KR20220104203A - 리튬 염으로부터 제조된 전해질 - Google Patents

리튬 염으로부터 제조된 전해질 Download PDF

Info

Publication number
KR20220104203A
KR20220104203A KR1020227020727A KR20227020727A KR20220104203A KR 20220104203 A KR20220104203 A KR 20220104203A KR 1020227020727 A KR1020227020727 A KR 1020227020727A KR 20227020727 A KR20227020727 A KR 20227020727A KR 20220104203 A KR20220104203 A KR 20220104203A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrolyte composition
acid
lithium
diamine
weight
Prior art date
Application number
KR1020227020727A
Other languages
English (en)
Inventor
그레고리 슈미트
드미트리 콜레스닉
Original Assignee
아르끄마 프랑스
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아르끄마 프랑스 filed Critical 아르끄마 프랑스
Publication of KR20220104203A publication Critical patent/KR20220104203A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • 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
    • H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • 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
    • H01M10/0569—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
    • H01M10/36—Accumulators not provided for in groups H01M10/05-H01M10/34
    • 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
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0025—Organic electrolyte
    • 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
    • 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
    • H01M2300/0085—Immobilising or gelification of 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
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/381—Alkaline or alkaline earth metals elements
    • H01M4/382—Lithium
    • 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)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

본 발명은
- i) 적어도 하나의 리튬 염;
- ii) 적어도 하나의 비수성 용매; 및
- iii) 하기를 포함하는 혼합물의 적어도 하나의 반응 생성물:
a) a1) C2 내지 C24 선형 지방족 디아민; 및/또는
a2) C6 내지 C18 지환족 디아민; 및/또는
a3) 방향족 디아민, 바람직하게는 C6 내지 C24 방향족 디아민
으로부터 선택된 적어도 하나의 디아민;
b) 적어도 하나의 C3-C36 포화 하이드록실화된 카르복실산;
c) C2 내지 C18 포화 선형 및 비-하이드록실화된 카르복실산으로부터 선택된 적어도 하나의 일산
을 포함하는, 전해질 조성물로서,
상기 조성물이 101 내지 107 mPa.s의 23℃에서 측정되는 점도를 가짐을 특징으로 하는, 전해질 조성물에 관한 것이다.

Description

리튬 염으로부터 제조된 전해질
본 발명은 적어도 하나의 리튬 염을 포함하는 전해질 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 또한 덴드라이트의 형성을 감소/지연시키기 위한 이러한 전해질 조성물의 용도에 관한 것이다.
배터리 분야의 주요 과제 중 하나는 특히 전기 자동차의 자율성을 향상시키려는 목적으로 에너지 밀도를 증가시키는 것이다. 구상된 해결책 중 하나는 애노드 물질의 변화이다. 현재, 애노드 물질은 일반적으로 350 mAh/g의 커패시티를 갖는 그래파이트이다. 3860 mAh/g의 커패시티를 갖는 리튬 금속 애노드로 전환하면 Li-이온 배터리의 에너지 밀도를 크게 증가시킬 수 있다. 리튬 금속 애노드를 포함하는 여러 Li-이온 배터리들이 있다: "통상적인" 리튬-이온 배터리 또는 Li-황 배터리.
그러나, 리튬 금속 애노드를 포함하는 Li-이온 배터리는 덴드라이트의 형성과 주로 관련된 배터리 수명 문제로 인해 이 단계에서 판매되지 않는다. 덴드라이트는 배터리가 충전될 때 생성되는 리튬 필라멘트이다. 이러한 필라멘트는 이후 세퍼레이터에 통과할 때까지 성장하고, 단락을 발생시켜 Li-이온 배터리의 비가역적분해를 일으킬 수 있다.
이들 덴드라이트 형성에 대항하기 위해 고체 전해질과 같은 새로운 기술이 개발되었다. 그러나, 이러한 기술은 특히 이의 낮은 이온 전도도 때문에 액체 전해질로 수득된 Li-이온 배터리의 성능 수준을 달성하는 것이 가능하지 않다.
액체 전해질과 관련하여, 이들은 가연성 및 휘발성 용매를 함유하는 이들 액체의 누설 가능성으로 인한 안전성 문제와 같은 몇 가지 본질적인 제한이 있다.
따라서, 상기 언급된 단점들 중 하나를 적어도 부분적으로 개선하는 신규한 전해질이 필요하다.
보다 구체적으로, 전극 표면 상의 덴드라이트 형성을 감소시키거나 심지어 없앨 수 있는 신규한 전해질 조성물이 필요하다.
본 출원은
- i) 적어도 하나의 리튬 염;
- ii) 적어도 하나의 비수성 용매; 및
- iii) 하기를 포함하는 혼합물의 반응으로부터의 적어도 하나의 생성물:
a) a1) 선형 지방족 C2 내지 C24 디아민; 및/또는
a2) 지환족 C6 내지 C18 디아민; 및/또는
a3) 방향족, 바람직하게는 C6 내지 C24 디아민
으로부터 선택된 적어도 하나의 디아민;
b) 적어도 하나의 포화 하이드록실화된 C3-C36 카르복실산;
c) 포화 선형 및 비-하이드록실화된 C2 내지 C18 카르복실산으로부터 선택된 적어도 하나의 일산
을 포함하는, 전해질 조성물로서,
상기 조성물이 101 내지 107 mPa.s 범위의 23℃에서 측정되는 점도를 가짐을 특징으로 하는, 전해질 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 문맥에서, 그리고 달리 언급되지 않는 한, 용어 "전해질 조성물", 및 "전해질"은 상호교환 가능하게 사용된다.
23℃에서의 점도 측정은 Brookfield® 점도계를 사용하여 표준 NF EN ISO 2555에 따라 수행될 수 있다. 전형적으로, 23℃에서 이루어지는 측정은 점도 범위에 맞춰진 스핀들 및 10 rpm(분당회전수)의 회전 속도로 Brookfield® 점도계를 사용하여 수행될 수 있다.
