TW472412B - Non-aqueous electrolyte; lithium primary battery, lithium secondary battery, and electrochemical capacitor using same; polymer electrolyte using same; and polymer lithium secondary battery using same - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472412 A7 A 7 B7 五、發明説明（） 1 發明背景 本發明有關一種非水電解質、固體電解質、鋰二次電 池、及電化學電容器，尤其是改善電解質及固體電解質之 擴散係數，改善電池及聚合物二次電池於低溫下之負戴性 能，並改善電化學電容器之充電-放電性能> 使用有機溶劑之非水電解質在與水性電解質比較之下 具有高抗氧化性能，廣泛使用於鋰原電池及鋰二次電池， 其係使用高於水之氧化電壓的電壓驅動，並使用於超過2 伏特等級之電化學電容器等。就非水電解質而言，通常係 使用具有環狀及直鏈碳酸酯之有機溶劑，諸如乙二醇碳酸 酯、丙二醇碳酸酯、丁二醇碳酸酯、碳酸二甲酯、碳酸乙 酯甲酯、碳酸二乙酯等；環狀及直鏈醚，諸如二甲氧基甲 烷、1 ，2 —二甲氧基乙烷、雙（2 —甲氧乙基）醚、三 (2 —甲氧乙基）醚、1 ，3 —二噚茂烷、四氫呋喃、2 一甲基四氫呋喃等；r — 丁內醯胺、四氫噻吩1 ，1_二 氧化物、丙酸甲酯、丙酸乙酯等。然而，此等溶劑與水分 子比較之下具有較大之分子量，及溶解度和解離之缺點， 因爲於同等鹽濃度下，溶劑分子數目較小。此外，離子之 擴散係數降低，因爲離子溶劑化之體積變成大於水，於低 溫下或非水電解質之高速率負載下降低電池及電容器之電 容性能。 該電解質——藉著使非水電解質滲入經發泡之聚合物 材料諸如聚偏二氟乙烯（以下稱爲PVDF)等物質中而 形成--及凝膠類固體聚合物電解質--使用藉著於高溫 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I---------------1T------^ 一' 一 (請先閲讀背面之注意事項再填寫'本‘貢) -4- 472412 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（） 2 下使用非水電解質熔化聚合物諸如聚氧化乙烯（以下稱爲 p E 0 )並冷卻至室溫而成爲電解質的步驟所形成一一可 使電池外容器變薄且質輕，因爲電解質不會有電池漏液之 問題，亦不需要使用強電池罐。因此，目前發展使用此等 電解質之聚合物電池，且已裝置於攜帶式電話等裝置中 此等聚合物電解質與液體非水電解質比較之下，具有更低 之離子擴散係數，其於低溫及高速率負載下之操作性能進 —步降低。 非水電解質與水性電解質比較之下具有低電導係數， 低溫性能及負載性能略遜於該水性電解質。爲了解決該等 問題，美國專利第5，7 9 5，6 7 7號揭示一種非水電 解質’其包括具有使得經氟化鏈及醚氧經由一 C H2 —結構 連接之結構的經氟化醚。根據前述先前技藝界，該低溫性 能及負載特性係藉著混合該經氟化溶劑而固定地改善。 然而，於前述先前技藝之情況下，其中該經氟化烷基 鏈及醚氧係經由_ CH2 -結構連接，醚氧上之電子密度降 低量小’故該經氟化醚與鋰離子間存在相互作用。因此， 該經氟化醚係使用鋰離子進行溶劑化，而無法藉著混合該 經氟化溶劑而充分達到改善鋰離子之擴散係數的優點。 發明槪述 本發明目的之一係提出一種具有高擴散係數之非水電 解質；一種具有高擴散係數之聚合物電解質；及非水電解 質類電池、電化學電容器、及聚合物二次電池，使用前述 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I---------^.------tr------^ (請先閲讀背面之注意事項再填¾.¾) -5- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472412 A7 ___B7_ 五、發明説明（） 3 電解質改善低溫下之性能。 前述目的可藉著混合所述之具有化學式1的經氟化溶 劑於該非水電解質中而達成。若使用鋰鹽作爲該非水電解 質之承載電解質，則該電解質可用爲供鋰原電池及鋰二次 電池使用之電解質，而改善該鋰離子之擴散係數。此外， 可藉著使用此等電解質改善此等電池於低溫下之性能。若 使用四級鎗鹽作爲承載電解質，則該電解質可作爲供電化 學電容器使用之電解質，而此等電容器於低溫下之性能可 使用電解質改善。此外，鋰離子於聚合物電解質中之擴散 係數可藉著將化學式1所示之經氟化溶劑混合於包含聚合 物化合物與非水電解質之聚合物電解質中而改善，該聚合 物二次電池於低溫下之性能可使用該電解質改善。 欲混合於電解質中之經氟化溶劑係爲經氟化烷基羧酸 之乙基醚，其經氟化之末端係爲二氟甲基，由下列化學式 5表示，具有該經氟化烷基直接與下述官能基結合之結構
F H-c—(-c c-o-ch2ch3 F 〇 (其中，s係表示整數〇、3、5、7及9中之任一者） ，或 經氟化烷基碘，其經氟化烷基之末端係爲二氟甲基， 由下述化學式6表示： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS) A4規格（210X2.97公釐） I 裝 II ~~訂 I I I 線 (請先閱讀背面之注意事項再填宣、：V) -6- 472412 A7 _____B7_五、發明説明（） 4 • " F ! Η — C ~(- C F2 )「C Η 2 I I F(其中，t係表示整數1、3及5中之任一者），或經氟化溶劑，其分子之兩末端皆爲異七氟丙基，由下 述化學式7表不：
3 F C Η
C——C
C
2 F
3 F C — C — ο
3 F
F
3 F (其中，u係表示整數4或8)，或經氟化烷基丙烯酸酯化合物，其經氟化烷基之末端係 爲二氟甲基，由下述化學式8表示： (-C F2-)-v- ch2oocch = ch2 I I I 裝 I I I I I 訂—— 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (其中V係表示整數4、6、8及1 0中之任—者）’或 經氟化院基甲基丙烯酸酯化合物，其經氟化院基之末 端係爲二氟甲基，由下述化學式9表示： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 472412 A7 _____B7__ 五、發明説明（） 5
F
I H-C-{-CF2-^CH2OOCC(CH3)=CH2
I
F (其中’ w係表不整數4、6、8及1 0中之任一者）， 或 下述化學式10所表示之化合物： (其中，η係表示介於2 — 6範圍內之整數，而R4係表 兩甲基、乙基及丙基中之任一者），例如，可使用 H (CH2) 2〇CH3 ' H (CF2) 2OCH2CH3 ' H (CF2) 2〇CH2CF3等物質中之任一種醚，或 CFaCHFCFsOCHs' 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 F C 3 r V ^ F F C —— C —— C I Η 4 R I Ο (請先聞讀背面之注意事項再填寫.*"') 一 CF3CHFCF2〇CH2CH3或化學式4所表示之異全 氟烷基烷基醚之醚，即，2 —三氟甲基六氟丙基甲基醚、 2 —三氟甲基六氟丙基乙基醚、2 —三氟甲基六氣丙基丙 基醚、3 —三氟八氟丁基甲基醚、3 -三氟八氣丁基乙基 醚、3 -三氟八氟丁基丙基醚、4 一三氟十讓戊基甲基酸 、4 一三氟十氟戊基乙基醚、4 一三氟十氟戊基丙基醒、 5 -三氟十二氟己基甲基醚、5 -三氟十二氣己基乙基酸 、5 —三氟十二氟己基丙基醚、Θ —三氟十四氟庚基甲基 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -8 - 472412 A7 B7 五、發明説明（） 6 醚、6 -三氟十四氟庚基乙基醚、6_三氟十四氟庚基丙 基醚、7 -三氟十六氟辛基甲基醚、，7 —三氟十六氟辛基 乙基醚、及7 —三氟十六氟己基辛基醚。此外，可使用任 何一種前述化合物與具有直鏈結構之全氟烷基醚的混合物 0 用以構成除經氟化溶劑以外之電解質的溶劑係爲環狀 及直鏈碳酸酯諸如碳酸乙二酯、碳酸丙二酯、碳酸丁二酯 、碳酸氯乙二酯、三氟甲基甲基伸丙基碳酸酯、伸乙烯基 碳酸酯、二甲基伸乙烯基碳酸酯、碳酸二甲酯、碳酸乙酯 甲酯、碳酸二乙酯等；環狀及直鏈醚，諸如二甲氧基甲烷 、1 ’ 2—二甲氧基乙烷、雙（2_甲氧乙基）醚、三（ 2 _甲氧乙基）釀、1 ，3 — —鳄茂院、四氣咲喃、2 — 甲基四氫呋喃等；r一丁內醯胺、四氫噻吩1 ， 1一二氧 化物、.