SE513675C2 - Icke-vattenhaltigt säkert sekundärbatteri - Google Patents

Description

20 25 30 513 675 2 tillgänglig. Som ett resultat har betydande ansträngning gjorts för att främja utvecklingen _av sekundära LilMnOz-batterier.

Fastän några Iitium-baserade batterier även har mött kravet att kunna återanvändas många gånger, har de tyvärr några problem vid praktisk användning. Detta eftersom dessa celler inte är säkra under oegentliga förhållanden, såsom överladdning, kortslutning eller exponering för hög temperatur.

Basproblemet med denna typ av sekundärbatteri är den höga reaktiviteten hos litiumavsättningarna, vilka bildas på anoden under kretsloppet med elektrolyten.

Oegentliga driftförhållanden kan öka temperaturen och trycket inuti cellen.

Detta är ett mycket riskabelt förhållande och kan leda till splittring av cellen, en händelse känd som utlösning. Denna utlösning kan sträcka sig från utlösning åtföljd av en mild flamma; genom utlösning som åtföljs av kraftiga flammor; och till utlösning där det finns en häftig explosion, Alla dessa utlösningstillstånd medför en betydande säkerhetsrisk.

Som ett försök att lösa problemet med reaktionen mellan anoden och elektrolyten, har en elektrolyt innehållande propylenkarbonat (PC) och etylenkarbonat (EC), med etrar, föreslagits. Denna PCIEC-baserade elektrolyt har emellertid inte gett en säker cell under oegentliga förhållanden.

Ett annat försök att lösa problemet har varit att tillhandahålla en porös separator som har en låg smältpunkt. lntentionen med detta är att då temperaturen inuti cellen stiger över smältpunkten hos materialet som separatorn är gjort av, smälter denna och blockerar porerna. Detta skulle förhindra flödet av joner mellan katoden och anoden och effektivt avsluta strömmen och följaktligen ökningen i temperatur.

Olyckligtvis är smältpunktema hos dessa separatorer alltför höga och de är inte effektivavid förhindrande av reaktionen av litium med elektrolyten. 10 15 20 25 30 513 675 3 Av det ovan anförda är det uppenbart att inget av förslagen som citerats ovan är tillfredsställande och behovet flnns fortfarande av ett litiumbaserat sekundärbatteri med hög energidensitet som säkert kan utföra kretslopp många gånger och som även är tillförlitligt säkert under oegentliga driftförhållanden med hög temperatur, överladdning och kortslutning.

KORT BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Följaktligen tillhandahåller denna uppfinning en sekundär elektrokemisk cell omfattande en litiumbaserad negativ elektrod; en positiv elektrod innefattande föreningen MnOZ; och en elektrolyt innefattande ett jonsalt och ett lösningsmedel som är stabilt vid temperaturer under 100°C, men vilket polymeriserar vid temperaturer som är större än 100°C och vid spänningar som är högre än 4V.

Denna polymerisation ökar den interna resistiviteten hos cellen och därigenom minskas strömflödet och samtidigt temperaturen inuti cellen.

I typiska fall är jonsaltet ett litiumsalt och har koncentration I dioxolanlösningsmedlet från 0,5 mol per liter lösningsmedel upp till mättningspunkten. Företrädesvis har saltet LiAsFs koncentrationer mellan 0,8M till 1,5M per liter.

Den positiva elektroden eller ka_toden kan vara MnOz eller en lltium-MnOz -förening och har företrädesvis den allmänna formeln LixMnOz, med x = 0,30 till 0,40.

Elektrolyten är företrädesvis en midlflav udioxolanfamiljen och bör innefatta en stabilisator som verkar som en polymerisationsinhibitor. I typiska fall innefattar elektrolyten 1,3-dioxolan och stabiliseraren är en medlem av den tertiära amingruppen och är i typiska fall en av gruppen bestående av: trietylamin, tributylamin, tripropylamin, tribensylamin, trloktylamin, trifenylamin, metylpiperidin.

Stabiliserare såsom trietylamlinlftriblfiyÉlminl och trifenylamin adderasföreträdesvis med koncentrationer av mellan 50 ppm (v/v) till 5 procent (v/v) under det att 10 15 20 25 30 513 675 4 koncentrationer av 100 ppm (v/v) till 5000 ppm (v/v) av trietylamin och tributylamin befanns vara det mest effektiva.