바람직하게는, 조성물은 102 내지 106 mPa.s 범위의 23℃에서 측정되는 점도를 갖는다.
조성물
바람직하게는, 전해질 조성물은 배터리를 위한, 및 특히 Li-이온 배터리를 위한 전해질 조성물이다.
리튬 염 i)
리튬 염은 LiPF6 (리튬 헥사플루오로포스페이트), LiFSI, LiTDI, LiTFSI (리튬 비스(트리플루오로설포닐)이미드), LiPOF2, LiB(C2O4)2, LiF2B(C2O4)2, LiBF4, LiNO3, LiClO4, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
리튬 염은 바람직하게는 LiFSI이다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "비스(플루오로설포닐)이미드의 리튬 염", "리튬 비스(플루오로설포닐)이미드", "LiFSI", "LiN(FSO2)2" 또는 "리튬 비스(플루오로설포닐)이미드"는 동등하게 사용된다.
명칭 LiTDI로 알려진 리튬 2-트리플루오로메틸-4,5-디시아노이미다졸레이트는 하기 구조를 갖는다:
[화학식 1]
Figure pct00001
바람직하게는, 리튬 염은 전해질 조성물에 존재하는 모든 염의 2 중량% 내지 100 중량%, 바람직하게는 25 중량% 내지 100 중량%, 및 우선적으로는 50 중량% 내지 100 중량%를 차지한다.
전해질 조성물 중 리튬 염(들)의 총 몰 농도는 0.01 mol/l 내지 5 mol/l, 바람직하게는 0.05 mol/l 내지 3 mol/l의 범위일 수 있다.
비수성 용매 ii)
전해질 조성물은, 예를 들어, 2 개, 3 개 또는 4 개의 상이한 용매와 같이 비수성 용매 또는 상이한 비수성 용매의 혼합물을 포함할 수 있다.
전해질 조성물의 비수성 용매는 선택적으로 폴리머에 의해 겔화된 액체 용매, 또는 선택적으로 액체에 의해 가소화된 극성 폴리머 용매일 수 있다.
일 구현예예에 따르면, 비수성 용매는 비양자성 유기 용매이다. 바람직하게는, 용매는 극성 비양자성 유기 용매이다.
일 구현예에 따르면, 비수성 용매는 에테르, 에스테르, 카보네이트, 케톤, 부분 수소화 탄화수소, 니트릴, 아미드, 설폭사이드, 설폴란, 니트로메탄, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 1,3-디메틸-3,4,5,6-테트라하이드로-2(1H)-피리미디논, 3-메틸-2-옥사졸리디논 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
에테르 중에는, 예를 들어, 디메톡시에탄 (DME), 2 내지 5 개 옥시에틸렌 단위의 올리고에틸렌 글리콜의 메틸 에테르, 1,3-디옥솔란 (CAS No. 646-06-0), 디옥산, 디부틸 에테르, 테트라하이드로푸란, 및 이들의 혼합물과 같은 선형 또는 환형 에테르가 언급될 수 있다.
에스테르 중에는, 인산 에스테르 또는 설파이트 에스테르, 메틸 포메이트, 메틸 아세테이트, 메틸 프로피오네이트, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, γ-부티로락톤 및 이들의 혼합물이 언급될 수 있다.
케톤 중에는, 특히, 사이클로헥사논이 언급될 수 있다.
니트릴 중에는, 예를 들어, 아세토니트릴, 피루보니트릴, 프로피오니트릴, 메톡시프로피오니트릴, 디메틸아미노프로피오니트릴, 부티로니트릴, 이소부티로니트릴, 발레로니트릴, 피발로니트릴, 이소발레로니트릴, 글루타로니트릴, 메톡시글루타로니트릴, 2-메틸글루타로니트릴, 3-메틸글루타로니트릴, 아디포니트릴, 말로노니트릴 및 이들의 혼합물이 언급될 수 있다.
카보네이트 중에는, 예를 들어, 사이클릭 카보네이트, 이를테면, 예를 들어, 에틸렌 카보네이트 (EC) (CAS: 96-49-1), 프로필렌 카보네이트 (PC) (CAS: 108-32-7), 부틸렌 카보네이트 (BC) (CAS: 4437-85-8), 디메틸 카보네이트 (DMC) (CAS: 616-38-6), 디에틸 카보네이트 (DEC) (CAS: 105-58-8), 에틸 메틸 카보네이트 (EMC) (CAS: 623-53-0), 디페닐 카보네이트 (CAS: 102-09-0), 메틸 페닐 카보네이트 (CAS: 13509-27-8), 디프로필 카보네이트 (DPC) (CAS: 623-96-1), 메틸 프로필 카보네이트 (MPC) (CAS: 1333-41-1), 에틸 프로필 카보네이트 (EPC), 비닐렌 카보네이트 (VC) (CAS: 872-36-6), 플루오로에틸렌 카보네이트 (FEC) (CAS: 114435-02-8), 트리플루오로프로필렌 카보네이트 (CAS: 167951-80-6) 또는 이들의 혼합물이 언급될 수 있다.
