RU2457587C1 - Polymer electrolyte gel for lithium-ion battery - Google Patents
Polymer electrolyte gel for lithium-ion battery Download PDFInfo
- Publication number
- RU2457587C1 RU2457587C1 RU2011100509/07A RU2011100509A RU2457587C1 RU 2457587 C1 RU2457587 C1 RU 2457587C1 RU 2011100509/07 A RU2011100509/07 A RU 2011100509/07A RU 2011100509 A RU2011100509 A RU 2011100509A RU 2457587 C1 RU2457587 C1 RU 2457587C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lithium
- electrolyte
- vinyl acetate
- gel
- acrylate
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства электролитов для литий-ионных аккумуляторов (ЛИА).The invention relates to the field of production of electrolytes for lithium-ion batteries (LIA).
В производстве литий-ионных аккумуляторов в основном используются жидкие электролиты на основе апротонных диполярных растворителей (АДР), таких как диметилкарбонат (ДМК), диэтилкарбонат (ДЭК) и этиленкарбонат (ЭК) [1].In the production of lithium-ion batteries, liquid electrolytes based on aprotic dipolar solvents (ADRs), such as dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC) and ethylene carbonate (EC), are mainly used [1].
Недостатками данных электролитов является необходимость использования преимущественно металлических корпусов из-за необходимости исключения протекания жидкого электролита.The disadvantages of these electrolytes is the need to use mainly metal cases because of the need to exclude the flow of liquid electrolyte.
В настоящее время широкое применение в производстве литий-ионных аккумуляторов нашли полимерные электролиты [2]. Применяющиеся для производства электролитов полимеры способны к внедрению в свой состав солей лития, что обусловлено использованием таких материалов в литиевых источниках тока.Currently, polymer electrolytes are widely used in the production of lithium-ion batteries [2]. The polymers used for the production of electrolytes are capable of incorporating lithium salts into their composition, which is due to the use of such materials in lithium current sources.
Полимерные электролиты вследствие своей пластичности позволяют изготавливать литий-ионные аккумуляторы с развитой поверхностью и любой формы, что значительно повышает технологичность производства и массагабаритные характеристики.Due to their plasticity, polymer electrolytes make it possible to produce lithium-ion batteries with a developed surface and any shape, which significantly increases the manufacturability of production and overall dimensions.
К полимерным электролитам относятся несколько больших групп, различающихся по своему компонентному составу и свойствам. Наибольшее распространение получили гелевые электролиты. Они представляют собой пространственную сетку, образованную макромолекулами или их агрегатами, в которой распределен раствор соли в апротонном диполярном растворителе (АДР). Гель-полимерные электролиты имеют достаточно высокую проводимость, сравнимую с проводимостью жидких неводных электролитов (от 10-3 до 10-4 Ом-1·см-1) и удовлетворительные механические свойства.Polymer electrolytes include several large groups that differ in their component composition and properties. The most common are gel electrolytes. They are a spatial network formed by macromolecules or their aggregates, in which a salt solution is distributed in an aprotic dipolar solvent (ADR). Gel-polymer electrolytes have a sufficiently high conductivity, comparable with the conductivity of liquid non-aqueous electrolytes (from 10 -3 to 10 -4 Ohm -1 · cm -1 ) and satisfactory mechanical properties.
В качестве основы гель-полимерного электролита применяют различные полимеры, например в патенте [3] в качестве основы использовалась полиэфируретандиакрилаты и краун-эфиры с неводным раствором литиевой соли.Various polymers are used as the basis of the gel polymer electrolyte, for example, in the patent [3], polyether urethane diacrylates and crown ethers with a nonaqueous solution of lithium salt were used.
В литературе нет данных по использованию в качестве сырья для производства гелевого электролиты водных дисперсий акрилатных латексов и их сополимеров. Но, известно, что в качестве связующего компонента электродов литий-ионного аккумулятора используют водные и неводные [1] растворы различных полимеров. Известен электрод для ЛИА с использованием в качестве связующего водного раствора полиакрилата [4, 5], водных растворов бутадиен стирольного латекса (латекс SBR), латекса каучука нитрилового бутадиена (латекс NBR) и латекса каучука бутадиена метакрилата (латекс MBR) [6], водной дисперсии сополимера бутадиена и метилметакрилата [7].There is no data in the literature on the use of aqueous dispersions of acrylate latexes and their copolymers as a raw material for the production of gel electrolytes. But, it is known that aqueous and non-aqueous [1] solutions of various polymers are used as a binding component of the electrodes of a lithium-ion battery. A known electrode for LIA using as an aqueous binder a solution of polyacrylate [4, 5], aqueous solutions of styrene butadiene latex (SBR latex), nitrile butadiene rubber latex (NBR latex) and methacrylate butadiene rubber latex (MBR latex) [6], aqueous dispersions of a copolymer of butadiene and methyl methacrylate [7].