丙酸甲酯、丙酸乙酯、硫酸乙二酯、二甲基亞硕、 乙基甲基亞碾、二乙基亞硕、甲基丙基亞碾、乙基丙基亞 硕、丙烷萘迫磺內酯等，其可單獨使用或以混合物形式使 用。 I 裝I 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填炎'身) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 用以承載供鋰電池使用之電解質的鋰鹽可使用 L i P F 6 ， L i B F 4 y L i C 1 F 4 ，L i S 0 3 C F 3 > L i N ( S 0 2 C F 3 ) ， L i N (s 0 2 C F 2 C F 3 ) > L i C ( s 〇 2 C F 2 C F 3)3 ， L i C ( s 〇 2 c F 3 ) 3 ， L i I ，L i C 1 ， L i F ， L i P F 5 ( S 0 2 c F 3 ) ，L : L P F 4 (s 0 2 C F 3 )2 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9 - 472412 A7 B7 五、發明説明（7 ) 用以承載供電化學電容器使用之電解質時，可使用四 Η如c 0 3鹽 Η iic級c Η C 3Η c F ΡΝ
F BN H c 3H c
〇 I cN
Η C
Η C
Η Η c C F Β Ρ H c H c
Fpp 4 6
Η C F ρ ρ 4 6 C Ρ
C 〇 Η 4 3
Η C F Bp ， 4 4\ly o I-1 cp
c C Γ\ /IV
c C /ι\ /IV
c C
C c C /(V /fv 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製· ccccccccc ηηηηηηηηηηηηηηηηηη 3 3
c C c C 3 3 Η Η Η Η 2 2
Η Η c C
Η C
Η C 2Η C Η C 2Η c \ly 3 3 4 4 Ν Ν F Β
G 2 2 4 4 F Β Ρ F Ρ Ρ 〇 I C ρ 2 2 2 4 4 4 F ΒΝ F ρΝ CΝ
Η C 3 3
Η C
c C c C 3 3 3 3 3 3
ηηηηηηηηηc c c c C 2 2 4 6 4 6 ο F Ρ’ Ν 4 4 I----I I I I — 寬，-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 〇
Η C 2Η C
Η C
Η C Η Η c C 2 2 2 2 2 2
Η C
Η C
Η Η c C Η C 2Η C Ν1/ \1/ \1«/ 2 2 2 2 〇 2 2 2 2 2 2 4 4 4 4 F Β ρ F ρ ρ
C 4 6 〇 4 6 F F Β ρΝ Ν CΝ 〇 線！
r 2 F 4 C ο C Η C 3Η C /(ν S Ν S ΒΝ Ν Ν Ν 4 4 4 4 ο
S
F C
F 作料材碳用使 本纸張又度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10- 472412 A 7 B7 五、發明説明（） 8 爲活性材料時，可藉著鋰離子之插入反應而增加充電電容 。因此’使用於鋰電池之鋰鹽可作爲供電化學電容器使用 之電解質。 (聚合物電解質） (該聚合物電解質可藉著混合或加熱以同時溶解並冷卻 該含有前述經氟化溶劑與適量之聚合物諸如聚偏二氟乙烯 、聚丙烯腈、聚氧化乙烯等之電解質而製得> 或該聚合物 電解質可藉著使含有前述經氟化溶劑之電解質滲入經發泡 聚合物基質材料諸如聚偏二氟乙烯、聚胺基甲酸酯等而製 得。或該聚合物電解質可藉著混合含有前述經氟化溶劑之 電解質與其中具有雙鍵之甲基丙烯酸衍生物的單體或寡聚 物，並藉由加熱該混合物以熟化而製得。就欲與前述單體 或寡聚物混合之非水電解質而言，可使用前述供鋰電池使 用之電解質。 (鋰原電池） 使用於本發明之鋰原電池可使用鋰金屬作爲負電極； 使用二氧化錳成形九粒作爲硬幣型電池的正電極而製造， 或使用施加於鋁箔兩側面之二氧化錳作爲正電極，其係經 由聚合物分隔板而與鋰金屬箔負電極層壓，並捲繞而成電 極群；將該電極群嵌入圓柱型電池罐中，密封而形成圓柱 形電池。 . 此外，除了金屬鋰之外，該負電極可使用可插入或取 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I---------^-- (請先閱讀背面之注意事項再填良../.— ) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製_ -11 - 472412 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製- 五、發明説明（） 9 出鋰之材料形成，例如鋰一鋁合金，碳材料，例如焦碳， 石墨等。除了二氧化錳之外，該正電極可使用含有至少一 種金屬材料諸如鈷、鎳、鈮、釩等材料之氧化物形成。 (鋰二次電池） 就鋰二次電池之負電極而言，可使用金屬鋰；鋰與鋁 之合金；天然或人工石墨及非晶碳材料；或碳與諸如矽、 鍺'鋁、金等材料之複合材料，其與鋰形成合金。 就正電極之材料而言，可使用鋰與鈷、鎳、鐵等之複 合氧化物；藉著添加任何過渡金屬、矽、鍺、鋁、錳、鎂 等於前述複合氧化物中所得到之材料；及錳酸鋰及藉著添 加及混合鋰、過渡金屬、矽、鍺、鋁、錳、鎂等於錳酸鋰 中所得之材料。就分隔板所使用之材料而言，可使用聚合 物諸如聚乙烯、聚丙烯、伸乙烯共聚物、丁烯等之微孔薄 膜，或藉著將前述薄膜層壓成兩層或三層所得之微孔薄膜 0 聚合物二次電池可藉著將前述聚合物電解質及鋰插入 該可插入——取出鋰的負電極及該正電極之間而形成。或 該聚合物電解質可藉著滲透於由聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯 等材料所製之微孔薄膜中而使用。較佳係使用針對前述鋰 二次電池所描述之負電極及正電極。 (電化學電容器） 該電化學電容器係使用具有高値比表面積之碳材料作 (請先聞讀背面之注意事項再填窝‘ -裝· 訂 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -12- 472412 A7 ____B7 五、發明説明（） 10 (請先閲讀背面之注意事項再填) 爲正電極及負電極之可偏極化電極，經由分隔板層壓或捲 繞此等電極，並倒入電解質而形成。該電解質可除液體電 解質之外，藉著混合聚合物而作爲凝膠態聚合物電解質。 就具有高値比表面積之可偏極化碳材料而言，可使用玻璃 狀碳、碳黑、碳纖維、活性碳微珠粒、活性碳纖維等。除 了前述碳材料之外，可使用有機化合物諸如吡咯化合物、 及苯胺類化合物作爲可偏極化電極材料。就分隔板而言， 可使用前述材料。 圖式簡單說明 本發明之此等及其他目的、特色及優點可參照附圖而 由以下詳述更完全地明瞭，其中， 圖1係爲硬幣型原電池之部分剖面圖，表示本發明具 .體實例，· 圖2係爲圓筒型鋰二次電池之部分剖面圖，表示本發 明具體實例， 圖3係爲說明本發明具體實例中電池性能相對於〇 t 下放電電壓曲線之圖，且 圖4係爲本發明具體實例之聚合物二次電池的剖面圖 〇 主要元件對照表 1 負電極蓋 2 負極 本紙張適用巾國國家標準（CNS )八4祕（21〇χ297公釐) -13- 472412 A7 B7 五、發明説明（ 3 4 5 6 9 8 0 4 7 11 ， 負極集極 正極 正極集體 正電極罐 負極 負電極集極 正電極集極 正電極層 分隔板 負電極導線 正電極導線 絕緣體 正電極絕緣體 負電極外容器 正電極蓋 ιί ( W 螬 Η
A ¥ 較佳具體實例詳述 下文係參照具體實例說明本發明之細節。然而，本發 明不受限於該等具體實例。 (使用鋰鹽爲承載電解質之非水電解質） (對照例1 ) 對照例1之電解質A係藉著混合比例爲E c : D M C =3 3 : 6 7體積比之碳酸乙二酯（以下稱爲E c)及碳 酸二甲酯（以下稱爲D M C )以作爲有機溶劑，而於其中 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）