바람직하게는, 비수성 용매는 카보네이트, 에테르 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
구체적으로 하기 혼합물이 언급될 수 있다:
- 디메톡시에탄 (DME),
- 디메톡시에탄/1,3-디옥솔란 1/1(중량 기준),
- 디메톡시에탄/1,3-디옥솔란 2/1(중량기준),
- 디메톡시에탄/1,3-디옥솔란 3/1(중량기준),
- 디메톡시에탄/1,3-디옥솔란 1/1(부피 기준),
- 디메톡시에탄/1,3-디옥솔란 2/1(부피 기준),
- 디메톡시에탄/1,3-디옥솔란 3/1(부피 기준),
- 에틸렌 카보네이트/프로필렌 카보네이트/디메틸 카보네이트 1/1/1(중량기준),
- 에틸렌 카보네이트/프로필렌 카보네이트/디에틸 카보네이트 1/1/1(중량기준),
- 에틸렌 카보네이트/프로필렌 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트 1/1/1(중량기준),
- 에틸렌 카보네이트/디메틸 카보네이트 1/1(중량기준),
- 에틸렌 카보네이트/디에틸 카보네이트 1/1(중량기준),
- 에틸렌 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트 1/1(중량기준),
- 에틸렌 카보네이트/디메틸 카보네이트 3/7(부피 기준),
- 에틸렌 카보네이트/디에틸 카보네이트 3/7(부피 기준),
- 에틸렌 카보네이트/에틸 메틸 카보네이트 3/7(부피 기준).
바람직하게는, 상기 언급된 전해질 조성물은 디메톡시에탄을 포함한다.
전해질 조성물 중 비수성 용매(들)의 총 중량 함량은 조성물의 총 중량에 대해 40 중량% 이상, 바람직하게는 50 중량% 이상, 및 유리하게는 60 중량% 이상일 수 있다.
반응 생성물 iii)
상기 언급된 전해질 조성물은 iii) 하기를 포함하는 혼합물의 반응으로부터의 적어도 하나의 생성물을 포함한다:
a) a1) 선형 지방족 C2 내지 C24 디아민; 및/또는
a2) 지환족 C6 내지 C18 디아민; 및/또는
a3) 방향족, 바람직하게는 C6 내지 C24, 디아민
으로부터 선택된 적어도 하나의 디아민;
b) 적어도 하나의 포화 하이드록실화된 C3-C36 카르복실산;
c) 포화 선형 및 비-하이드록실화된 C2 내지 C18 카르복실산으로부터 선택된 적어도 하나의 일산.
선형 지방족 C2 내지 C24 디아민 a1)은 바람직하게는 C2 내지 C12 디아민, 및 우선적으로는 C2 내지 C8 디아민, 및 더욱 더 우선적으로는 C2 내지 C6 디아민이다.
바람직한 구현예에 따르면, 선형 지방족 디아민 a1)은 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 부틸렌 (또는 테트라메틸렌) 디아민, 펜타메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 더욱 더 바람직하게는, 선형 지방족 디아민은 에틸렌디아민이다.
지환족 C6 내지 C18 디아민 a2)는 바람직하게는 지환족 C6 내지 C12 디아민이다.
적합한 지환족 디아민 a2)의 예는 다음이 언급될 수 있다: 1,3-, 1,4- 및 1,2-디아민, 및 특히 1,3- 및 1,4-사이클로헥산, 이소포론 디아민, 비스(아미노메틸)-1,3-, -1,4- 또는 -1,2-사이클로헥산 (각각 m-, p-, o-자일릴렌디아민의 수소화로부터 유래됨), 바람직하게는 비스(아미노메틸)-1,3- 또는 -1,4-사이클로헥산, 데카하이드로나프탈렌디아민, 비스(3-메틸-4-아미노사이클로헥실)메탄 (BMACM) 또는 비스(4-아미노사이클로헥실)메탄 (BACM), 1-{[4-(아미노메틸)사이클로헥실]옥시}프로판-2-아민.
방향족 디아민 a3)은 더욱 더 우선적으로는 C6 내지 C12 방향족 디아민이다.
방향족 디아민 a3)의 예는 다음을 포함한다: m-, p-자일릴렌디아민, m-, p-페닐렌디아민 및 m-, p-톨루일렌디아민.
포화 하이드록실화된 C3-C36 카르복실산 b)는 바람직하게는 12-하이드록시스테아르산 (12-HSA), 9- 또는 10-하이드록시스테아르산 (9-HSA 또는 10-HSA), 14-하이드록시에이코산산 (14-HEA), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일산 c)는 바람직하게는 포화 선형 및 비-하이드록실화된 C6 내지 C12 카르복실산으로부터 선택된다.
선형 포화 및 비-하이드록실화된 C2 내지 C18 카르복실산으로부터 선택된 일산은 바람직하게는 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 펜탄산, 헥산산(카프로산), 헵탄산, 옥탄산, 데칸산 및 이들의 혼합물로부터 선택된다.
일반적으로, 디아민 a/(포화 하이드록실화된 카르복실산 b + 일산 c) 몰 비율은 0.9 내지 1.1, 바람직하게는 0.95 내지 1.05의 범위일 수 있고, 더욱 더 우선적으로는 1/1이다.
일산 c)는 포화 하이드록실화된 카르복실산 b/(포화 하이드록실화된 카르복실산 b + 일산 c)의 몰 비율이 0.01 내지 0.99, 바람직하게는 0.05 내지 0.95의 범위가 되게 하는 함량으로 존재할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 언급된 상기 적어도 하나의 반응 생성물 iii)은 마이크론화된 분말, 바람직하게는 20 μm 미만, 더욱 우선적으로는 15 μm 미만의 부피-평균 크기를 갖는 마이크론화된 분말 형태이다.
상기 부피-평균 크기의 결정은 레이저 검출기가 장착된 측정 장치로 수행될 수 있다.
마이크론화는 제어된 및 더 좁은 입도 분포를 갖는 가장 미세한 분말을 얻도록 기계적 밀링 및 선택적으로 이어서 체질에 의해, 또는 에어 제트 밀링에 의해 수행될 수 있다.
한 가지 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 전해질 조성물은
a) 바람직하게는 헥사메틸렌디아민 및 에틸렌디아민으로부터 선택된, 적어도 하나의 선형 지방족 C2 내지 C24 디아민;
b) 적어도 하나의 포화 하이드록실화된 C3-C36 카르복실산;
c) 포화 선형 및 비-하이드록실화된 C2 내지 C18 카르복실산으로부터 선택된 적어도 하나의 일산
을 포함하는 혼합물의 반응으로부터의 적어도 하나의 생성물을 포함한다.