В качестве соли для приготовления электролитов используют в основном [1, 8] гексафторфосфат лития (LiPF6), гексафторарсенат лития (LiAsF6), перхлорат лития (LiClO4), литий бис(трифторметансульфонил)имид (LiN(CF3SO2)2) и трифторсульфонат лития (LiCF3SO3), или другие соли лития, или соли другого щелочного металла, или их смесь.The salts used for the preparation of electrolytes are mainly [1, 8] lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF 6 ), lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ) and lithium trifluorosulfonate (LiCF 3 SO 3 ), or other lithium salts, or salts of another alkali metal, or a mixture thereof.
В качестве растворителя для приготовления электролитов используют [1, 8] один растворитель или их смесь из группы, в которую входят тетрагидрофуран, 2-метилтетрагидрофуран, диметилкарбонат, диэтилкарбонат, этилметилкарбонат, метилпропилкарбонат, метилпропилпропионат, этилпропилпропионат, метилацетат, этилацетат, пропилацетат, диметоксиэтан, 1,3-диоксалан, диглим (2-метоксиэтил эфир), тетраглим, этиленкарбонат, пропиленкарбонат, γ-бутиролактон, сульфолан.As a solvent for the preparation of electrolytes, one solvent or a mixture thereof is used [1, 8] from the group consisting of tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl propyl propionate, ethyl propyl propionate, methyl acetate, ethyl acetate, ethyl acetate, ethyl acetate, ethyl acetate, ethyl acetate, ethyl acetate, ethyl acetate, ethyl acetate, ethyl acetate , 3-dioxalan, diglyme (2-methoxyethyl ether), tetraglim, ethylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone, sulfolane.
В патенте [9] описан твердый литийпроводящий электролит, содержащий полимерную матрицу на основе полиакрилонитрила и неорганическую ионогенную соль лития. В качестве полимерной матрицы использовался полиакрилонитрит средней молекулярной массы (0,5-1,2)·105, содержащей более 90 мас.% звеньев акрилонитрила, в котором в качестве компонентов сополимеризации содержатся акрилатные, либо метакрилатные звенья, а также звенья карбоновых кислот, при следующих соотношениях компонентов (мол.%): сополимер полиакрилонитрила 83,3-66,7, ионогенная неорганическая соль лития 16,7-33,3. Данный электролит обладает электропроводности не ниже 10-4 Ом-1·см-1 при комнатной температуре.The patent [9] describes a solid lithium-conducting electrolyte containing a polyacrylonitrile-based polymer matrix and an inorganic ionic lithium salt. Polyacrylonitrite of average molecular weight (0.5-1.2) · 10 5 containing more than 90 wt.% Units of acrylonitrile, in which acrylate or methacrylate units, as well as carboxylic acid units, in the following ratios of components (mol.%): copolymer of polyacrylonitrile 83.3-66.7, ionogenic inorganic lithium salt 16.7-33.3. This electrolyte has a conductivity of at least 10 -4 Ohm -1 · cm -1 at room temperature.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является гель-полимерный электролит, способ получения которого описан в [10]. Полимерный гелеобразный электролит содержит электролитический раствор соли и полимер, способный к гелеобразованию в электролитическом растворе соли. При этом полимерный гелеобразный электролит содержит от 20 до 60 мас.% полимера и от 80 до 40 мас.% электролитического раствора соли. Полимер представляет собой полимерную смесь, состоящую из поливинилиденфторид-гексафторпропилена (ПВДФ-ГФП) в количестве от 40 до 95 мас.% и полиметилметакрилата (ПММА) в количестве от 60 до 5 мас.%. В качестве растворителя для электролитического раствора соли служит этиленкарбонат, пропиленкарбонат, диметилкарбонат, диэтилкарбонат, N-метилпирролидон или γ-бутиролактон, или их двухкомпонентная или трехкомпонентная смесь. В качестве электролитической соли для электролитического раствора соли служит литиевая соль из группы, содержащей LiClO4, LiPF6 и LiCF3SO3.Closest to the claimed invention is a gel-polymer electrolyte, a method for which is described in [10]. The polymer gel electrolyte contains an electrolytic salt solution and a polymer capable of gelation in an electrolytic salt solution. In this case, the polymer gel electrolyte contains from 20 to 60 wt.% Polymer and from 80 to 40 wt.% Electrolytic salt solution. The polymer is a polymer mixture consisting of polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene (PVDF-HFP) in an amount of from 40 to 95 wt.% And polymethylmethacrylate (PMMA) in an amount of from 60 to 5 wt.%. The solvent for the electrolytic salt solution is ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, N-methylpyrrolidone or γ-butyrolactone, or a two-component or three-component mixture thereof. As the electrolytic salt for the electrolytic salt solution, a lithium salt from the group consisting of LiClO 4 , LiPF 6 and LiCF 3 SO 3 is used .