I 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -14- 472412 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） 12 ' 溶入1M (莫耳/公升）之l i pf6以作爲鋰鹽而製備。 該電池之充電-放電性能受到進入該電極之移動離子的擴 散係數的大幅影響。是故，該電解質之性能係藉由該移動 離子之自身擴散係數評估（意指New York，1 9 9 6，第 1δ2θ - 1644頁等）。該評估係於25°C下進行。 電解質A中之鋰離芋藉前述方法測定之擴散係數係爲3 X 1 0 _ 1 ° 米 2 / 秒。 (具體實例1 ) 具體實例1之電解質1係藉著混合作爲有機溶劑之碳 酸乙二酯（以下稱爲E C )及碳酸二甲酯（以下稱爲 D M C )及作爲經氟化溶劑之2，2，3 ，3，4，4， 5 ’ 5 —八氟戊酸乙酯（HCF2 (CF2) 3C〇〇E t :以下稱爲EOFPA)——比例爲EC : DMC : E〇FPA = 32 : 63 : 5體積比——，並於其中溶解 1M (莫耳/公升）作爲鋰鹽之L i PF6而製備。鋰離子 於該電解質1中之擴散係數藉P F G — NMR測得爲7 X 1 0_1°米2/秒 <電解質1之擴散係數較對照例1增加4 xio 1 〇 米 2 / 秒。） (具體實例2 ) 具體實例2之電解質2係藉著混合作爲有機溶劑之 E C及D M C及作爲經氟化溶劑之2，2，3，3 ’ 4 ’ 4，5，5-八氟戊烷—1_碘（ 本紙張纽適用中國國家標準（CNS ) A4· ( 21Gx297公釐） n I I 裝— I I I I 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填灾 Μ ) -15- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472412 A7 ---------___B7 五、發明説明（^ ) HCF2(CF2)3CH2I:以下稱爲I0FP)一一比 例爲 EC:DMC: iofp = 32:6；3:5 體積比一 -’並於其中溶解1M (莫耳/公升）作爲錐鹽之 L i PF6而製備。鋰離子於該電解質2中之擴散係數藉 p F G — N M R測得爲8 X 1 0 - i D米2 /秒。電解質2之 擴散係數較對照例1增加5 X 1 〇 -:。米2/秒。 (具體實例3 ) 具體實例3之電解質3係藉著混合作爲有機溶劑之 EC及DMC及作爲經氟化溶劑之2，7 —二一三氟甲基 7’8’8，8 —十七氟辛烷（ FC (CF3) 2 (CF2) 4 (cf3) 3CF :以下稱爲 TFHFO)—一比例爲EC:DMC:TFHF〇= 32 : 6 3 : 5體積比--，並於其中溶解1M (莫耳/ 公升）作爲鋰鹽之L i PF6而製備。鋰離子於該電解質3 中之擴散係數藉P F G — N M R測得爲9 X 1 0 — 1。米2 / 秒。電解質3中移動離子之擴散係數較對照例1增加6 X 1 0 — 1。米 2 / 秒。 如前文所述，鋰離子於該非水電解質中之自身擴散係 數可藉著於該電解質中混合經氟化溶劑而增高’其係具有 該分子末端部分經氟化之結構。 (具體實例4 ) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） 裝--------訂------線 (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) -16 - 14472412 Α7 Β7 五、發明説明 具體實例4之電解質4係藉著混合作爲有機溶劑之 EC及DMC及作爲經氟化溶劑之1，1 ，2，四氣 丙基甲基醚（H (CF2) 2〇Ch3:以下稱爲fPMe
)--比例爲 EC : DMC : FPME 2:63: 體積比 ’並於其中溶解1M (莫耳/公升）作爲鋰鹽 之L i PFe而製備。鋰離子於該電解質4中之擴散係數藉 PFG — NMR測得爲；l 3X1 〇_1D米2 /秒。電解質4 中移動離子之擴散係數較對照例1增加一位數，而較實施 例3增高4x 1 〇 — 1()米2 /秒。 如前文所述’鋰離子之擴散係數係藉著提供具有適當 之極性的醚基以作爲該經氟化溶劑之官能基而較不提供官 能基之情況或該官能基爲酯基的情況大幅改善。 {請先聞讀背面之注意事項再填窝Λ) 裝. 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (具體實例5 ) 具體實例5之電解質5係藉著混合作爲有機溶劑之 E C及D M C及作爲經氟化溶劑之1，1 ，2，3，3， 3 —六氟丙基甲基醚（CF3CHFCF2〇CH3 :以下 稱爲HFPME)比例爲EC:DMC:HFPME =32 : 63 : 5體積比——，並於其中溶解1M (莫耳 /公升）作爲鋰鹽之L i P F6而製備。鋰離子於該電解質 5中之擴散係數藉PFG — NMR測得爲1 7x 1 Ο—1。 米2/秒。電解質5中移動離子之擴散係數較對照例1增加 1 4Χ 1 0~1(3米2/秒，而較實施例4增高4 X 1 〇-1〇 米2 /秒。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) ( 2獻297公着） -17- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4?2412 A7 -------E__ 五、發明説明L ) 15 如前文所述’經氟化烷基之末端具有c H3 C H F結構 之酸係具有進一步改善鋰離子之擴散係數的效果。 (具體實例6 ) 具體實例6之電解質6係藉著混合作爲有機溶劑之 E C&DMC及作爲經氟化溶劑之2 —三氟甲基-1，1 ，1’2’3，3，3 —七氟丙基甲基醚（ C (CF3) 2CF2〇CH3:以下稱爲 HFEI)—— 比例爲 EC : DMC : HFE 1 = 32 : 63 : 5 體積比 ’並於其中溶解1M (莫耳/公升）作爲鋰鹽之 ' ^ 1 P F 6而製備。鋰離子於該電解質6中之擴散係數藉
PpG — NMR測得爲1 9x 1 Ο — 1。米2/秒。電解質6 中移動離子之擴散係數較對照例1增加i 6 X 1 〇 : 1。米2 /秒’而較實施例4增高6 X 1 Ο—1。米2/秒。 如前文所述’經氟化烷基之末端具有兩個C F 3結構之 酸係具有進一步改善鋰離子之擴散係數的效果。 (具體實例7 ) HFE I 與其異構物（CF3 (CF2) 3〇CH3 :以 下稱爲 HFEN)於 HFEI :HFEN=80 : 20 體 積比例下混合’得到經氟化溶劑H F E I 。具體實例7之 電解質7係藉著混合體積比例爲EC. : DMC : HFE I =32:63:5之EC、DMC及HFEI ，將於其中 溶解作爲鋰鹽之1M (莫耳/公升）l i PF6而製備。鋰 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ----------f-------IT------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫方!''-) -18- 472412 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） 16 離子於電解質7中之擴散係數藉p F G 一 NMR測量爲 22x10 — 1(3 米 2 /秒。 (具體實例8 )