적어도 하나의 반응 생성물 iii)은 화합물 a), b) 및 c)의 혼합, 및 140℃ 내지 250℃, 바람직하게는 150℃ 내지 200℃ 범위의 온도에서 이들의 반응 후에 얻어질 수 있다. 반응은 바람직하게는 불활성 분위기 하에 수행된다.
전해질 조성물 중 상기 언급된 반응 생성물(들) iii)의 총 중량 함량은 조성물의 총 중량에 대해 0.5 중량% 내지 20 중량%, 바람직하게는 1중량% 내지 15 중량%, 및 더욱 더 우선적으로는 2 중량% 내지 10 중량%의 범위일 수 있다.
첨가제(들)
상기 언급된 전해질 조성물은 적어도 하나의 전해질 첨가제를 포함할 수 있다.
전해질 첨가제는 플루오로에틸렌 카보네이트 (FEC), 비닐렌 카보네이트, 디플루오로에틸렌 카보네이트, 4-비닐-1,3-디옥솔란-2-온, 피리다진, 비닐 피리다진, 퀴놀린, 비닐 퀴놀린, 부타디엔, 세바코니트릴, 알킬 디설파이드, 플루오로톨루엔, 1,4-디메톡시테트라플루오로톨루엔, t-부틸페놀, 디-t-부틸페놀, 트리스(펜타플루오로페닐)보란, 옥심, 지방족 에폭사이드, 할로겐화된 바이페닐, 메타크릴산, 알릴에틸 카보네이트, 비닐 아세테이트, 디비닐 아디페이트, 아크릴로니트릴, 2-비닐피리딘, 말레산 무수물, 메틸 신나메이트, 포스포네이트, 비닐-함유 실란 화합물, 2-시아노푸란, 리튬 비스(옥살레이토)보레이트 (LiBOB), 리튬 디플루오로(옥살레이토)보레이트 (LiDFOB), LiPO2F2, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
전해질 첨가제는 바람직하게는 플루오로에틸렌 카보네이트 (FEC), 비닐렌 카보네이트, 리튬 디플루오로(옥살레이토)보레이트 (LiDFOB), LiPO2F2, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
더욱 더 바람직하게는, 전해질 첨가제는 플루오로에틸렌 카보네이트 (FEC)이다.
전해질 조성물 중 전해질 첨가제(들)의 총 중량 함량은 조성물의 총 중량에 대해 0.01 중량% 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 4 중량%의 범위일 수 있다. 우선적으로는, 전해질 조성물 중 첨가제(들) (A)의 함량은 조성물의 총 중량에 대해 3 중량% 이하이다.
전해질 조성물은, 예를 들어, 23℃에서 다양한 화합물을 혼합함으로써 제조될 수 있다.
전기화학 전지
본 출원은 또한 음극, 양극 및 특히 음극과 양극 사이에 개재된 상기에서 본원에 정의된 바와 같은 전해질 조성물을 포함하는 전기화학 전지에 관한 것이다. 전기화학 전지는 또한 상기 정의된 바와 같은 전해질 조성물이 함침되는 세퍼레이터를 포함할 수 있다.
본 발명은 또한 상술된 바와 같은 적어도 하나의 전기화학 전지를 포함하는 배터리에 관한 것이다. 배터리가 본 발명에 따른 여러 전기화학 전지를 포함하는 경우, 상기 전지는 직렬로 및/또는 병렬로 어셈블링될 수 있다.
본 발명의 문맥에서, 음극은, 배터리가 전류를 생성할 때(다시 말해서, 방전 과정에 있을 때) 애노드로서 작용하고 배터리가 충전 과정에 있을 때 캐소드로서 작용하는 전극을 의미하는 것으로 의도된다.
음극은 전형적으로 전기화학적 활성 물질, 임의로 전자 전도성 물질, 및 임의로 바인더를 포함한다.
본 발명의 문맥에서, "전기화학적 활성 물질"은 가역적으로 이온들을 삽입할 수 있는 물질을 의미하는 것으로 의도된다.
본 발명의 문맥에서, "전기 전도성 물질"은 전자들을 전도할 수 있는 물질을 의미하는 것으로 의도된다.
한 가지 바람직한 구현예에 따르면, 전기화학 전지의 음극은 전기화학적 활성 물질로서 리튬을 포함한다.
더욱 특히, 전기화학 전지의 음극은 필름 또는 막대의 형태일 수 있는 리튬 금속 또는 리튬-기반 합금을 포함한다. 리튬-기반 합금 중에는, 예를 들어, 리튬-알루미늄 합금, 리튬-실리카 합금, 리튬-주석 합금, Li-Zn, Li-Sn, Li3Bi, Li3Cd 및 Li3SB가 언급될 수 있다.
음극의 예는 롤러들 사이에서 리튬의 스트립(strip)을 롤링함으로써 제조된 활성 리튬 필름일 수 있다.
본 발명의 문맥에서, 양극은, 배터리가 전류를 생성할 때(다시 말해서, 방전 과정에 있을 때) 캐소드로서 작용하고 배터리가 충전 과정에 있을 때 애노드로서 작용하는 전극을 의미하는 것으로 의도된다.
양극은 전형적으로 전기화학적 활성 물질, 임의로 전자 전도성 물질, 및 임의로 바인더를 포함한다.