К недостаткам известного гель-полимерного электролита можно отнести низкую электропроводность, высокие технологические издержки производства, высокую стоимость компонентов.The disadvantages of the known gel-polymer electrolyte include low electrical conductivity, high technological production costs, high cost of components.
Изобретение решает задачу использования новых материалов для производства гель-полимерного электролита для литий-ионного аккумулятора, что обеспечивает упрощение технологического процесса, снижение себестоимости производства, увеличение электрохимических характеристик аккумулятора, повышение адгезионных свойств и эластичности электролита.The invention solves the problem of using new materials for the production of gel polymer electrolyte for a lithium-ion battery, which simplifies the process, reduces production costs, increases the electrochemical characteristics of the battery, increases the adhesive properties and elasticity of the electrolyte.
Техническим результатом изобретения является повышение адгезионной способности, эластичности, уменьшение экологического риска и снижение себестоимости производства.The technical result of the invention is to increase the adhesive ability, elasticity, reduce environmental risk and reduce production costs.
Указанный технический результат достигается тем, что гель-полимерный электролит для литий-ионного аккумулятора, состоящий из дисперсии акрилата и его сопилимеров, и органического электролита с неорганической солью лития, в качестве основы электролита берут дисперсию полиакрилата или сополимера винилацетата и акрилата в органических растворителях при следующих соотношениях компонентов смеси, % (мас. сух. в-ва):The specified technical result is achieved by the fact that the gel polymer electrolyte for a lithium-ion battery, consisting of a dispersion of acrylate and its copolymers, and an organic electrolyte with an inorganic lithium salt, take the dispersion of polyacrylate or a copolymer of vinyl acetate and acrylate in organic solvents as the basis for the electrolyte in the following the ratios of the components of the mixture,% (wt. dry. in-va):
при этом влажность получаемого электролита менее 0,003%.while the humidity of the obtained electrolyte is less than 0.003%.
В качестве основы гель-полимерного электролита используются дешевые полимеры, производимые крупнотоннажными партиями, такие как полиакрилат или сополимеров винилацетата и акрилата.As the basis of the gel polymer electrolyte, cheap polymers produced by large parties, such as polyacrylate or copolymers of vinyl acetate and acrylate, are used.
Заявленный гель-полимерный электролит обеспечивает расширение технологических возможностей в части использования различных методов приготовления электролита, способствующей уменьшению массы аккумулятора за счет применения гибких полимерных корпусов взамен металлических. Снижение себестоимости за счет использования серийно выпускаемых водных дисперсий сополимеров полиакрилатов с винилацетатом, не требующих осуществления дополнительных операций по приготовлению гель-полимерного электролита.The claimed gel-polymer electrolyte provides an expansion of technological capabilities in terms of the use of various methods of preparation of the electrolyte, which helps to reduce the mass of the battery due to the use of flexible polymer cases instead of metal ones. Cost reduction due to the use of commercially available aqueous dispersions of copolymers of polyacrylates with vinyl acetate, which do not require additional operations to prepare a gel polymer electrolyte.