該經氧化溶劑H F E 2係藉著混合體積比例爲 HFEI :HFEN=60:40 之 HFEI 及 HFEN 而製備。具體實例8之電解質8係藉著混合體積比爲E C :DMC:HFE2 = 32:63 : 5 之 EC、DMC 及 HFE2 ’並於其中溶解1M (莫耳/公升）作爲鋰鹽之 L i PFs而製備。鋰離子於電解質8中之擴散係數藉 PFG-NMR測量係爲24xlO-1Q米2/秒。 (具體實例Θ ) 該經氟化溶劑H F E 3係藉著混合體積比例爲 HFEI :HFEN=6〇：40 之 HFEI 及 HFEN 而製備。具體實例9之電解質9係藉著混合體積比爲E C :DMC :HFE2 = 32 : 63 : 5 之 EC、DMC 及 HF E 2，並於其中溶解1M (莫耳/公升）作爲鋰鹽之 L i P F 6而製備。鋰離子於電解質9中之擴散係數藉 PFG — NMR測量係爲2 Ox 1 0-1Q米2/秒。 如前文所說明，鋰離子之擴散係數可藉著使用 H F E 1作爲經氟化溶劑而改善，其優點因爲使用與 HFE1之混合物而更明顯。混合HFE1與HFEN時 ，藉著混合比例HFE1 :HFEN=60 :4 0之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------I------、訂------0 (請先閲讀背面之注意事項再填窝'Λ) -19- 472412 A7 B7 17 五、發明説明（ HFE 1與HFEN所製備之HFE2最有效 (具體實例1 0 ) 藉著混合體積比例爲HFE1 : HFEN=6 0 : 40之HFE 1與HFEN所製備之經氟化溶劑HFE 2 係與 EC 及 DMC 於 EC : DMC : HFE2 = 30 : 6 0 : 1 0體積比例下混合，其中溶解〇 . 8M (莫耳/ 公升）L i PF6及0 . 4M (莫耳/公升）L iN ( S〇2CF2CF3) 2 (以下稱爲L i BETI )鋰鹽，以 製備具體實例1 0之電解質1 〇。鋰離子於該電解質1 〇 中之擴散係數由P F G — NMR方法測量爲2 6 X 1 0 — 1 Q 米 2 / 秒。 如前文所說明，改善離子擴散係數之效率係藉著增加 混合經氟.化溶劑之量.而進一步改善。根據此系_統，若該混 合經氟化溶劑量增高，則溶劑產生相分離。爲了防止該種 分離’添加有機鋰鹽LiBETI 。藉著使該鹽共存，並 成爲主要承載電解質，變成可於寬幅範圍混合量下安定地 混合該經氟化溶劑直至高濃度。 (具體實例1 1 ) 具體實例11之電解質11係藉著於EC:DMC: HFE2 = 20 : 60 : 20之體積比例下混合HFE2 與EC及DMC，於其中溶解〇 . 6M (莫耳/公升） LiPF6&〇 . 8M (莫耳/公升）LiBETI鋰鹽而 I 裝 n n ^ 線 (請先閲讀背面之注意事項再填窯：貝) 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 -20- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472412 五、發明説明（） 18 製備。鋰離子於該電解質1丨中之擴散係數藉13 F G N M R方法測量係爲2 8 X 1 〇 — ! 〇米2 /科、。 (具體實例1 2 ) '具體實例1 2之電解2係藉著於£ c : Dmc : HFE2=10:60.3〇之體積比例下混合HFE2 與EC及DMC，於其中溶解〇 . (莫耳/公升） L i PF6及〇 . 9M (莫耳/公升）L i ΒΕΤ ι鋰鹽而 製備。鋰離子於該電解質1 2中之擴散係數藉？ F g — N M R方法測量係爲3 0 X 1 〇 - 1 ο米2/秒。 (具體實例1 3 ) 具體實例1 3之電解質1 3係藉著於ec : DMC : HFE：2 = 10 = 50 : 4〇之體積比例下混合HFE2 與EC及DMC ’於其中溶解〇 . iM (莫耳/公升） LiPF6及1.1M(莫耳/公升）LiBETI鋰鹽而 製備。鋰.離子於該電解質1 3中之擴散係數藉P F G ~ N M R方法測量係爲2 5 X 1 〇 - 1 °米2 /秒。 如前文所述，改善離子之擴散係數的效率係藉著增加 混合之經氟化溶劑H F Ε 2的量之增加而進一步改善。於 HFE 2系統中，混合3 0百分比之HF Ε 2最有效。 (對照例2 ) 對照例2之電解質Β係藉著混合作爲有機溶劑而體積 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐) ----------I--------、玎------^ (請先閣讀背面之注意事項再填寫4.1') -21 - 472412 A7 B7 五、發明説明（） - 19 比例爲EMC · · b彳；Z碳酸乙酯甲酯（以下 稱爲EMC)及EC，其中溶w1M (莫耳/公升） (請先閲讀背面之注意事項再填寫 X ) L 1 P F6鋰鹽而製備。鋰離子於該電解質c中之擴散係數 藉PFG — NMR方法測量爲2χ1 〇_：!。米2 /秒。 (具體實例1 4 ) 具體貫例14之電解質14係藉著於Ec:DMC: HFE2 — 32 . Θ3 : 5之體積比例下混合HFE2與 E C及DMC之溶劑’於其中溶解iM (莫耳/公升） L i P Fe鋰鹽而製備。鋰離子於該電解質1 &中之擴散係 數藉P F G — NMR方法測量係爲2 2 X 1 〇_iQ米2/秒 〇 如前文所述’於電解質1 4中之擴散係數係較對照例 2高出1 0倍’即使該直鏈碳酸酯之種類改變時亦然，不 管該直鏈碳酸酯之種類爲何，該經氟化溶劑仍有效地操作 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (對照例3 ) 對照例3之電解質C係藉著混合作爲有機溶劑而體積 比例爲PC : DME = 30 : 70之碳酸丙二酯（以下稱 爲PC)及二甲氧基乙烷（以下稱爲DME)，其中溶解 1 . 5M (莫耳/公升）L i S〇3CF3鋰鹽而製備。鋰 離子於該電解質C中之擴散係數藉P F G - NMR方法測 量爲2Xl〇-1Q米2/秒。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -22- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472412 A7 ---- B7 五、發明説明（） 20 (具體實例1 5 ) 具體實例1 5之電解質1 5係藉著於PC : DME : HFE2 = 32 : 63 : 5之體積比例下混合HFE2與 PC及DME之溶劑，於其中溶解1.5M(莫耳/公升 )L i S〇3CF3鋰鹽而製備。鋰離子於該電解質1 5中 之擴散係數藉P F G — NMR方法測量係爲1 7 X 1 0 — 1 Q 米 2 / 秒。 如前文所述，於電解質1 5中之擴散係數係較對照例 3高出8倍，即使該溶劑及承載電解質之種類改變時亦然 ’不管該溶劑及承載電解質之種類爲何，該經氟化溶劑仍 有效地操作。 如前文所述，該經氟化溶劑之有效混合對於非水性電 解質系統極爲明顯，其係廣泛使用於鋰原電池。 (使用四級鑰鹽作爲該承載電解質之非水電解質） (對照例4 ) 對照例4之電解質D係使用P C作爲有機溶劑，於其 中溶解0.6M(莫耳/公升）作爲四級鎗鹽之四氟硼酸 四乙基銨（E t ) 4NBF4而製備。銨離子於該電解質D 中之擴散係數以PGF-NMR方法測量爲7x10-1〇 米2 /秒。 (具體實例1 6 ) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I 裝 II I訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫Λ) -23- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製· 4?2412 A7 -------B7____ 五、發明説明（） 21 具體實例1 6之電解質1 6係使用pc : DEC : EOFPA (HCF2 (CF2) aCOOEt) = 85 : l〇 : 5之混贪物作爲溶劑’並於其中溶解〇 . 6M (莫 耳/公升）（E t ) 4NBF4而製備。銨離子於電解質 1 6中之擴散係數以P F G — NMR方法測量係爲1 2 X 1 0 — 1 ◦米 2 / 秒。. 與對照例4比較之下，該移動離子於該電解質1 6中 之擴散係數係增加5 X 1 0_1°米2/秒。顯然，即使移動 離子係爲銨離子’仍因混合該經氟化溶劑而增加擴散係數 (具體實例1 7 ) 具體實例1 7之電解質1 7係使用PC : DEC : I 〇 F P ( H C F 2 ( CF2)3CH2I)=85:10: 5之混合物作爲溶劑，並於其中溶解〇 . 6 Μ (莫耳/公 升）（Et)4NBF4而製備。銨離子於電解質17中之 擴散係數以P F G — N M R方法測量係爲1 3 X 1 〇 _ 1 D 米2 /秒。 與對照例4比較之下，該移動離子於該電解質1 7中 之擴散係數係增加6 X 1 0 _ 1 01米2 /秒。 (具體實例1 8 ) 具體實例1 8之電解質1 8係使用P C : D E C : T F H F 0 (FC (CFs) 2 (CF2) 4CF(CF3) 2 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 裝------?τ------0 f請先閲讀背面之注意事項再填窝*0 -24- 472412 Α7 Β7 五、發明説明（） 22 )=85 : 10 : 5之混合物作爲溶劑，並於其中溶解 0 . 6M (莫耳/公升）（E t ) 4NBF4而製備。鏡離 子於電解質1 8中之擴散係數以PFG — NMR方法、測里 係爲1 4 X 1 0 _ 1 °米2/秒。 