전기화학 전지의 양극은 망간 디옥사이드 (MnO2), 아이언 옥사이드, 쿠퍼 옥사이드, 니켈 옥사이드, 리튬-망간 복합 옥사이드 (예를 들어, LixMn2O4 또는 LixMnO2), 리튬-니켈 복합 옥사이드 (예를 들어, LixNiO2), 리튬-코발트 복합 옥사이드 (예를 들어, LixCoO2), 리튬-니켈-코발트 복합 옥사이드 (예를 들어, LiNi1-yCoyO2), 리튬-니켈-코발트-망간 복합 옥사이드 (예를 들어, LiNixMnyCozO2(x+y+z = 1)), 리튬-풍부 리튬-니켈-코발트-망간 복합 옥사이드 (예를 들어, Li1+x(NiMnCo)1-xO2), 리튬-전이 금속 복합 옥사이드, 스피넬 구조의 리튬-망간-니켈 복합 옥사이드 (예를 들어, LixMn2-yNiyO4), 올리빈 구조의 리튬-인 옥사이드 (예를 들어, LixFePO4, LixFe1-yMnyPO4 또는 LixCoPO4), 아이언 설페이트, 바나듐 옥사이드, 및 이들의 혼합물로부터 선택된 전기화학적 활성 물질을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 양극은 LiCoO2, LiFePO4 (LFP), LiMnxCoyNizO2 (NMC, x+y+z = 1), LiFePO4F, LiFeSO4F, LiNiCoAlO2 및 이들의 혼합물로부터 선택된 전기화학적 활성 물질을 포함한다.
양극의 물질은 또한, 전기 화학적 활성 물질 이외에, 예를 들어, 카본 블랙, Ketjen® 카본, Shawinigan 카본, 그래파이트, 그래핀, 카본 나노튜브, 탄소 섬유 (기상-성장 탄소 섬유 (VGCF)와 같은), 유기 전구체의 탄화에 의해 수득된 비-분말형 탄소, 또는 이들 중 둘 이상의 조합물을 포함하는 탄소 공급원과 같은 전자 전도성 물질을 포함할 수 있다. 다른 첨가제가 또한 세라믹 또는 유리 유형의 리튬 염 또는 무기 입자와 같은 양극 물질, 또는 또한 다른 상용성 활성 물질(예를 들어, 황)에 존재할 수 있다.
양극의 물질은 또한 바인더를 포함할 수 있다. 바인더의 비제한적 예는 선형, 분지형 및/또는 가교된 폴리에테르 폴리머 바인더 (예를 들어, 폴리(에틸렌 옥사이드) (PEO) 또는 폴리(프로필렌 옥사이드) (PPO) 또는 이 둘의 혼합물 (또는 EO/PO 코폴리머)을 기반으로 하고 임의로 가교 가능한 단위를 포함하는 폴리머), 수용성 바인더 (예컨대, SBR (스티렌/부타디엔 고무), NBR (아크릴로니트릴/부타디엔 고무), HNBR (수소화 NBR), CHR (에피클로로하이드린 고무), ACM (아크릴레이트 고무)), 또는 플루오로폴리머 타입의 바인더 (예컨대, PVDF (폴리비닐리덴 플루오라이드), PTFE (폴리테트라플루오로에틸렌)), 및 이들의 조합물을 포함한다. 물에 가용성인 것들과 같은 일부 바인더는 또한 CMC (카복시메틸 셀룰로스)와 같은 첨가제를 포함할 수 있다.
용도
본 출원은 또한 배터리, 특히 Li-이온 배터리에서 상기 정의된 바와 같은 전해질 조성물의 용도에 관한 것이고, 상기 배터리는 바람직하게는 리튬을 기반으로 한, 및 특히 리튬 금속을 기반으로 한 음극을 포함한다.
이들 배터리는 모바일 디바이스, 예를 들어, 휴대용 전화, 카메라, 태블릿 또는 랩톱, 전기 자동차, 또는 재생 에너지 저장에 사용될 수 있다.
본 발명은 또한 상기 전극의 표면 상에서 리튬 덴드라이트의 성장을 감소시키거나 없애기 위한, 리튬, 및 특히 리튬 금속을 포함하는 적어도 하나의 음극을 포함하는 전기화학 전지에서 상술된 바와 같은 전해질 조성물의 용도에 관한 것이다.
본 발명에 따른 전해질 조성물은 유리하게는, 전기화학적 활성 애노드 물질로서 리튬을 포함하는 전기화학 전지에서 리튬 덴드라이트의 형성을 감소시키는 것을 가능하게 한다. 이는 유리하게는 배터리의 수명을 향상시키는 것을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 전해질 조성물은 유리하게는 액체 전해질 조성물(저점도)에 비해 누설 위험을 감소시키는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 문맥에서, 용어 "x에서 y까지" 또는 "x 내지 y"는 제한치 x 및 y가 포함된 간격을 의미한다. 예를 들어, "85%에서 100%까지" 또는 "85% 내지 100%"의 범위는 구체적으로 값 85% 및 100%를 포함한다.
상술된 모든 구현예는 서로 조합될 수 있다.
하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것이고, 본 발명을 제한하는 것이 아니다.
실험 섹션
약어
EC: 에틸렌 카보네이트
EMC: 에틸 메틸 카보네이트 (CAS 623-53-0)
FEC: 플루오로에틸렌 카보네이트
DOL: 디옥솔란
DME: 디메톡시에탄
12-HSA: 12-하이드록시스테아르산
EDA: 에틸렌디아민
공급업체
EC: BASF Corporation
EMC: BASF Corporation
FEC: BASF Corporation
LiPF6: BASF Corporation
DOL: BASF Corporation
DME: BASF Corporation
12-HSA: Jayant
EDA: Sigma-Aldrich
데칸산: Unilever
사용된 LiFSI는 특히 출원 WO2015/158979호에 기술된 공정에 의해 수득되는 반면, LiTDI는 출원 WO2013/072591호에 기술된 공정으로부터 생성된다.
아민가 측정 방법:
아민가를 적정 용매로서 50:50 v/v 자일렌/에탄올 혼합물을 사용하여 표준 DIN 53176에 따라 결정하였다. 샘플을 250 ml 삼각 플라스크에 칭량하고, 자석 교반기 상에서 100 ml의 고온 자일렌/에탄올 혼합물 (대략 90℃)에 용해시켰다. 이어서, 샘플을 티트리미터의 자석 교반기 위에 놓고, 전극을 완전히 함침시키고, 혼합물을 0.1 N 이소프로판올 HCl 용액으로 적정하였다.