Для приготовления гель-полимерного электролита использовали водные дисперсии (акрилатные латексы) сополимеров винилацетата и акрилата марок К23 и К65. Данные акрилатные латексы подвергались сушке при комнатной температуре в течение 24 ч с дальнейшим размолом в ножевом миксере. Далее проводили сушку в течение 12 ч при температуре 50°C в вакуумном шкафу при остаточном давлении 0,05 МПа. Содержание влаги, определенной по методу Фишера, не превышало 50 ppm. Далее обезвоженные полиакрилаты вносили в электролит в количестве 10-50 мас.%: В качестве электролита использовали растворы неорганических солей лития LiBF4, LiClO4, LiAsF6, LiPF6 в индивидуальных растворителях или их смесях: пропиленкарбонат (ПК), диметоксиэтан (ДМЭ), диметилкарбонат (ДМК), диэтилкарбонат (ДЭК), этиленкарбонат (ЭК). Концентрация соли составляла от 0,075 до 1,2 моль/дм3.To prepare the gel polymer electrolyte, aqueous dispersions (acrylate latexes) of vinyl acetate and acrylate copolymers of grades K23 and K65 were used. These acrylate latexes were dried at room temperature for 24 hours with further grinding in a knife mixer. Next, drying was carried out for 12 hours at a temperature of 50 ° C in a vacuum oven at a residual pressure of 0.05 MPa. The moisture content determined by the Fisher method did not exceed 50 ppm. Then, dehydrated polyacrylates were introduced into the electrolyte in an amount of 10-50 wt.%: Solutions of inorganic lithium salts LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 in individual solvents or their mixtures: propylene carbonate (PC), dimethoxyethane (DME) were used as the electrolyte , dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethylene carbonate (EC). The salt concentration ranged from 0.075 to 1.2 mol / dm 3 .
Полученные гелевые электролиты обладают высокой гибкостью, активная масса электродов не разрушается при циклировании. Образуемая с помощью используемых латексов гидрофильная пространственная структура обладает высокой прочностью и проводимостью.The resulting gel electrolytes have high flexibility, the active mass of the electrodes does not deteriorate during cycling. The hydrophilic spatial structure formed using the latexes used has high strength and conductivity.
В отличие от гель-полимерных электролитов на основе чистых полиакрилатов, электролиты на основе сополимеров полиакрилата с винилацетатом имеют более низкую вязкость и более высокую электропроводность при равных концентрациях компонентов, вследствие более высокой растворимости сополимера в неводных электролитах.Unlike gel polymer electrolytes based on pure polyacrylates, electrolytes based on copolymers of polyacrylate with vinyl acetate have lower viscosity and higher electrical conductivity at equal component concentrations, due to the higher solubility of the copolymer in non-aqueous electrolytes.
Испытания показали, что литий-ионные аккумуляторы, изготовленные с применением гель-полимерных электролитов на основе сополимеров полиакрилата с винилацетатом, обладают высокими удельными электрохимическими характеристиками, и не разрушаются при многократном циклировании при плотности тока до 2С.Tests have shown that lithium-ion batteries made using gel-polymer electrolytes based on copolymers of polyacrylate with vinyl acetate have high specific electrochemical characteristics and do not break down after repeated cycling at current densities up to 2C.
Пример 1. В атмосфере сухого бокса помещали 24 г сополимера винилацетат/акрилата К23 в 0,1 дм3 раствора электролита 1 моль/дм3 LiClO4 ПК: ДМЭ 7:3. Выдерживали в атмосфере сухого бокса (влагосодержание атмосферы ниже 100 ppm) в течении 2 ч. Перемешивали на электромешалке, с одновременным диспергированием на ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А в течение 5 мин. Получают гель-полимерный электролит состава (%, мас. сух. в-ва):Example 1. In an atmosphere of a dry box was placed 24 g of a copolymer of vinyl acetate / acrylate K23 in 0.1 dm 3 of an electrolyte solution of 1 mol / dm 3 LiClO 4 PC: DME 7: 3. It was kept in an atmosphere of a dry box (atmospheric moisture content below 100 ppm) for 2 hours. It was stirred on an electric mixer, with simultaneous dispersion on an ultrasonic disperser UZDN-A for 5 minutes. Get a gel-polymer electrolyte composition (%, wt. Dry. In-VA):
LiClO4: 15;LiClO 4 : 15;
Пропиленкарбонат: 15;Propylene carbonate: 15;
Диметоксиэтан: 25;Dimethoxyethane: 25;
Сополимер винилацетат/акрилат К23: 45;Vinyl acetate / acrylate copolymer K23: 45;
Влажность полученного электролита, менее 0,003%.Humidity of the obtained electrolyte, less than 0.003%.