與對照例4比較之下，該移動離子於該電解質1 8中 之擴散係數係增加7 X 1 〇 — 1。米2/秒。 (具體實例1 9 ) 具體實例19之電解質19係使用PC : DEC : FPME (H (CF2) 2OCH3) = 85 : 1〇 : 5 之 混合物作爲溶劑’並於其中溶解〇 . 6M (莫耳/公升） (E t ) 4NBF4而製備。銨離子於電解質1 9中之擴散 係數以P F G — N M R方法測量係爲1 8 X 1 0 - 1 D米2 / 秒。 與對照例4比較之下’該移動離子於該電解質1 9中 之擴散係數係增加1 1 x 1 〇_1°米2/秒。即使與具體實 例1 8比較，該移動離子於該電解質1 9中之擴散係數係 增加4 X 1 0 — 1 13米2 /秒。如前文所說明，該擴散係數係 因使用經氟化醚而進一步增高。 (具體實例2 0 ) 具體實例20之電解質20係使用PC:DEC: HFPME (CF3CHFCF2〇CH3) =8 5 : 10 :5之混合物作爲溶劑’並於其中溶解〇 . 6 Μ (莫耳/ 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） --—----I m^i In tm 1^1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫4頁) 、τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製_ -25- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472412 Δ7 Α7 Β7 五、發明説明（） 23 公升）（E t ) 4NB F 4而製備。鏡離子於電解質2〇.中 之擴散係數以P F G - N M R方法測量係爲2丄X 1 0 — 1。米 2 / 秒。 與對照例4比較之下’該移動離子於該電解質2 〇中 之擴散係數係增加1 4 X 1 0 — 1。米2/秒。即使與具體實 例1 9比較，該移動離子於該電解質2 0中之擴散係數係 增加3 X 1 0 1 Q米2/秒。如前文所說明，該擴散係數係 因使用該經氟化院基末端具有C F 3 -分枝鏈之結構的經氧 化烷基而進一步增高。 (具體實例2 1 ) 具體實例2 1之電解質2 1係使用PC : DEC : HFEI (FC (CF3) 2CF2OCH3) = 85 ： ]_〇 :5之混合物作爲溶劑，並於其中溶解〇 . 6 Μ (莫耳/ 公升）（Et)4NBF4而製備。銨離子於電解質2 1中 之擴散係數以P F G _ N M R方法測量係爲2 4 X 1 0 — 1 Q 米 2 / 秒。 與對照例4比較之下，該移動離子於該電解質2 1中 之擴散係數係增加1 7 X 1 0 _ 1。米2/秒。如前文所說明 ’效果係因使用全氟烷基烷基醚而進一步增高。 (具體實例2 2 ) 經氟化溶劑H F Ε 1——藉著混合體積比爲H f E工 :HFEN (CF3 (CF2) OCH3) = 80 : 2〇 而 本i張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21 OX297公釐） ' I---------^------1Τ------i (請先閲讀背面之注意事項再填«Λ) -26- 472412 Α7 Α7 ______Β7 _ _ 五、發明説明（） 24 製備一 一作爲溶劑。該溶劑再與體積比爲？（：：〇£(：·· HFE1 = 85 : 10 : 5之PC及DEC混合，於其中 ----------裝— (請先聞讀背面之注意事項再填寫.：¾ ) 溶解0 . 6M (莫耳/公升）（E t ) 4NBF4而製備具 體實例2 2之電解質2 2。銨離子於電解質2 2中之擴散 係數以P F G — N M R方法測量係爲2 7 X 1 0 — 1 °米/ 秒。 如前文所說明，離子之擴散係數因使用具有分枝鏈結 構之氟烷基醚與具有直鏈結構之氟烷基醚的混合物而增加 (具體實例2 3 )
經氟化溶劑HFE2 - _藉著混合體積比爲HFE I :HFEN = 6 0 : 4 0而製備--作爲溶劑。該溶劑再 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 與體積比爲 PC.:DEC:HFE2 = 85 : 10 : 5 之 PC及DEC混合’於其中溶解〇 · 6M (莫耳/公升） (E t ) 4NBF4而製備具體實例2 3之電解質2 3。銨 離子於電解質2 3中之擴散係數以PFG — NMR方法測 量係爲2 9 X 1 〇-1 ◦米/秒。 如前文所說明，離子之擴散係數變成較具體實例2 2 高出2x 1 0—1。米2/秒。離子之擴散係數因調整 H F E I與H F Έ N之混合比而增加。 (具體實例2 4 )
經氟化溶劑HFE3—-藉著混合體積比爲HFEI 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -27- 472412 A7 _B7五、發明説明（） 25 :HFEN = 4 0 : 6 0而製備一—作爲溶劑。該溶劑再 與體積比爲 PC : DEC : HFE3 二 85 : 1〇 : 5 之 PC及DEC混合，於其中溶解〇 · 6M (莫耳/公升） (E t ) 4NB F 4而製備具體實例2 4之電解質2 4。錶 離子於電解質2 4中之擴散係數以P. F G ~ N M R方法測 量係爲2 5 X 1 0 _ 1 °米/秒。 如前文所說明，離子之擴散係數變成較具體實例2 1 高出lx 1 0 — 1 ◦米2/秒。當該HFE I於約略HFE I :HFEN=60 : 40體積比下與HFEN混合時，離 子之擴散係數的增加效果最高。 質 解} — 電 5 例 物例照 合照對 聚對 5 物 合 聚 之 C Μ D C Ε 於 著 藉 係 Ε 質 解 聚 5 與 · 劑 1 溶解 機溶 有中 合其 混於 下並 比， 量 } 重 F ο D 3 V • _ Ρ ο 爲 5 稱 :下 ο 以 2 ( li 烯 F 乙 D氟 V 二 Ρ 偏 — 11— — — — ^^— — — — I .^1 n n I— I I I (請先閲讀背面之注意事項再填寫>) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 照 G 對 F ο Ρ 備藉 製數 而係 I 散。 S 擴秒 F 之 \ Τ 中： 1 Ε 1 L 質 1 之解G 鹽電 1 鋰物X 爲合 2 作聚爲 )該量 升於測 公子法 \ 離方 耳鋰 R 莫中 Μ (5 Ν Μ 例一 米 C Ε 於 著 藉 係 2 質 解 電 物 合 聚 之 \1/ 5 5 2 2 例 例實 實體 體具 具 5 F : 〇 5 Ε 4 ( :劑 ο 溶 2 化 II 氟 F 經 D 、 V劑 Ρ 溶 :機 Α 有 P 該 F 合 ο 混 E 下 C 比 Μ 量 D 重 3 ο 張 ,一紙 本
Ns 6|ί 標 I家 國 國 |中 一用 一適 28 472412 Α7 Β7 五、發明説明（） 26 HCF2 (cf2) 3C〇〇E t )及PVDF ，並於其中 溶解1，5M (莫耳/公升）L i TFS I鋰鹽而製備。 鋰離子於該聚合物電解質2 5中之擴散係數藉p F G -N M R方法測量係爲4 X 1 〇 - : 1米2 /秒。 如前文所說明’增加擴散係數之效果係藉著將該經氟 化溶劑混合於該聚合物電解質中而達成。 (具體實例26) 具體實例2 6之聚合物電解質2 6係藉著於E C : DMC: i〇fP:PVDF = 20:45:5:30 重 量比例下混合該有機溶劑、經氟化溶劑（I 〇 jr P : HCF2 (CF2) 3CH2I)及PVDF，並於其中溶解 1 . 5M (莫耳/公升）L i TFS I鋰鹽而製備。鋰離 子於該聚合物電解質2 6中之擴散係數藉PFG — NMR 方法測量係爲5 X 1 0 _ 1 1米2 /秒。 如前文所說明，增加擴散係數之效果係藉著將該經氟 化溶劑混合於該聚合物電解質中而達成。 (具體實例2 7 ) 具體實例2 7之聚合物電解質2 7係藉著於E C : DMC : TFHFO: PVDF = 20 : 45 __ 5 : 30 重量比例下混合該有機溶劑、經氟化溶劑（T F Η_ F 0 : F C (CF3) 2 (CF2) 4 (CF3) 2CF)及 PVDF，並於其中溶解1 . 