산가 측정 방법:
산가를 적정 용매로서 50:50 v/v 자일렌/에탄올 혼합물을 사용하여 표준 DIN EN ISO 2114에 따라 결정하였다. 샘플을 250 ml 삼각 플라스크에 칭량하고, 자석 교반기 상에서 100 ml의 고온 자일렌/에탄올 혼합물 (대략 90℃)에 용해시켰다. 이어서, 샘플을 티트리미터의 자석 교반기 위에 놓고, 전극을 완전히 함침시키고, 혼합물을 0.1 N 에탄올 KOH 용액으로 적정하였다.
점도 측정 방법
점도를 23℃에서(스핀들: S5) Brookfield® 점도계를 사용하여 표준 NF EN ISO 2555에 따라 측정하였다. 원통형 모양의 스핀들은 검사하고자 하는 생성물에서 이의 축 둘레에 일정한 회전 속도로 회전된다. 유체가 스핀들에 가하는 저항은 생성물의 점도에 좌우된다. 이러한 저항은 나선형 스프링의 비틀림을 유발하는데, 이는 점도 값에 반영된다. 스핀들의 속도는 10 rpm에서 고정된다.
튜브 반전 방법
튜브 반전에 의한 시각적 방법: 준비된 디아미드를 액체 전해질을 함유하는 튜브에 분산시킨 다음, 완전히 용해될 때까지 가열하였다. 주위 온도까지 냉각시키고 24 h 동안 휴지시킨 후, 튜브를 뒤집어 겔 형성을 연구하였다. 겔의 형성을 섬유의 3D 네트워크를 제공하는 비공유 상호작용(H 결합, 반 데르 발스 힘 등)에 의한 아미드의 자기-조립에 기인한다. 겔의 단단한 외관은 디아미드의 섬유의 3D 네트워크에 의한 전해질의 고정에 기인한다.
실시예 1: 디아미드 A의 제조
29.46 g의 에틸렌디아민 (0.98 mol, 1 eq), 113.73 g의 12-하이드록시스테아르산 (0.36 mol, 0.74 eq) 및 106.81 g의 데칸산 (0.62 mol, 1.26 eq)을 온도계, 딘 스타크(Dean Stark) 장치, 응축기 및 교반기가 장착된 1 리터 둥근-바닥 플라스크에 첨가하였다. 혼합물을 불활성 분위기 하에 180℃로 가열하였다. 제거된 물은 150℃로부터 딘-스타크 장치에서 축적되었다. 반응을 산가 및 아민가에 의해 모니터링하였다. 산가 및 아민가가 각각 5 미만일 때, 반응을 중단하였다. 반응 혼합물을 140℃로 냉각시키고, 실리콘 몰드에 넣었다. 주위 온도로 냉각되면, 생성물은 플레이크로 변환되었다.
실시예 2: 디아민 B의 제조
29.46 g의 에틸렌디아민 (0.98 mol, 1 eq), 154.79 g의 12-하이드록시스테아르산 (0.49 mol, 1 eq) 및 84.41 g의 데칸산 (0.49 mol, 1 eq)을 온도계, 딘 스타크 장치, 응축기 및 교반기가 장착된 1 리터 둥근-바닥 플라스크에 첨가하였다. 혼합물을 불활성 분위기 하에 180℃로 가열하였다. 제거된 물은 150℃로부터 딘-스타크 장치에서 축적되었다. 반응을 산가 및 아민가에 의해 모니터링하였다. 산가 및 아민가가 각각 5 미만일 때, 반응을 중단하였다. 반응 혼합물을 140℃로 냉각시키고, 실리콘 몰드에 넣었다. 주위 온도로 냉각되면, 생성물은 플레이크로 변환되었다.
실시예 3: 겔 전해질의 제조
실시예 1의(또는 실시예 2의) 생성물을 가열하면서 주어진 농도로 교반과 함께 액체 조성물에 용해시키고(1 M LiFSI 및 50/50 중량비의 DOL/DME 용매의 혼합물), 이후 주위 온도로 서서히 냉각시켜 겔이 얻어지도록 하였다. 겔화를 시험관 반전법에 의해 확인하였다.
[표 1]
Figure pct00002
실시예 4: 덴드라이트 시험
실시예 3에서 제조된 전해질 A로, 그리고 50/50(중량 기준) DOL/DME 용매 혼합물에 1 mol/l의 LiFSI에 상응하는 참조 전해질(Ref 1)로 덴드라이트 시험을 수행하였다.
방법: 방법은 대칭형 Li 금속/Li 금속 배터리를 충전하고 방전하는 것으로 이루어졌고; 이후 배터리의 전위를 측정하였다. 이러한 전위는 전극의 표면적에 비례하므로, 덴드라이트의 출현은 전위의 증가를 초래하였다.
사용된 시스템:
캐소드: 리튬 금속
애노드: 리튬 금속
배터리를 0.25 mAh의 에너지 밀도로 0.25 mA의 양의 전류를 사용하여 충전하였다. 그 후에, 배터리를 0.25 mAh의 에너지 밀도로 0.25 mA의 음의 전류를 사용하여 방전하였다.
결과:
도 1은 전해질 A 및 참조 전해질 Ref 1에 대한 시간(시)의 함수로서 전위(e/V)를 나타낸 것이다.
도 1은 참조 조성물(Ref 1)에 비해 전해질 A(본 발명)로 덴드라이트의 형성이 지연된다는 것을 보여준다. 전해질 C는 안전에 대한 위험이 없고 배터리 수명이 더 우수한 리튬 금속 애노드를 포함하는 배터리에 유리하게 사용될 수 있다.