Пример 2. В атмосфере сухого бокса помещали 24 г сополимера винилацетат/акрилата К65 в 0,1 дм3 раствора электролита 1 моль/дм3 LiClO4 ПК:ДМЭ 7:3. Выдерживали в атмосфере сухого бокса (влагосодержание атмосферы ниже 100 ppm) в течение 2 ч. Перемешивали на электромешалке, с одновременным диспергированием на ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А в течение 5 мин. Получают гель-полимерный электролит состава (%, мас. сух. в-ва):Example 2. In an atmosphere of dry boxing was placed 24 g of a copolymer of vinyl acetate / acrylate K65 in 0.1 DM 3 electrolyte solution 1 mol / DM 3 LiClO 4 PC: DME 7: 3. It was kept in a dry box atmosphere (atmospheric moisture content below 100 ppm) for 2 hours. It was mixed on an electric mixer, with simultaneous dispersion on an ultrasonic disperser UZDN-A for 5 minutes. Get a gel-polymer electrolyte composition (%, wt. Dry. In-VA):
LiClO4: 15;LiClO 4 : 15;
Пропиленкарбонат: 15;Propylene carbonate: 15;
Диметоксиэтан: 25;Dimethoxyethane: 25;
Сополимер винилацетат/акрилат К65: 45;Vinyl acetate / acrylate copolymer K65: 45;
Влажность полученного электролита, менее 0,003%.Humidity of the obtained electrolyte, less than 0.003%.
Пример 3. В атмосфере сухого бокса помещали 24 г винилацетат/акрилата К23 в 0,1 дм3 раствора электролита 1 моль/дм3 LiClO4 ПК. Выдерживали в атмосфере сухого бокса (влагосодержание атмосферы ниже 100 ppm) в течение 2 ч. Перемешивали на электромешалке, с одновременным диспергированием на ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А в течение 5 мин. Получают гель-полимерный электролит состава (%, мас. сух. в-ва):Example 3. In an atmosphere of a dry box was placed 24 g of vinyl acetate / acrylate K23 in 0.1 DM 3 electrolyte solution of 1 mol / DM 3 LiClO 4 PC. It was kept in a dry box atmosphere (atmospheric moisture content below 100 ppm) for 2 hours. It was mixed on an electric mixer, with simultaneous dispersion on an ultrasonic disperser UZDN-A for 5 minutes. Get a gel-polymer electrolyte composition (%, wt. Dry. In-VA):
LiClO4: 15;LiClO 4 : 15;
Пропиленкарбонат: 40;Propylene carbonate: 40;
Сополимер винилацетат/акрилат К23: 45;Vinyl acetate / acrylate copolymer K23: 45;
Влажность полученного электролита менее 0,003%.The moisture content of the obtained electrolyte is less than 0.003%.
Пример 4. В атмосфере сухого бокса помещали 24 г винилацетат/акрилата К65 в 0,1 дм3 раствора электролита 1 моль/дм3 LiPF6 в ЭК:ДЭК 1:1 (объемн.). Выдерживали в атмосфере сухого бокса (влагосодержание атмосферы ниже 100 ppm) в течение 2 ч. Перемешивали на электромешалке, с одновременным диспергированием на ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А в течение 5 мин. Получают гель-полимерный электролит состава (%, мас. сух. в-ва):Example 4. In an atmosphere of a dry box was placed 24 g of vinyl acetate / acrylate K65 in 0.1 DM 3 electrolyte solution of 1 mol / DM 3 LiPF 6 in EC: DEK 1: 1 (vol.). It was kept in a dry box atmosphere (atmospheric moisture content below 100 ppm) for 2 hours. It was mixed on an electric mixer, with simultaneous dispersion on an ultrasonic disperser UZDN-A for 5 minutes. Get a gel-polymer electrolyte composition (%, wt. Dry. In-VA):
LiPF6: 18;LiPF 6 : 18;
Этиленкарбонат: 16;Ethylene Carbonate: 16;
Диэтилкарбонат: 19;Diethyl carbonate: 19;
Сополимер винилацетат/акрилат К65: 45;Vinyl acetate / acrylate copolymer K65: 45;
Влажность полученного электролита, менее 0,003%.Humidity of the obtained electrolyte, less than 0.003%.