5Μ (莫耳/公升） 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Μ規格（210X297公釐） ----------裝-- (請先聞讀背面之注意事項再填寫：只) 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -29- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472412 A7 __ B7 五、發明説明（） 27 L i TF S I鋰鹽而製備。鋰離子於該聚合物電解質2 7 中之擴散係數藉P F G — N M R方法測量係爲6 X 1 0 — 1 1 米 2 / 秒。. 聚合物電解質之擴散係數係由具體實例2 6之電解質 增加1x10 — 11米2/秒。 (具體實例2 8 ) 具體實例2 8之聚合物電解質2 8係藉著於E C : DMC：TFHFO： PVDF = 20 ： 45 ： 5 : 30 重量比例下混合該有機溶劑、經氟化溶劑（T F H F 0 : FC (CF3) 2 (CF2) 4 (CFs) 2CF)及 PVDF，並於其中溶解1 . 5M (莫耳/公升） L i TF S I鋰鹽而製備。鋰離子於該聚合物電解質2 8 中之擴散係數藉P F G — N M R方法測量係爲8 X 1 0 -1 1 米 2 / 秒。 聚合物電解質之擴散係數係由具體實例2 7之電解質 增加2 X 1 0 — 11米2/秒。 (具體實例2 9 ) 具體實例2 9之聚合物電解質2 9係藉著於E C : DMC : HFPME : PVDF = 2〇 : 45 : 5 : 30 重量比例下混合該有機溶劑、經氟化溶劑（H F Ρ Μ E : CF 3CHF CF 2OCH3)及PVDF，並於其中溶解 1 · 5M (莫耳/公升）L i TFS I鋰鹽而製備。鋰離 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) I i I I I I I 裝—— I I I I 訂— — I 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫/¾) 30- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製Μ 472412 Α7 Β7 五、發明説明（） 28 子於該聚合物電解質2 9中之擴散係數藉PFG-NMR 方法測量係爲1 1 X 1 〇 — 1 1米2/秒。 聚合物電解質之擴散係數係由具體實例2 8之電解質 增加3 X 1 0 — 1 1米2 /秒。該擴散係數可藉著使用經氟化 醚作爲該經氟化溶劑而進一步增高。 (具體實例3 0 ) 具體實例3 0之聚合物電解質3 0係藉著於E C : DMC:HFEI :PVDF = 20:45:5:30 重 量比例下混合該有機溶劑、經氟化溶劑（H F E I : FC (CF3) CF2〇CH3)及 PVDF，並於其中溶 解1.5M (莫耳/公升）LiTFSI鋰鹽而製備。鋰 離子於該聚合物電解質3 0中之擴散係數藉P F G -N M R方法測量係爲15xl0_11米2/秒。 聚合物電解質3 0之擴散係數係由具體實例2 9之電 解質增加4 X 1 0 — 1 1米2 /秒。該擴散係數可藉著使用具 有C F 3分枝鏈之全氟烷基醚作爲經氟化烷基鏈而進一步 增高。 (具體實例3 1 ) 具體實例3 1之聚合物電解質3 1係藉著於E C : DMC:HFE2 : PVDF = 1 5: 50 : 5 : 30 重 量比例下混合該有機溶劑、經氟化溶劑H F E 2 (藉著混 合HFE I : HFEN=60 : 40 之HFE I 與Η 本紙張从適用中國國家標準（CNS ) Α4胁（210X297公釐) ' -31 - ----------^.—-----、訂------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫乂) 472412 A7 B7 五、發明説明（） 一 " 29 FEN而製得）及PVDF，並於其中溶解1 . 5M (莫 耳/公升）L i TF S I鋰鹽而製備。鋰離子於該聚合物 電解質31中之擴散係數藉PFG-NMR方法測量係爲 1 7x 1 0 一 11 米 2 /秒。 聚合物電解質3 1之擴散係數係由具體實例3 0之電 解質增加2 X 1 0—11米2/秒。該擴散係數可藉著使用具 有分枝鏈結構之氟化醚與具有直鏈結構之赢化醚之混合物 而進一步增高。 (具體實例3 2 ) 具體實例3 2之聚合物電解質3 2係藉著於E C : DMC ：HFE2 ·· PVDF = 15 ： 45 ： 10:30 重量比例下混合該有機溶劑、經氟化溶劑H F E 2及 PVD.F，並於其中溶解1 . 5Μ (莫耳/公升） L i TF S I鋰鹽而製備。鋰離子於該聚合物電解質3 2 中之擴散係數藉P F G-NMR方法測量係爲1 9 X 1 0 — 1 1 米 2 / 秒。 聚合物電解質3 2之擴散係數係由具體實例3 1之電 解質增加2 X 1 0 _ 1 1米2/秒。 (具體實例3 3 ) 具體實例3 3之聚合物電解質3.3係藉著於E C : DMC:HFE2:PVDF = l〇:45: 15:3〇 重量比例下混合該有機溶劑、經氟化溶劑H F E 2及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ' ----------€------,玎------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -32- 472412 A7 B7 五、發明説明（） 30 PVDF，並於其中溶解1 . 5M (莫耳/公升）
L i TFS I鋰鹽而製備。鋰離子於該聚合物電解質33 中之擴散係數藉P F G — NMR方法測量係爲2 2 X 1 0 _ 1 1 米 2 / 秒。 聚合物電解質3 3之擴散係數係由具體實例3 2之電 解質增加3x1 0_11米2/秒。 (具體實例3 4 ) 具體實例3 4之聚合物電解質3 4係藉著於E C : DMC:HFE2:PVDF=10:40:20:30 重量比例下混合該有機溶劑、經氟化溶劑H F E 2及 PVDF，並於其中溶解1 . 5Μ (莫耳/公升） L i TFS I鋰鹽而製備。鋰離子於該聚合物電解質34 中之擴散係數藉P F G-NMR方法測量係爲2 0 X 1 0 Μ 1 米 2 / 秒。 聚合物電解質3 4之擴散係數係由具體實例3 2之電 解質增加lxlO-11米2/秒。若爲HFE2，則約15 重量百分比之濃度可得到最大效果。 (鋰原電池） (對照例6 ) 製備具有圖1所示結構之硬幣型鋰原電池’評估該電 池於低溫下之放電性能。用於對照之對照例6的電池F係 藉以下步驟製備。使用二氧化錳作爲正電極活性物質；碳 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐〉 0¾ (請先閲讀背面之注意事項再填寫/¾) 、τ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -33- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472412 at B7 五、發明説明（） 31 粉作爲導電性輔助劑；聚偏二氟乙烯（P V D F )作爲黏 合劑；此等物質係於Mn02 :碳粉：PVDF = 85 : 8 : 7比例下混合；正極4係藉著壓製將該混合物製成碟 形，並於2 5 0°C下燒結而製備；而正電極係藉著將該正 極4夾於正極集極5而製備。負電極2係藉著將鋰捲板切 成特定尺寸而製備。之後，藉著使1M (莫耳/公升） L i S〇3CF3溶於PC中而製備電解質，該電解質滲透 於由聚丙烯所製之分隔板中。該正電極係嵌入正罐6中， 使得正極集極5與該正電極罐接觸；其中滲透有電解質之 分隔板3嵌於其上；負電極2係嵌於其上；負電極蓋1係 置於其上；而該硬幣型鋰原電池係藉著將該負電極蓋1卡 入該正電極罐6。正罐6與負蓋1間之氣密性係藉由聚丙 烯所製之墊片7確認。 電池F於0 °C下之放電時間t係於3 0仟歐姆電阻連 接於其末端之間時測量，而該電池係使用固定電流放電， 直至電壓達到2伏特。該電池F之放電時間係爲2 0 0 0 小時。 (具體實例3 5 ) · 具體實例3 5之電解質3 5係藉著於P C : EOFPA = 9 5 : 5體積比下混合PC及 EOFPA (HCF2 (CFa) aGOOEt)，並於其 中溶解1M (莫耳/公升）L i S〇3CF.3而製備。具體 實例3 5之電池3 5係使用電解質3 5藉著與對照例6相 ^紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐) ----------^----------tr------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本f) -34- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472412 A7 ___ B7 五、發明説明（） 32 同之方法製造。該電池3 5於〇〇c下之放電時間係爲 2 1 0 〇小時。具體實例之電池3 5——其電解質含有作 爲經氟化溶劑之E 0F PA——於Ot下具有較其中電解 質不含經氟化溶劑之對照例6之電池F長1 0 0小時的放 電時間。 (具體實例3 6 ) 具體實例3 6之電解質3 6係藉著於PC : I OFP =95:5體積比下混合PC及 I〇FP(HCF2(CF2)3CH2I)，並於其中溶解 1M (莫耳/公升）L i S〇3CF3而製備。具體實例 3 6之電池3 6係使用電解質3 6藉著與對照例6相同之 方法製造。該電池3 6於Ot下之放電時間係爲2 1 5 0 小時。具體實例之電池3 6 - -其電解質含有作爲經氟化 溶劑之I 0 F P — -於0°C下具有較其中電解質不含經氟 化溶劑之對照例6之電池F長1 5 0小時的放電時間。 (具體實例3 7 ) . 具體實例3 7之電解質3 7係藉著於P C : TFHFO=95:5體積比下混合PC及 TFHFO (FC ( C F a ) 2 ( C F 2 ) 4 ( C F 3 ) 2 C F )，並於其中溶解1M (莫耳/公升）L i S〇3CF3而 製備。具體實例3 7之電池3 7係使用電解質3 7藉著與 對照例6相同之方法製造。該電池3 7於0°C下之放電時 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------^----'—、玎------0 (請先閱讀背面之注意事項再填窯 X) •35- 472412 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（） 33 間係爲2 1 8 0小時。具體實例之電池3 7 -—其電解質 含有作爲經氟化溶劑之T F H F 0 — _於〇°C下具有較其 中電解質不含經氟化溶劑之對照例6之電池F長1 8 0小 時的放電時間。 如前文所述，於0 °c下之放電時間可藉著將具有其經 氟化烷基末端不對稱之結構的經氟化溶劑混合於該電解質 中而增長，唯其視該分子中之官能基種類而定。 (具體實例3 8 ) 具體實例38之電解質38係藉著於PC:FPME =9 5 : 5體積比下混合PC及 FPME (H (CF2) 2OCH3)，並於其中溶解 1M (莫耳/公升）L i S〇3CF3而製備。具體實例38之 電池3 8係使用電解質3 8藉著與對照例6相同之方法製 造。該電池3 8於Ot下之放電時間係爲2 2 0 0小時。 具體實例之電池3 8——其電解質含有作爲經氟化溶劑之 FPME——於0°C下具有較其中電解質不含經氟化溶劑 之對照例6之電池F長2 0 0小時的放電時間。 此外，與具體實例3 5 — 3 7之電池比較之下，放電 時間變長2 0 — 1 0 〇小時’若使用醚作爲該經氟化溶劑 之結構，則該項優點更明顯。 (具體實例3 9 ) 具體實例3 9之電解質3 9係藉著於P C : 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ' I II I 裝— _II I 訂— I I I 線 (請先聞讀背面之注意事項再填寫.貪) -36- 472412 at B7 五、發明説明（） 34 (請先閲讀背面之注意事項再填寫/1¾ ) HFPME = 9 5 : 5體積比下混合PC及 HFPME (CF3CHFCF2〇 C η 3 ) ’並於其中溶 解1M (莫耳/公升）L i S〇3CF3而製備。具體實例 3 9之電池3 9係使用電解質3 9藉著與對照例6相同之 方法製造。該電池3 9於〇°C下之放電時間係爲2 2 3 0 小時。具體實例之電池3 9——其電解質含有作爲經氟化 溶劑之HF PME - 一於0°C下具有較其中電解質不含經 氟化溶劑之對照例6之電池F長2 3 0小時的放電時間。 此外，與具體實例3 8之電池比較之下，放電時間變 長3 0小時，若使用其結構係該經氟化烷基之末端具有 C F 3之經氟化溶劑，則該項優點更明顯。 (具體實例4 0 ) 具體實例4 0之電解質40係藉著於PC : HFE I =9 5 : 5體積比下混合PC及 HFEI (FC(CF3)2CF2〇CH3)，並於其中溶 解1M (莫耳/公升）L i S〇3CF3而製備。具體實例 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製. 4 0之電池4 0係使用電解質4 0藉著與對照例6相同之 方法製造。該電池4 0於0°C下之放電時間係爲2 2 5 0 小時。具體實例之電池4 0——其電解質含有作爲經氟化 溶劑之HF E I——於0°C下具有較其中電解質不含經氟 化溶劑之對照例6之電池F長2 5 0小時的放電時間。 此外，與具體實例3 9之電池比較之下，放電時間變 長2 0小時，若使用全氟烷基作爲該經氟化醚之經氟化烷 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ' A7 B7 472412 五、發明説明（） 35 基鏈，其結構爲該經氟化烷基末端具有C F 3基團，則該項 優點更明顯。 (具體實例4 1 ) 具體實例41之電解質41係藉著於PC:HFEI =9 5 : 5體積比下混合P C及 HFEI (FC (CFa) 2CF2OCH3)，並於其中溶 解1M (莫耳/公升）L i S〇3CF3而製備。具體實例 4 1之電池4 1係使用電解質4 1藉著與對照例6相同之 方法製造。該電池4 1於Ot下之放電時間係爲2 2 8 0 小時。具體實例之電池4 1 - 一其電解質含有作爲經氟化 溶劑之HF PME——於0°C下具有較其中電解質不含經 氟化溶劑之對照例6之電池F長2 8 0小時的放電時間。 此外，與具體實例4 0之電池比較之下，放電時間變 長3 0小時，若使用具有直鏈結構之經氟化醚溶劑與具有 分枝鏈結構之經氟化醚的混合物，則該項優點更明顯。 (鋰二次電池） (對照例7 ) 爲了比較電池性能，藉以下步驟製備具有圖2所示之 結構的圓筒型鋰二次電池。使用人工石墨（中間相微珠粒 )作爲負電極活性材料；使用聚偏二氟乙烯（P V D F ) 作爲黏合劑；此等材料係於人工石墨：P V D F = 9 1 : 9的比例下混合；該混合物溶解於溶劑N -甲基吡咯啉酮 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） I— (請先閱讀背面之注意事項再填寫..：X ) 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -38- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472412 A7 B7 五、發明説明（） 36 (以下稱爲Ν Μ P );藉著捏和該混合物得到糊漿。該糊 漿施加於銅箔之兩側面上，其係作爲負電極集極8，而藉 著乾燥、加熱、壓製、及真空乾燥所施加之糊漿，而於該 負電極集極8兩側面形成負極9。使用鈷酸鋰作爲正電極 活性材料；石墨碳作爲導電劑；Ρ V D F作爲黏合劑；此 等材料係於鈷酸鋰：石墨碳=85:7:8之比例下混合 ;該混合物係溶解於Ν Μ Ρ溶劑中；藉著捏和該混合物而 得到正電極材料之糊漿。該糊漿施加於鋁箔之兩側面平面 ，其係作爲正電極集極1 0，該正電極係藉由乾燥、加熱 、壓製、及真空乾燥所施加之糊漿，而於該正電極集極 1 0之兩側面上形成正電極層1 1 。該負電極導線1 3及 該正電極導線1 4 --由鎳箔製得- 一係個別藉由電焊接 而固定於該負電極及該正電極未施加之部分上。此等導線 經由分隔板1 2捲繞，最外層之分隔板係藉膠帶固定，以 形成電極組。 該電極組係嵌入由不銹鋼製成之外容器1 7中，使得 該負電極1 3係經由絕緣用之聚丙烯所製之絕緣體1 5而 位於容器1 7底部。該負電極導線1 3係藉電焊接以固定 於外容器1 7底部，而形成負電極電路。該正電極導線 1 4係經由正電極絕緣體1 6電焊於該正電極蓋1 9。 