실시예 5: 이온성 전도도
방법:
전도도 전지를 이후 각각의 용액에 함침시키고, 3 개의 임피던스 분광법 측정을 수행하였다. 이들 분광학 측정을 10 mV의 진폭으로 500 mHz 내지 100 kHz에서 수행하였다. 사용된 전지의 상수는 1.12이고, 이온 전도도는 하기 식에 따라 계산하였다.
Figure pct00003
상기 식에서, R은 곡선 Im(Z) = f(Re(Z))의 선형 회귀에 의헤 얻어진 저항을 나타낸다. Im(Z) = 0인 특정 경우에, R은 선형 회귀 방정식의 기울기로 나눈 원점의 세로 좌표의 반대와 같다.
사용된 시스템:
[표 2]
Figure pct00004

Claims (19)

  1. - i) 적어도 하나의 리튬 염;
    - ii) 적어도 하나의 비수성 용매; 및
    - iii) 하기를 포함하는 혼합물의 반응으로부터의 적어도 하나의 생성물:
    a) a1) 선형 지방족 C2 내지 C24 디아민; 및/또는
    a2) 지환족 C6 내지 C18 디아민; 및/또는
    a3) 방향족, 바람직하게는 C6 내지 C24 디아민
    으로부터 선택된 적어도 하나의 디아민;
    b) 적어도 하나의 포화 하이드록실화된 C3-C36 카르복실산;
    c) 포화 선형 및 비-하이드록실화된 C2 내지 C18 카르복실산으로부터 선택된 적어도 하나의 일산
    을 포함하는, 전해질 조성물로서,
    상기 조성물이 101 내지 107 mPa.s 범위의 23℃에서 측정되는 점도를 가짐을 특징으로 하는, 전해질 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 리튬 염이 LiPF6 (리튬 헥사플루오로포스페이트), LiFSI, LiTDI, LiTFSI (리튬 비스(트리플루오로설포닐)이미드), LiPOF2, LiB(C2O4)2, LiF2B(C2O4)2, LiBF4, LiNO3, LiClO4, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는, 전해질 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 리튬 염이 LiFSI임을 특징으로 하는, 전해질 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 전해질 조성물 중 리튬 염(들)의 총 몰 농도가 0.01 mol/l 내지 5 mol/l, 바람직하게는 0.05 mol/l 내지 3 mol/l의 범위임을 특징으로 하는, 전해질 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 비수성 용매가 에테르, 에스테르, 카보네이트, 케톤, 부분 수소화 탄화수소, 니트릴, 아미드, 설폭사이드, 설폴란, 니트로메탄, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 1,3-디메틸-3,4,5,6-테트라하이드로-2(1H)-피리미디논, 3-메틸-2-옥사졸리디논 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는, 전해질 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 비수성 용매가 카보네이트, 에테르 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는, 전해질 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 전해질 조성물 중 비수성 용매(들)의 총 중량 함량이 상기 조성물의 총 중량에 대해 40 중량% 이상, 바람직하게는 50 중량% 이상, 및 유리하게는 60 중량% 이상임을 특징으로 하는, 전해질 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 선형 지방족 디아민 a1)이 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 부틸렌 (또는 테트라메틸렌) 디아민, 펜타메틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민으로 이루어진 군으로부터 선택되고, 더욱 더 바람직하게는, 선형 지방족 디아민이 에틸렌디아민임을 특징으로 하는, 전해질 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 포화 하이드록실화된 C3-C36 카르복실산 b)가 12-하이드록시스테아르산 (12-HSA), 9- 또는 10-하이드록시스테아르산 (9-HSA 또는 10-HSA), 14-하이드록시에이코산산 (14-HEA), 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택됨을 특징으로 하는, 전해질 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 일산 c)가 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 펜탄산, 헥산산(카프로산), 헵탄산, 옥탄산, 데칸산 및 이들의 혼합물로부터 선택됨을 특징으로 하는, 전해질 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 디아민 a)/(포화 하이드록실화된 카르복실산 b + 일산 c) 몰 비율이 0.9 내지 1.1, 바람직하게는 0.95 내지 1.05의 범위이고, 더욱 더 우선적으로는 1/1임을 특징으로 하는, 전해질 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 하기를 포함하는 혼합물의 반응으로부터의 적어도 하나의 생성물을 포함함을 특징으로 하는, 전해질 조성물:
    a) 바람직하게는 헥사메틸렌디아민 및 에틸렌디아민으로부터 선택된 적어도 하나의 선형 지방족 C2 내지 C24 디아민;
    b) 적어도 하나의 포화 하이드록실화된 C3-C36 카르복실산;
    c) 포화 선형 및 비-하이드록실화된 C2 내지 C18 카르복실산으로부터 선택된 적어도 하나의 일산.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 전해질 조성물 중 반응 생성물(들) (iii)의 총 중량 함량이 조성물의 총 중량에 대해 0.5 중량% 내지 20 중량%, 바람직하게는 1 중량% 내지 15 중량%, 및 더욱 더 우선적으로는 2 중량% 내지 10 중량%의 범위임을 특징으로 하는, 전해질 조성물.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 포화 하이드록실화된 카르복실산 b/(포화 하이드록실화된 카르복실산 b + 일산 c)의 몰 비율이 0.01 내지 0.99, 바람직하게는 0.05 내지 0.95의 범위임을 특징으로 하는, 전해질 조성물.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 바람직하게는 플루오로에틸렌 카보네이트, 비닐렌 카보네이트, 디플루오로에틸렌 카보네이트, 4-비닐-1,3-디옥솔란-2-온, 피리다진, 비닐 피리다진, 퀴놀린, 비닐 퀴놀린, 부타디엔, 세바코니트릴, 알킬 디설파이드, 플루오로톨루엔, 1,4-디메톡시테트라플루오로톨루엔, t-부틸페놀, 디-t-부틸페놀, 트리스(펜타플루오로페닐)보란, 옥심, 지방족 에폭사이드, 할로겐화된 바이페닐, 메타크릴산, 알릴에틸 카보네이트, 비닐 아세테이트, 디비닐 아디페이트, 아크릴로니트릴, 2-비닐피리딘, 말레산 무수물, 메틸 신나메이트, 포스포네이트, 비닐-함유 실란 화합물, 2-시아노푸란, 리튬 비스(옥살레이토)보레이트, 리튬 디플루오로(옥살레이토)보레이트, LiPO2F2, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 전해질 첨가제를 포함함을 특징으로 하는, 전해질 조성물.