En cell av denna typ har befunnits vara speciellt fördelaktig då den är ett litium- baserat sekundärbatteri med hög densitet som säkert kan utföra kretslopp många gånger och som även är tillräckligt säkert under oegentliga driftförhållanden beträffande hög temperatur, överladdning och kortslutning.

Föreliggande uppfinnlng beskrives nedan och dess detaljer kommer utan tvivel vara uppenbara för fackmannen efter att ha läst följande beskrivning av uppfinningen som illustreras i figurerna på ritningen.

BESKRIVNING AV RlTNlNGEN I de åtföljande ritningarna är: Fig. 1 en schematisk vy av ett elektrokemiskt sekundärbatteri konstruerat enligt uppfinningen; Fig. 2 grafiska kurvor avseende uppförandet hos batteriet enligt uppfinningen under kortslutningsförhållanden; Fig. 3 illustration av en kortslutningstest av ett tidigare känt AA-storlek uppladdningsbart LilLixMnOz-batteri; Fig. 4 grafiska kurvor av maximumtemperaturen hos en cell, som en funktion av kretsloppets tid, för celler exponerade för kortslutningsförhållanden_ Fig. 5 kurvor över uppförandet av ovan nämnda cell under förhållanden med överladdning vid en ström av 1A; Fig. 6 illustration ett överladdningstest enligt teknikens ståndpunkt för en uppladdningsbar litium AA-cell; Fig. 7 en grafisk kurva visande resultaten av ett experiment fört med ett sekundärt batteri enligt uppfinningen som upprepat utfört kretslopp; Fig. 8 jämför utförandet av celler med och utan elektrolyten enligt uppfinningen; 10 15 20 25 30 513 675 5 Fig. 9 illustrerar grafiskt urladdningstest gjorda på sekundärbatterier enligt uppfinningen; och Fig. 10 illustrerar grafiskt kapaciteten hos sekundärbatterier testade medelst urladdning vid låg temperatur.

DETALJERAD BESKRIVNING AVeUePPFlNNlNGEN l Fig. 1 hos de åtföljande ritningarna, (är en elektrokemisk cell enligt uppfinningen allmänt angiven medelst 10. Celle-riëlföàfïåärr visad att innehålla ett yttre hölje 12, en kåpa 14 och en bas 16. lnuti höljtšt-Üffåír-én-'anod 18, en katod 20, en elektrolyt 22 och en separator 24 anordnade i formen av en tätt lindad rulle 26.

Kåpan 14 är av industriellt standardutförande och innefattar ett uppstående utsprång 30 som tjänar som den positiva terminalen hos batteriet. Utsprånget 30 är toppen av ett nedåt riktat molybdenstift 32 som är stött av en glasisolator 34. Såsom visas är stiftet 32 anslutet till katoden 20 medelst en tunga 36 och anoden 18 ansluten till höljet 12 medelst en tunga 38.

En typisk AA-cell av denna typ av konstruktion är 50 mm lång och har en yttre diameter av 14 till 15 mm. Anoden 18 och katoden 20 består av 40 mm breda remsor respektive omkring 300 mm och 250 mm långa. l typiska fall är remsan som anoden 18 är gjord av 160 pm tjock och den som katoden är gjord av är 250 um tjock.

Separatorn 24 är gjord av en porös remsa omkring 700 mm lång, 48 mm bred och omkring 25 pm tjock.

Under framställning av cellen, vikes separatom 24 på längden över katoden 24 och denna kombination tillsammanš__r'rïeg_g_r1_gden 18 lindas tätt för att producera en rulle 26. Rullen 26 täcks sedan med isolering och insättes i höljet 12. Då separatorn 24 är bredare än katoden, skjuter den fram över både katoden och anoden och, vid användning, tjänar den att förhindra kortslutning mellan dem. Då rullen 26 en gång är anordnad i huset, är tungorna 3.6, 38 respektive anslutna till stiftet 34 och höljet 12, varvid den kvarstående delen av tungan' 36 isoleras för att förhindra kortslutning med 10 15 20 25 '30 513 675 6 anoden 18 och kåpan 14 fastsättes till toppen av höljet. Elektrolyten 22 vakuum- insprutas därefter i höljet 12 genom en öppning (ej visad) i dess bas 16 som därefter förseglas. Då elektrolyten, som beskrives närmare i detalj nedan, har mycket låg viskositet, fyller den alla tomrum, innefattande porerna i separatorn och katoden.

Betraktande nu de relevanta komponentema hos cellen, beskrives dessa mer i detalj nedan: 1. (flfwd) Anoden 18 är i typiska fall en tunn laminatfolie bestående av ett kopparskikt instucket mellan två litiumskikt. I exemplet med AA-cellen angivet ovan, är kopparskiktet i typiska fall 20 pm tjockt och litiumskikten var och en 70 pm tjocka. Denna typ av litiumbaserad anod är känd och kan erhållas kommersiellt. Dessutom är det även möjligt att använda en ren litiumanod. 2. Den pggitiva elektroden (katod) Katoden 20 innehåller företrädesvis ett aktivt material som är mangandioxid (MnOz) eller litierad MnOz. Många olika sätt att producera denna katods aktiva material är kända.

Till exempel, ett sätt att framställa ett MnOz-aktivt material visas i US-patentet 4 133 856 (lkeda, et al). Detta patent visar att gamma-fas-mangandioxid upphettas under en period av minst 2 timmar vid en temperatur mellan 350° och 430°C så att MnOz effektivt torkas och dess struktur ändras från gamma-fasen till beta-fasen. Denna metod refereras även till i US-patentet 5 279 972 (Moses).

Såsom angives kan katodens aktiva material även innefatta litium, i vilket fall det är att föredra att materialet är litierad manganoxid av formeln LixMnOz.

Ett sätt att framställa denna förening visas i Matsushitas Janpanese Kokai 62-20250 (1987) vilken föreslår syntes av en litiumkaliumpermanganat av den allmänna formeln (1-x) K, LiMnO4 följd av värmesönderdelningen av permanganaten. Denna l0 15 20 25 30 513 675 '7 publikation visar att sönderdelningsproduktema resulterande från denna process har stökiometrislíafomiler av mellan Lim Mn02 och Liola MnOz. Ännu ett annat sätt att producera en litierad mangandioxid-katods aktiva material beskrives i Sanyos US-patent 4 758 484 utfärdades till Furukawa et al 19 juli 1988.

Denna metod är beskriven som väljande partikel-MnOz med en partikelstorlek inte större än 30 pm, varvid man blandarden med ett lämpligt litiumsalt och uppvärmer blandningen i luft vid 375°C. Typiska litiumsalter som nämns är: LiOH; LiNOa; LiPO3; LizCOa och LizO. Detta patent visar ett antal olika förhållanden för att definiera blandningen av MnOZ och litiumsalt. - Fastän detta patent visar att denna metod resulterar i ett aktivt material med formeln Li2MnO3 har tester visat att den faktiskt producerar ett material av fonneln Li, MnOz där x är 0,3 till 0,4, ett material som också är lämpligt för användning i cellerna enligt denna uppfinning.

Det finns således många sätt att producera ett lämpligt katod-aktivt material. Detta material, vilken form det än har, är i typiska fall i form av granulat/pulver som måste blandas med ett ledande medel såsom kimrök eller grafit i mängder av mellan 5 till 10 vikt-% och med ett kommersiellt bindemedel. Många olika typer av bindemedel är kända. En typ är en emulsion av Teflonf" -pulver och vatten. Denna blandning kan sedan värmas för att göra ett kitt som kan formas under värme och/eller tryck.

Det har också blivit vanligt att blanda ett lösningsmedel i blandningen av bindemedlet och katodens aktiva material. Somgettreñsultat av värmet som påföres under formningssteget, förångas detta lösningsmedel. Likväl har det fördelen av att producera en bättre kombination mellan bindemedlet och det aktiva materialet och förbättrar således utförandet av cellen, i användning. Allmänt adderas lösningsmedlet i kvantiteter av omkring 70 vikt-% lösningsmedel till bindemedel plus katodmaterial.

Lösningsmedlet kan till exempel vara propanol, etanol, isopropanol eller ett av familjen med mättade oleflner såsorngñCègHgzz (dekan), CgHzo och CHHM 10 15 20 25 30 515 675 8 Slutligen, under framställningen av katoden, rullas blandningen på ett aluminiumgaller och bakas vid omkring 250° till 320°C under 0,2 till 4 timmar.

Temperaturen och tiden hos detta steg är i stor utsträckning ett val men det är viktigt att tillräcklig värme tillföres så att bindemedlet sintrar och binder med det aktiva materialet och att lösningsmedlet avdunstar. \fid användning verkar aluminiumgallret både såsom ett stöd för katodmaterialet och som en kollektor för elektronerna.

Elektrolyten 22 är viktig för säker drift-av cellen. Den bör innefatta ett lösningsmedel som är stabilt och som, tillsammans med ett lämpligt jonsalt, bildar en ledande lösning vid typiska celldriftförhållanden. Lösningsmedlet bör emellertid vara sådant att det polymeriserar i cellen såsom beskrives, över 100°C och vid höga spänningar över omkring 4V. Dessa förhållanden nås i typiska fall om cellen överladdas vid höga strömmar eller kortslutes. Denna polymerisation är mycket effektiv genom att den väsentligen ökar resistiviteten hos cellen och därigenom avslutar dess drift och förebygger möjligheten till ytterligare riskabla reaktioner mellan litium och elektrolyten själv. l en föredragen utföringsform av uppfinningen, består elektrolyten av en lösning av en medlem av dioxolanfamiljen och företrädesvis av 1,3-dioxolan, ett litiumsalt och en tertiär aminpolymerisationsinhibitor (stabilisator). Koncentrationen av litiumsaltet i dioxolan kan variera från 0,5 mol per liter dioxolan upp till mättningspunkten.

Emellertid är valet av litiumsalt litiumhexafluorarsenat (LiAsFG) vid koncentrationer mellan 0,8 och 1,5 mol per liter.

Det har befunnits att 1,3-dioxolan i samband med ett MnOz -baserat katodaktivt material producerar mycket goda resultat. Såsom visas i experimenten nedan polymeriserar 1 ,3-dioxolan med LiAsFG vid höga spänningar (över omkring 4,0V) och/eller under höga temperaturer (över omkring 100°C). 10 15 20 25 30 513 675 9 Det bör noteras att fastän detta fördelaktiga resultat endast har observerats i 1,3- dioxolan i närvaro av ett MnO-z -baserat katodmaterial, och speciellt när det litiumbaserade jonsaltet är LiAsFe är det begripligt att andra kombinationer av elektrod, lösnings-medel och salt kan producera samma resultat. Till exempel kan en katod inne-hållande Ni använd med ett LiClO4-salt i dioxolan användas. Alternativt kan en annan metalloxid såsom en kobqltoxid användas i katoden. Likaså kan etrar såsom 2-metyltetrahydrafuran användas. En alternativ anod kan vara material av litium-jontyp. Oavsett kombinationerlav komponenter som används är det viktigt att elektrolyten i kombination med andra komponenter kommer att vara stabil vid normala drifttemperaturer och när spänningen över cellen ligger inom drift- spänningsfönstret hos cellen. Förutom detta måste elektrolyten, i kombination med andra element, polymerisera när förhållanden går utöver normala driftparametrar.

Elektrolytens prestation kan ökas genom användning av en stabiliserare som inhiberar polymerisationen av elektrolyten vid drifttemperaturer. Denna stabiliserare är typiskt en i gruppen av tertiära aminer och företrädesvis en av gruppen bestående av: trietylamin, tributylamin, tripropyÉlamjing. tribensylamin, trioktylamin, trifenylamin, metylpiperidin. En koncentration av 1900 ppm stabiliserare har befunnits ge tillfreds- ställande resultat.

Separatorn 24 fungerar för att hålla katoden och anoden åtskilda för att förhindra kortslutning men är porös för att tillåta flödet av joner genom densamma. Många olika separatormaterial är kommersiellt tillgängliga, till exempel polypropylen- separatorn som säljs under beteckrlingíní3402 medelst Hoechst Celanese. lfni Verksamheten hos det sekundärbattegrjet* 1 O enligt uppfinningen kan illustreras i följande exempel som rapporterar resultaten av de utförda experimenten: 10 15 20 25 30 513 675 10 Exp' eriment 1; Ett antal AA-Qatterier enligt uppfinningen innehållande en Li-metallanod; en LixMnOz- katod; en elektrolyt av 1,3-dioxolan, 1 mol per liter LiAsFö och 1000ppm vlv tributylamin; och en polypropylenseparator användes i detta experiment.

Denna cell utsattes för kortslutningsförhàllande av en 0,01 ohm resistans och resultaten uppritades i Fig. 2. Det kan ses från denna figur att temperaturhöjningen i batterierna begränsades till en maximitemperatur av omkring 115°C därigenom förhindrande riskabel utlösning. Som kontrast till detta illustrerar Fig. 3 resultaten av liknande tester utförda på batterier enligt teknikens ståndpunkt. Denna figur visar mycket tydligt hur temperaturen inom cellen ökade dramatiskt efter uppnående av 140°C-märket, därigenom förstörande cellen.

Experiment 2; Laddade celler liknande de använda i Experiment 1 utsattes för kortslutnings- förhållanden med 0,01 ohm resistans. Innan experimentet laddades respektive urladdades batterierna (under extrema förhållanden) genom att urladda dem vid 40 till 250 mA och ladda dem vid 60 till 250 mA. Den interna temperaturen hos varje batteri övervakades under kortslutningsförhållandena. Resultatet uppritades i Fig. 4, mot antalet cykler som batteriet tidigare hade exponerats för.

Såsom kan ses minskade den uppnådda maximitemperaturen med antalet cykler.

Detta visar att batteriet är säkrare ju fler kretslopp som har utförts.

Fig. 5 visar uppförandet av samma typ av batteri som i Experiment 1 men denna gång utsatt för överladdningsförhållanden med en ström av 1A. Batteriet hade tidigare utsatts för en serie laddningarlurladdningar 50 gånger.

Såsom kan ses, ökade laddningsspänningen snabbt till mer än 10V när cellspän- ningen nådde 4,1V. Denna situation nåddes efter det att cellen överladdats under 3 timmar. Det är viktigt att temperaturen och strömmen (ej visad) minskade vid samma 10 15 20 25 30 513 675 ll tid som spänningen ökade. Batteriet testades i ytterligare 20 minuter och förblev intakt efter detta test.

Som kontrast till detta visar F ig. 6 resultaten av ett liknande experiment utfört på batterier enligt teknikens ståndpunkt. Från denna figur är strandningen av batteriet och den riskabla ökningen itemperatur klart tydlig. n4 Celler liknande de använda i Experiment 1 testades medelst repeterad laddning- Ex ri urladdning. Resultaten av detta experiment visades på den graflska kurvan i Fig. 7 vilken visar att cellerna uppvisar en lång livstid för kretslopp på mer än 250 cykler.

Dessutom, även vid cykel-talet 250 var cellerna fortfarande kapabla att leverera mer än 75% av deras nominella kapacitet.

Experiment 5: LilLixMnOz-batterier liknande de använda ovan, men med två olika elektrolyter A och B testades såsom jämförelse. Elektrolyt A var en dioxolan/LiAsF6/1000 ppm tributylamin-lösning och elektrolyt B en EClPClLiAsFs -lösning av känt slag.

Celler av båda typer utförde initiellt kretslopp med en laddningsstyrka av 60mA och en urladdning med en styrka av 250mA. Denna typ av kretslopp är typisk för normala drift-förhållanden. Därefter laddades cellen innehållande elektrolyt A vid 250mA och urladdades vid samma styrka. Cellen innehållande elektrolyt B laddades vid den mer fördelaktiga styrkan av 120mA och urladdades även vid 250mA per timme. Båda cellerna utförde kretslopp mellan 2,0 och 3,4V vid dessa respektive styrkor tills de nådde omkring 65% av sin kapacitet.

Såsom kan ses från resultaten visade i Fig. 8, nådde cell A slutet på sin livstid, med 65% av kapaciteten den hade efter den andra cykeln, efter 120 cykler. Emellertid utfördes förloppet med cell B endastw50 gånger innan den utvecklade kortslutning och strandade som ett resultat av bildandegav dendritbryggori elektrolyten. 10 15 20 25 30 513 675 12 Det bör noteras att detta experiment även visar att cellen enligt denna uppfinning kan behandlas för att öka dess förväntade livstid när den utsättes för förhållanden med snabb laddning (såsom itest med laddningsstyrka av 250mA). Detta kan uppnås genom att först ladda/urladda cellen vid den vanligen rekommenderade normal styrkan av 60mA laddning och 250mA urladdning i omkring två till tio gånger.

Det optimala antalet av dessa cykler måste bestämmas, men det anses att det är tillräckligt att tillåta litium att återavsättas på anoden.

Efter denna laddning/urladdning kan batteriet snabbt laddas såsom visas. Fastän detta reducerar dess potentiella livstid från över 250 cykler till omkring 120 cykler är det en väsentlig förbättring över snabb laddning utan de initiella långsammare laddningsstegen (vilket skulle ge en livstid på mindre än 50 cykler även i batteriet enligt denna uppfinning). Det förutsättes dessutom att detta sätt även kan appliceras på andra sekundära batterier.

Ex ri n Samma batterier som användes i Experiment 1 testades genom urladdning vid de relativt höga styrkorna 0,25A, O,5A, 1A respektive 2A. Såsom kan ses från resultaten av dessa test, vilka är inritade på den grafiska kurvan enligt Fig. 9 uppfyller batterierna enligt uppfinningen mycket väl kapaoiten och kvarhåller en mycket stor procentsats av sin kapacitet. x rim 7 l detta experiment urladdades samma batterier som används i Experiment 1 vid tre olika ”låg”-temperaturer av O°C, -20°C och -30°C. Såsom kan ses från de inritade resultaten i Fig. 10 fungerade batterierna väl vid låg temperatur. De använda batterierna levererade mer än 60% vid sin rumstemperatur (RD-kapacitet vid -30°C vid en 60mA-styrka vid urladdning. x ' rim En cell identisk till den som användes i Experiment 1 testades vid hög temperatur.

Cellen placerades inuti en ugn, i vilken ett termoelement fästes till det yttre höljet hos 10 15 20 25 513 675 13 cellen. Ugnen upphettades med en hastighet av 3°C per minut. När cellens mantel nådde 128°Q,_ utlöstes den utan bullerffeldi eller någon explosion. Cellen hade tidigare iaddats/urladdats 120 cykler iiidfäsdmA uriaddning och somA laddning.

På ett sätt liknande det i Experiment 1 testades olika batterier, användande andra delar av den tertiära aminfamiljen definierad ovan. Liknande resultat erhölls.

Aminerna testades vid olika koncentrationer och visades vara effektiva över ett brett område av koncentrationer, från omkring 0,005 procent till omkring 5 procent. De bästa resultaten erhölls vid koncentrationer i området 0,01% till 0,3%.

Dessutom testades olika koncentrationer av litiumhexafluorarsenat. Goda resultat erhölls användande en koncentration i området 0,5 mol/liter till 2,5 mol/liter, med de bästa resultaten vid omkring 1 mol/liter.

Av dessa experiment kan man dra slutsatsen att sekundärbatteriet enligt uppfinningen fungerar bra under ogynnsamma förhållanden med hög och låg temperatur, kortslutning och överladdning. Dessutom har cellen visat sig kunna laddas/urladdas många gånger. Tillsättning med stabiliserare ger även cellen ytterligare lagringslivstid, även vid temperaturer som är så höga som 80°C.

Fastän föreliggande uppfinning har beskrivits ovan som ett speciellt utförings- exempel, inses att ändringar och modifikationer därav uppenbart kan utföras av fackmannen. Det är därför avsiktenatLföljande krav skall tolkas som täckande alla sådana ändringar och modifikationer som faller inom uppfinningstanken och uppfinningens område.

Claims (23)

10 15 20 25 30 513 675 Vi PATENTKRAV

1. Elektrokemiskt sekundärbatteri (10) omfattande en katod (20), en anod (18) och en elektrolyt (22), k ä n n e t e c k n at av att: (i) katoden (20) innefattar en metalloxid; och (ii) elektrolyten (22) reagerar både för temperatur och spänning sà att den snabbt polymeriseras vid temperaturer över 100°C eller spänningar som är större än driftspänningens område hos batteriet, varigenom sådan polymerisation ökar den inre resistiviteten hos batteriet.

2. Elektrokemiskt sekundärbatteri enligt krav 1, k ä n n e t e c k n at av att metailoxiden är mangandioxid (MnOz).

3. Elektrokemiskt sekundärbatteri enligt nàgot av kraven 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att anoden (18) innefattar litium.

4. Elektrokemiskt sekundärbatteri enligt något av kraven 1 till 3, k ä n n e t e c k n at av att katoden (20) innefattar en litium-mangandioxid av den allmänna formeln LixMnOz där x är fràn 0,30 till 0,40.