Пример 5. В атмосфере сухого бокса помещали 24 г сополимера винилацетат/акрилата К23 в 0,1 дм3 раствора электролита 1 моль/дм3 LiPF6 в ЭК:ДЭК 1:1 (объемн.). Выдерживали в атмосфере сухого бокса (влагосодержание атмосферы ниже 100 ppm) в течение 2 ч. Перемешивали на электромешалке, с одновременным диспергированием на ультразвуковом диспергаторе УЗДН-А в течение 5 мин. Получают гель-полимерный электролит состава (%, мас. сух. в-ва):Example 5. In an atmosphere of dry boxing was placed 24 g of a copolymer of vinyl acetate / acrylate K23 in 0.1 DM 3 electrolyte solution of 1 mol / DM 3 LiPF 6 in EC: DEK 1: 1 (vol.). It was kept in a dry box atmosphere (atmospheric moisture content below 100 ppm) for 2 hours. It was mixed on an electric mixer, with simultaneous dispersion on an ultrasonic disperser UZDN-A for 5 minutes. Get a gel-polymer electrolyte composition (%, wt. Dry. In-VA):
LiPF6: 18;LiPF 6 : 18;
Этиленкарбонат: 16;Ethylene Carbonate: 16;
Диэтилкарбонат: 19;Diethyl carbonate: 19;
Сополимер винилацетат/акрилат К23: 45;Vinyl acetate / acrylate copolymer K23: 45;
Влажность полученного электролита, менее 0,003%.Humidity of the obtained electrolyte, less than 0.003%.
Электропроводность полученных гелевых полимерных электролитов составила, в зависимости от состава, от 4,2·10-4 до 1,2·10-3 Ом-1·см-1. Электропроводность гелевых электролитов практически линейно растет с ростом температуры в интервале от минус 30 до плюс 80°C, при этом температурный коэффициент электропроводности составляет, в зависимости от состава электролита, от 3,4 до 5,5 См/(см·K).The electrical conductivity of the obtained gel polymer electrolytes was, depending on the composition, from 4.2 · 10 -4 to 1.2 · 10 -3 Ohm -1 · cm -1 . The electrical conductivity of gel electrolytes increases almost linearly with increasing temperature in the range from minus 30 to plus 80 ° C, while the temperature coefficient of electrical conductivity is, depending on the electrolyte composition, from 3.4 to 5.5 S / (cm · K).
Использование гель-полимерных электролитов на основе сополимеров винилацетата и акрилата позволяет повысить удельную разрядную емкость ЛИА, упростить технологический процесс путем уменьшения количества операций и оборудования для его осуществления, уменьшить экологический риск и снизить взрывобезопасность и себестоимость производства. Предлагаемые гель-полимерные электролиты, позволяют изготавливать литий-ионные аккумуляторы с воспроизводимыми высокими удельными электрохимическими характеристиками, применим также для изготовления других первичных и вторичных ХИТ.The use of gel-polymer electrolytes based on copolymers of vinyl acetate and acrylate can increase the specific discharge capacity of LIA, simplify the process by reducing the number of operations and equipment for its implementation, reduce environmental risk and reduce explosion safety and cost of production. The proposed gel-polymer electrolytes make it possible to produce lithium-ion batteries with reproducible high specific electrochemical characteristics; it is also applicable for the manufacture of other primary and secondary ChIT.
Источники информацииInformation sources
1. И.А.Кедринский, В.Г.Яковлев. Li-ионные аккумуляторы. Красноярск.: ИПК "Платина". 2002. 266 с.1. I.A. Kedrinsky, V.G. Yakovlev. Li-ion batteries. Krasnoyarsk .: IPK "Platinum". 2002.266 s.
2. Бушкова О.В. Структурообразование и электроперенос в аморфных твердых полимерных электролитах [Электронный ресурс]: дис.… д-ра хим. наук: 02.00.04. - М.: РГБ, 2006. - (Из фондов Российской Государственной Библиотеки).2. Bushkova OV Structuring and electrical transport in amorphous solid polymer electrolytes [Electronic resource]: dis. ... Dr. chem. Sciences: 02.00.04. - M .: RSL, 2006. - (From the collections of the Russian State Library).
3. Жидкая полимеризационноспособная композиция для получения твердых электролитов и способ ее отверждения. Патент РФ 2356131. МПК H01M 6/18. Заявл. 2007.10.15. Опубл. 2009.05.20.3. A liquid polymerization-capable composition for producing solid electrolytes and a method for curing it. RF patent 2356131. IPC H01M 6/18. Claim 2007.10.15. Publ. 2009.05.20.
4. Positive Electrode For Lithium Secondary Battery, And Nonaqueous Lithium Secondary Battery. Патент Япония. JP 2008123824. H01M 4/62; H01M 4/02; H01M 4/04; H01M 4/48; H01M 10/40; H01M 4/62; H01M 4/02; H01M 4/04; H01M 4/48; H01M 10/36. Заявл. 2006.11.10. Опубл. 2008.05.29.4. Positive Electrode For Lithium Secondary Battery, And Nona aqueous Lithium Secondary Battery. Japan patent. JP 2008123824. H01M 4/62; H01M 4/02; H01M 4/04; H01M 4/48; H01M 10/40; H01M 4/62; H01M 4/02; H01M 4/04; H01M 4/48; H01M 10/36. Claim 2006.11.10. Publ. 2008.05.29.
5. Anode For Lithium Battery And Lithium Battery Employing The Same. Патент США. US2008166633 H01M 4/62; H01M 4/62; H01M 4/62B; H01M 4/04C4; H01M 4/1393; H01M4/1395. Заявл. 2007.01.05. Опубл. 2008.07.10.5. Anode For Lithium Battery And Lithium Battery Employing The Same. U.S. Patent. US2008166633 H01M 4/62; H01M 4/62; H01M 4 / 62B; H01M 4 / 04C4; H01M 4/1393; H01M4 / 1395. Claim 2007.01.05. Publ. 2008.07.10.
6. Aqueous Phenolic Resin Composition And Binder. Патент Япония. C08L 61/10; C08G 8/00; C08G 8/10; C08L 21/02; C09J 109/04; C09J 109/08; C09J 109/10; C09J 161/10; C08L 61/00; C08G 8/00; C08L 21/00; C09J 109/00; C09J 161/00. Заявл. 2006.02.02. Опубл. 2007.08.16.6. Aqueous Phenolic Resin Composition And Binder. Japan patent. C08L 61/10; C08G 8/00; C08G 8/10; C08L 21/02; C09J109 / 04; C09J109 / 08; C09J 109/10; C09J 161/10; C08L 61/00; C08G 8/00; C08L 21/00; C09J109 / 00; C09J 161/00. Claim 2006.02.02. Publ. 08/08/16.
7. Способ изготовления электродов электрического аккумулятора. Патент РФ 2071621. МКИ 6 H01M 4/26, H01M 4/62, H01M 10/28. Заявл. 1994.11.29. Опубл. 1997.01.10.7. A method of manufacturing electrodes of an electric battery. RF patent 2071621. MKI 6 H01M 4/26, H01M 4/62, H01M 10/28. Claim 1994.11.29. Publ. 1997.01.10.
8. Электролит и химический источник электрической энергии. Патент РФ 2007131385. МПК H01M 4/40.3аявл. 2006.01.11. Опубл. 2009. 02. 27.8. Electrolyte and chemical source of electrical energy. RF patent 2007131385. IPC H01M 4 / 40.3 decl. 2006.01.11. Publ. 2009.02.27.
9. Твердый литийпроводящий электролит и способ его получения. Патент РФ 2066901. МПК H01M 6/18. Заявл. 1993.07.01. Опубл. 1996.09. 20.9. Solid lithium conductive electrolyte and method for its production. RF patent 2066901. IPC H01M 6/18. Claim 1993.07.01. Publ. 1996.09. twenty.
10. Способ изготовления перезаряжаемых литий-полимерных батарей и батарея, изготовленная этим способом. Патент РФ 2002131165. МПК H01M 10/40, Заявл. 2001.04.20. Опубл. 27.03.2004.10. A method of manufacturing a rechargeable lithium polymer battery and a battery made in this way. RF patent 2002131165. IPC H01M 10/40, Applic. 04/04/20. Publ. 03/27/2004.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011100509/07A RU2457587C1 (en) | 2011-01-11 | 2011-01-11 | Polymer electrolyte gel for lithium-ion battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011100509/07A RU2457587C1 (en) | 2011-01-11 | 2011-01-11 | Polymer electrolyte gel for lithium-ion battery |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2457587C1 true RU2457587C1 (en) | 2012-07-27 |
Family
ID=46850852
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011100509/07A RU2457587C1 (en) | 2011-01-11 | 2011-01-11 | Polymer electrolyte gel for lithium-ion battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2457587C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2547819C1 (en) * | 2014-04-03 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" (СибГТУ) | Method for manufacturing of lithium-ion accumulator electrodes |
RU2564201C1 (en) * | 2014-07-08 | 2015-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" (СибГТУ) | Lithium-polymer battery and method of its manufacturing |
RU2594763C1 (en) * | 2015-04-16 | 2016-08-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Gel polymer electrolyte for lithium current sources |
RU2814465C1 (en) * | 2023-07-27 | 2024-02-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" | Polymer gel electrolyte for lithium-ion batteries |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2066901C1 (en) * | 1993-07-01 | 1996-09-20 | Жуковский Владимир Михайлович | Solid lithium-conducting electrolyte and its production method |
EP0858119A2 (en) * | 1997-01-20 | 1998-08-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polymer electrolyte and lithium-polymer battery using the same |
RU2002131165A (en) * | 2000-04-22 | 2004-03-27 | Франц В. ВИНТЕРБЕРГ (DE) | METHOD FOR MANUFACTURING REchargeable LITHIUM-POLYMER BATTERIES AND THE BATTERY MANUFACTURED BY THIS METHOD |
-
2011
- 2011-01-11 RU RU2011100509/07A patent/RU2457587C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2066901C1 (en) * | 1993-07-01 | 1996-09-20 | Жуковский Владимир Михайлович | Solid lithium-conducting electrolyte and its production method |
EP0858119A2 (en) * | 1997-01-20 | 1998-08-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Polymer electrolyte and lithium-polymer battery using the same |
RU2002131165A (en) * | 2000-04-22 | 2004-03-27 | Франц В. ВИНТЕРБЕРГ (DE) | METHOD FOR MANUFACTURING REchargeable LITHIUM-POLYMER BATTERIES AND THE BATTERY MANUFACTURED BY THIS METHOD |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2547819C1 (en) * | 2014-04-03 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" (СибГТУ) | Method for manufacturing of lithium-ion accumulator electrodes |
RU2564201C1 (en) * | 2014-07-08 | 2015-09-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" (СибГТУ) | Lithium-polymer battery and method of its manufacturing |
RU2594763C1 (en) * | 2015-04-16 | 2016-08-20 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Gel polymer electrolyte for lithium current sources |
RU2814465C1 (en) * | 2023-07-27 | 2024-02-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный энергетический университет" | Polymer gel electrolyte for lithium-ion batteries |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101276895B (en) | Composition for lithium ion secondary battery porous diaphragm layer and lithium ion secondary battery | |
US20180034101A1 (en) | Gel polymer electrolyte, method for preparing same, and electrochemical device comprising same | |
US7531272B2 (en) | Carboxymethyl cellulose-based binder material and lithium battery using the same | |
KR101889118B1 (en) | Lithium ion secondary battery | |
KR101501329B1 (en) | Liquid hydrophobic phase transition substance, and battery comprising same | |
US8968920B2 (en) | Organic electrolyte solution including silane compound and lithium battery employing the same | |
US8993175B2 (en) | Polymer electrolyte, lithium battery comprising the polymer electrolyte, method of preparing the polymer electrolyte, and method of preparing the lithium battery | |
US9318773B2 (en) | Lithium battery | |
RU2002131165A (en) | METHOD FOR MANUFACTURING REchargeable LITHIUM-POLYMER BATTERIES AND THE BATTERY MANUFACTURED BY THIS METHOD | |
KR101520138B1 (en) | Anode active agent and electrochemical device comprising the same | |
US10686219B2 (en) | Lithium cell and battery containing an electrolyte gel | |
CN102368562B (en) | A kind of lithium ion battery | |
CN112563563A (en) | Composite solid electrolyte, solid battery and preparation method thereof | |
CN110994017B (en) | Nitride-enhanced polymer electrolyte, preparation method and long-life solid lithium ion battery | |
KR101807693B1 (en) | Gel polymer electrolyte and Lithium battery comprising gel polymer electrolyte and method for preparing gel polymer electrolyte | |
RU2457587C1 (en) | Polymer electrolyte gel for lithium-ion battery | |
US7097940B2 (en) | Gel electrolyte, process for producing the same, and use thereof | |
RU2564201C1 (en) | Lithium-polymer battery and method of its manufacturing | |
CN110729514A (en) | Biopolymer chitosan-based composite polymer solid electrolyte and preparation method thereof | |
CN110970654A (en) | Composite gel polymer electrolyte for lithium ion battery and preparation and application thereof | |
US6727019B2 (en) | Electrochemical cell having an ionomer binder of Li-AMPS and associated fabrication | |
KR20140070381A (en) | Composition For Cathode Material Comprising Acrylonitrile-Acrylic Acid Copolymer, Method For Manufacturing The Same and Lithium Secondary Battery Comprising The Same | |
KR101349942B1 (en) | Polymer electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same | |
CN101673855A (en) | Electrolyte flame-retardant additive of lithium ion battery and lithium ion battery using same | |
KR100457093B1 (en) | Fabrication of a polymer electrolyte for lithium/sulfur battery and room temperature lithium/sulfur battery containing the same with one flat voltage |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130112 |