  16. 음극, 양극 및 특히 상기 음극과 상기 양극 사이에 개재된 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 본원에 정의된 바와 같은 전해질 조성물을 포함하는, 전기화학 전지.
  17. 제16항에 있어서, 음극이 전기화학적 활성 물질로서 리튬을 포함함을 특징으로 하는, 전지.
  18. 제16항 또는 제17항에 따른 전기화학 전지를 포함하는, 배터리, 바람직하게는 Li-이온 배터리.
  19. 상기 전극의 표면 상에서 리튬 덴드라이트의 성장을 감소시키거나 없애기 위한, 리튬, 및 특히 리튬 금속을 포함하는 적어도 하나의 음극을 포함하는 전기화학 전지에서 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 전해질 조성물의 용도.
KR1020227020727A 2019-11-22 2020-11-05 리튬 염으로부터 제조된 전해질 KR20220104203A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1913118 2019-11-22
FR1913118A FR3103637B1 (fr) 2019-11-22 2019-11-22 Electrolyte a base de sel de lithium
PCT/FR2020/052006 WO2021099714A1 (fr) 2019-11-22 2020-11-05 Électrolyte à base de sel de lithium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220104203A true KR20220104203A (ko) 2022-07-26

Family

ID=69811072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227020727A KR20220104203A (ko) 2019-11-22 2020-11-05 리튬 염으로부터 제조된 전해질

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20230009871A1 (ko)
EP (1) EP4062475B1 (ko)
JP (1) JP2023502478A (ko)
KR (1) KR20220104203A (ko)
CN (1) CN114730918A (ko)
FR (1) FR3103637B1 (ko)
WO (1) WO2021099714A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4289886A1 (en) 2022-06-10 2023-12-13 Arkema France Continuous or semi-continuous process for producing a pre-activated organogelator paste
CN117525573B (zh) * 2023-12-25 2024-06-04 中国科学院长春应用化学研究所 一种耐低温凝胶聚合物电解质及应用该凝胶聚合物电解质的锂离子电池

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3847003B2 (ja) * 1998-07-07 2006-11-15 日東電工株式会社 ゲル状組成物とその利用
US9257719B1 (en) * 2009-07-14 2016-02-09 Hrl Laboratories, Llc Electrolyte additives for lithium-ion batteries
FR2982610B1 (fr) 2011-11-14 2016-01-08 Arkema France Procede de preparation de sel d'anion pentacylique
FR3020060B1 (fr) 2014-04-18 2016-04-01 Arkema France Preparation d'imides contenant un groupement fluorosulfonyle
CN105244539B (zh) * 2014-07-09 2018-02-02 江苏华东锂电技术研究院有限公司 添加剂、电解质溶液及锂离子电池
KR102183664B1 (ko) * 2017-09-21 2020-11-26 주식회사 엘지화학 리튬 이차 전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬-이차 전지

Also Published As

Publication number Publication date
EP4062475A1 (fr) 2022-09-28
JP2023502478A (ja) 2023-01-24
WO2021099714A1 (fr) 2021-05-27
FR3103637A1 (fr) 2021-05-28
EP4062475B1 (fr) 2023-08-23
US20230009871A1 (en) 2023-01-12
CN114730918A (zh) 2022-07-08
FR3103637B1 (fr) 2023-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105390671B (zh) 锂离子电池用正极活性物质层的制造方法和锂离子电池用正极活性物质层
KR102645232B1 (ko) 리튬 염 혼합물 및 배터리 전해질로서의 그의 용도
US20220166066A1 (en) Electrolyte composition containing a mixture of lithium salts
KR20100038309A (ko) 비수계 전해액 및 이를 포함하는 전기화학 장치
KR101520138B1 (ko) 음극 활물질 및 이를 포함하는 전기 화학 소자
CN103682444B (zh) 一种锂二次电池电解液及含有该电解液的电池
JP7355744B2 (ja) カリウム塩とリチウム塩の混合物と電池におけるその使用
KR20170000903A (ko) 리튬 이차 전지
JP2020513140A (ja) リチウム塩混合物、及びその電池電解質としての使用
US8999589B2 (en) Nonaqueous secondary battery
US20230009871A1 (en) Electrolyte made from lithium salt
CN114725392A (zh) 一种锂离子电池
CN101820082B (zh) 一种电解液及锂离子二次电池
US9716264B2 (en) Electrode for lithium secondary battery, method of manufacturing the electrode, and lithium secondary battery including the electrode
US10998582B2 (en) Improving the ionic conductivity of an electrolyte based on lithium imidazolate salts
WO2023206925A1 (zh) 一种锂离子电池
WO2019065288A1 (ja) リチウムイオン二次電池用非水電解液およびそれを用いたリチウムイオン二次電池
JP2019061826A (ja) リチウムイオン二次電池
US11469448B2 (en) Electrolyte additive, electrolyte and lithium ion secondary battery containing the same
CN117352836A (zh) 一种非水电解液添加剂、非水电解液和二次电池
CN116154289A (zh) 一种非水电解液及锂离子电池
CN115528245A (zh) 导电粘结剂及其制备方法、硅负极、锂电池及车辆
CN118315676A (zh) 一种锂离子电池
CN117203817A (zh) 新型用于非水电解液的添加剂和包括其的锂二次电池
JP2018170230A (ja) リチウム二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination