１以上を含むフッ素化有機カーボネート又はフッ素化有機サルファイトを含む、請求項１から２４のいずれかに記載の電池。
前記フッ素化有機カーボネートが、フッ素化ジアルキルカーボネートである、請求項２９に記載の電池。
前記フッ素化有機サルファイトが、フッ素化ジアルキルサルファイトである、請求項２９に記載の電池。
前記フッ素化有機カーボネート又は前記フッ素化有機サルファイトが、－ＣＦ_３、－ＣＨＦ_２、－ＣＨ_２Ｆ、－ＣＨＦ－、及び－ＣＦ_２－から選択される１以上の基を含む、請求項２９から３１のいずれかに記載の電池。
前記フッ素化有機カーボネート又は前記フッ素化有機サルファイトが、１以上の－ＣＦ_３基を含む、請求項２９から３１のいずれかに記載の電池。
前記フッ素化有機カーボネート又は前記フッ素化有機サルファイトが、２，２，２－トリフルオロエチル、１，１，１－トリフルオロイソプロピル、１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロイソプロピル、３，３，３－トリフルオロプロピル、２－フルオロエチル、２，２－ジフルオロエチル、３－フルオロプロピル、３，３－ジフルオロプロピル、２，２，３，３，３－ペンタフルオロプロピル、４，４，４－トリフルオロブチル、１，１，１，３，３－ペンタフルオロイソプロピル、及び５，５，５－トリフルオロペンチルから選択される１以上の基を含む、請求項２９から３１のいずれかに記載の電池。
前記フッ素化有機カーボネート又は前記フッ素化有機サルファイトが、１又は２基の１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロイソプロピル基を含む、請求項２９から３１のいずれかに記載の電池。
前記フッ素化有機カーボネートが、メチル（２，２，２－トリフルオロエチル）カーボネート、メチル（１，１，１－トリフルオロイソプロピル）カーボネート、メチル（１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロイソプロピル）カーボネート、メチル（３，３，３－トリフルオロプロピル）カーボネート、メチル（２－フルオロエチル）カーボネート、メチル（２，２－ジフルオロエチル）カーボネート、メチル（３－フルオロプロピル）カーボネート、メチル（３，３－ジフルオロプロピル）カーボネート、メチル（２，２，３，３，３－ペンタフルオロプロピル）カーボネート、メチル（４，４，４－トリフルオロブチル）カーボネート、メチル（１，１，１，３，３－ペンタフルオロイソプロピル）カーボネート、及びメチル（５，５，５－トリフルオロペンチル）カーボネートから選択される、請求項２９に記載の電池。
前記フッ素化有機サルファイトが、ビス－（２，２，２－トリフルオロエチル）サルファイト、ビス－（１，１，１－トリフルオロイソプロピル）サルファイト、及びビス－（１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロイソプロピル）サルファイトから選択される、請求項２９に記載の電池。
前記電解質が、更に、アルカリ塩を含む、請求項１から３７のいずれかに記載の電池。
前記アルカリ塩が、前記溶媒成分に溶解しており、前記アルカリ塩の濃度が、約１Ｍ～約１．５Ｍである、請求項３８に記載の電池。
前記アルカリ塩が、前記溶媒成分に溶解しており、前記アルカリ塩の濃度が、約１Ｍ、約１．１Ｍ、約１．２Ｍ、約１．３Ｍ、約１．４Ｍ、又は約１．５Ｍである、請求項３８に記載の電池。
前記アルキル塩が、リチウム塩である、請求項３８から４０のいずれかに記載の電池。
前記リチウム塩が、ＬｉＰＦ_６である、請求項４１に記載の電池。
前記電池のカソードが、ニッケル、マンガン、及びコバルトから選択される金属を含む、請求項１から４２のいずれかに記載の電池。
前記電池のカソードが、約７０％～約９０％のニッケルを含む、請求項１から４２のいずれかに記載の電池。
前記電池のカソードが、約１％～約１５％のマンガンを含む、請求項１から４２のいずれかに記載の電池。
前記電池のカソードが、約１％～約１５％のコバルトを含む、請求項１から４２のいずれかに記載の電池。
前記電池のカソードが、約８０％のニッケル、約１０％のマンガン、及び約１０％のコバルトを含む、請求項１から４２のいずれかに記載の電池。
前記電池のカソードが、約９０％のニッケル、約５％のマンガン、及び約５％のコバルトを含む、請求項１から４２のいずれかに記載の電池。
前記電池のアノードが、約２％～約７５％のシリコンを含む、請求項１から４８のいずれかに記載の電池。
前記電池のアノードが、約２％～約７０％の酸化シリコングラファイト複合体を含む、請求項１から４８のいずれかに記載の電池。
前記電池のアノードが、約２％～約７０％のアモルファスシリコングラファイト複合体を含む、請求項１から４８のいずれかに記載の電池。
前記電池が、再充電可能であり、約１５０～約５００サイクルのサイクル寿命を有する、請求項１から５１のいずれかに記載の電池。
前記電池が、少なくとも２００サイクルのサイクル寿命を有する、請求項５２に記載の電池。
前記電池が、少なくとも２５０サイクルのサイクル寿命を有する、請求項５２に記載の電池。