5. Elektrokemiskt sekundärbatteri enligt något av kraven 1 till 4, k ä n n e t e c k n at av att elektrolyten (22) innefattar en medlem av dioxolanfamiljen och ett jonsalt av anodens (18) material.

6. Elektrokemiskt sekundärbatteri enligt något av kraven 1 till 5, k ä n n e t e c k n at av att elektrolyten (22)är1,3-dioxolan. 10 15 20 25 30 513 675 / i:

7. Elektrokemiskt sekundärbatteri enligt nàgot av kraven 5 eller 6, k ä n n e t g _c k n a t av att jonsaltet innefattar alkalimetallsalt.

8. Elektrokemiskt sekundärbatteri enligt krav 7, k ä n n e t e c k n at av att jonsaltet är Iitiumhexafluorarsenat (LiAsFe).

9. Elektrokemiskt sekundärbatteri enligt krav 8, k ä n n e t e c k n at av att LiAsFs har koncentrationen för att bilda 0,8 till 1,5 mol per liter.

10. Elektrokemiskt sekundärbatteri enligt något av kraven 1 till 9, k ä n n e te c k n at av att elelttrdlyten (22) innefattar en polymerisations- inhibitor.

11. Elektrokemiskt sekundärbatteri enligt krav 10, k ä n n e t e c k n at av att inhibitorn tillhör familjen tertiära aminer.

12. Elektrokemiskt sekundärbatteri enligt krav 11, k ä n n e t e c k n a t av att den tertiära aminen är en av gruppen bestående av: trietylamin, tributylamin, tripropylamin, tribensylamin, trioktylamin, trifenylamin, metylpiperidin.

13. Elektrokemiskt sekundärbatteri enligt krav 12, k ä n n e t e c k n at av att den tertiära aminen har en koncentration av från 50 ppm till 50 000 ppm.

14. Elektrokemiskt sekundärbatteri enligt krav 13, k ä n n e t e c k n at av att koncentrationen av den tertiära aminen är fràn 100 ppm till 5000 ppm.

15. Elektrokemiskt sekundärbatterienligt något av kraven 2 till 14, k ä n n e t e c k n at av att katoden (20) är framställd medelst en metod innefattande stegen: (i) blandning av en partikel-metalloxid med ett bindemedel och kol; 10 15 20 25 30 515 675 lb (ii) tillsättning av ett mättat olefinlösningsmedel till blandningen av oxid och bindemedel; och _. (iii) upphettning av blandningen för att avdunsta olefinlösningsmedlet.

16. Elektrokemiskt sekundärbatteri enligt krav 15, k ä n n e t e c k n at av att lösningsmedlet är dekan.

17. Elektrolyt (22) för användning i ett elektrokemiskt sekundärbatteri (10) enligt krav 1, omfattande: (i) ett lösningsmedel som är medlem av dioxolanfamiljen; (ii) en alkali eller alkalijordmetallsalt; och (iii) en tertiär amin-polymerisations-inhibitor med en koncentration som är större än 500 ppm.

18. Elektrolyt (22) enligt krav 17, k ä n n e t e c k n a d av att lösningsmedlet är 1,3-dioxolan och metallsaltet är litiumhexafluorarsenat (LiAsFs).

19. Sätt att framställa en katod (20) för det elektrokemiska batteriet enligt krav 1, omfattande stegen: (i) blandning av partikel-katod-aktivt material med ett bindemedel, kol och ett mättat olefinlösningsmedel; och (ii) uppvärmning av blandningen för att avdunsta lösningsmedlet. av att lösningsmedlet är dekan.

20. Sättenligtkrav19, kännetecknat

21. Sätt enligt krav 20, dessutom omfattande steget att applicera blandningen till ett elektronledande stödmaterial. 513 675 I?

22. Sätt för att öka verksamhetstiden hos det elektrokemiska sekundärbatteriet enligt krav 1, som utsätts för laddningsförhàllanden som är större än 150 mA, omfattande steget att initialt exponera batteriet för ett flertal laddnings- och urladdningscykler, varvid varje sådan cykel har en laddningsstyrka som ej är större än 108 mA och en urladdnings-styrka som ej är mindre än 200 mA.

23. Sätt enligt krav 22, k ä n n e t e c k n at av att batteriet är av typen som innefattar en katod (20) bildad av en mangandioxidförening, en anod (18) och en LS-dioxolan-baserad elektrolyt (22).