提供於對照例7之圓筒型鋰二次電池G係藉著經由開 口注射約4毫升對照例1之電解質A ( E C : D M C = 33 : 67，LiPF6=lM)於該負電極外容器17內 ，並機械性地將該正電極蓋1 9套蓋於負電極外容器1 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ----------^------'訂------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫/ ' 〇 -39- A7 B7 472412 五、發明説明（） 37 而製得。 使用電池G ’測量於0 °C下之放電容量。充電條件係 爲固定電流一固定電壓系統，該固定電池係爲1 . 6A， 該固定電壓係設定於4 . 2 V ’充電終止條件係爲2 0 mA。放電條件係設定於1.6A固定電流放電。該電池 G於前述條件下之放電容量係爲1 2 1 8mA h ° (具體實例4 2 ) 藉著與對照例7相同之方法使用具體實例1製備之電 解質1製造具體實例42之電池42 (EC : DMC : EOFPA (HCF2 (CF2) aCOOEt) = 32 ： 63 : 5體積百分比，LiPF6=lM)。該電池42於 0 °C下之放電容量係爲1 2 3 0 m A h。此値較對照例7 中電解質不含有末端具有不對稱經氟化烷基之經氟化溶劑 之電池G大1 2mAh，顯示出混合與本發明化學結構有 關之經氟化溶劑的優點。 (具體實例4 3 ) 藉著與對照例7相同之方法使用具體實例2製備之電 解質2製造具體實例43之電池43(EC:DMC: IOFP (HCF2(CF2)3CH2I) = 32 : 63 : 5體積百分比，L i PF6=1M)。該電池43於〇°C下 之放電容量係爲1 2 3 5 m A h。此値較對照例7之電池 G大1 7 mAh，確定鹵化烷具有與具體實例4 2相同之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ~ --" -40- I---------^------^--1T------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫才負) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472412 A7 B7 五、發明説明（） 38 優點。 (具體實例4 4 ) 藉著與對照例7相同之方法使用具體實例3製備之電 解質3製造具體實例44之電池44 (Ec : DMC : TFHFO ( F C (CF3) 2(CF2) 4 (cFs) 2CF )=32:63:5體積百分比，LiPF6=lM)。該 電池4 4於0°C下之放電容量係爲1 2 3 8mA上。此値 較對照例7之電池G大2 OmAh ’確定使用不具有官能 基之全鹵化烷具有改善低溫負載性能的優點。 根據前述具體實例4 2 - 4 3 ’顯示低溫下之放電容 量可藉著混合作爲溶劑而結構中經氟化烷基末端不對稱之 經氟化溶劑與該電解質而改善。該優點已證實係爲藉著混 合具有本發明具體實例1 _ 3 (另外具體實例4 — 1 5 ) 所示之化學結構之經氟化溶劑而增加鋰離子之擴散係數的 效果。 (具體實例4 5 ) - 藉著與對照例7相同之方法使用具體實例4製備之電 解質4製造具體實例45之電池45 (EC : DMC : FPME (H (CF2) 2〇CH3) = 32 : 63 : 5 體 積百分比，L i PF6=1M)。該電池45於0°C下之放 電容量係爲1 2 4 5mAh。此値較對照例7之電池G大 28mAh，個別較前述具體實例42 — 44大15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 裝 . ϋ I 訂 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫".乂) -41 - 472412 A7 B7 五、發明説明（） 39 mAh、1 OmAh及7mAh。顯然低溫放電容量可藉 著使用具有與F Ρ Μ E相同之醚結構的經氟化溶劑而進一 ----------等 (請先閲讀背面之注意事項再填寫4. 步改善。 (具體實例4 6 ) 訂 藉著與對照例7相同之方法使用具體實例5製備之電 解質5製造具體實例46之電池46 (EC = DMC : HFPME (CFaCHFCFaOCHa) = 32 ： 63 :5體積百分比，L i PF6=1M)。該電池45於0°C 下之放電容量係爲1 2 7 OmAh。此値較對照例7之電 池G大5 2mAh，較前述具體實例45大1 5mAh。 顯然低溫放電容量可藉著使用具有不對稱經氟化末端及 C F 3基團之化合物諸如HF PME而進一步改善。 .線 (具體實例4 7 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 藉著與對照例7相同之方法使用具體實例6製備之電 解質6製造具體實例47之電池47 (EC : DMC : HFEI (FC (CFs) 2CF2OCH3) = 32 ： 63 :5體積百分比，L i PF6=1M)。該電池47於0°C 下之放電容量係爲1 2 8 OmAh。此値較對照例7之電 池G大6 2mAh，較前述具體實例4 6大1 OmAh。 (具體實例4 8 ) 藉著與對照例7相同之方法使用具體實例7製備之電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐） -42- 472412 A7 B7 五、發明説明（） 40 解質7使用HFE1——於HFE I : HFEN=80 : 20體積比下混合HFEI與 HFEN (CF3 (CF2) OCH3)而製得——製造具 體實例 48 之電池 48 (EC : DMC : HFE1 = 32 :63 : 5體積百分比，LiPF6=lM)。該電池4 8 於0 °C下之放電容量係爲1 2 8 0 m A h。此値較對照例 7之電池G大8 2mAh，較前述具體實例4 7大2 0 mAh。 如前文所述，低溫放電容量可藉著使用經氟化烷末端 具有直鏈結構之氟化醚與經氟化烷末端具有分枝鏈結構之 氟化醚的混合物而進一步改善。 (具體實例4 9 ) 藉著與對照例7相同之方法使用具體實例8製備之電 解質8使用HFE2——於HFE I : HFEN = 60 : 4 0體積比下混合H F E I與H F E N而製得一一製造具 體實例 49 之電池 49 (EC : DMC : HFE2 = 32 :63 : 5體積百分比’ LiPF6=lM)。該電池49 於0。(：下之放電容量係爲1 3 3 0 m A h。此値較對照例 7之電池〇大112111厶11’較前述具體實例4 8大3〇 mAh。 如前文所述’低溫放電容量可藉著調整經氛化院末端 具有直鏈結構之氟化醚與經氟化烷末端具有分枝鏈結構之 氟化醚的混合比例而進一步改善。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫」 裝· 訂 經濟部智慧財產局員工消资合作社印製 -43- A7 B7 ^2412 i、發明説明（） 41 (具體實例5 Ο ) (請先閱讀背面之注項再填寫方美) 藉著與對照例7相同之方法使用具體實例9製備之電 解質9使用HFE3——於HFEI :HFEN = 40: 60體積比下混合HFE I與HFEN而製得——製造具 體實例50之電池50(EC:DMC:HFE3=32 :63 : 5體積百分比’ LiPF6=lM)。該電池49 於0 °C下之放電容量係爲1 3 2 0 m A h。此値較對照例 7之電池G大1 0 2mAh。 (具體實例5 1 ) 藉著與對照例7相同之方法使用具體實例1〇製備之 電解質1 0使用HFE2——於HFE I : HFEN = 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6 0 : 40體積比下混合HFE I與HFEN而製得—— 製造具體實例51之電池51 (EC:DMC:HFE2 =30 : 60 : 10 體積百分比，LiPF6=1M)。該 電池5 1於0°C下之放電容量係爲1 3 5 OmAh。此値 較對照例7之電池G大1 3 2mAh ’個別較前述具體實 例 47 — 50 大 70mAh、5〇mAh、20mAh、 3 0 m A h。低溫放電容量可藉著調整該經氟化溶劑於該 電解質中之混合量而進一步改善。 (具體實例5 2 ) 藉著與對照例7相同之方法使用具體實例11製備之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -44- 472412 A7 B7 五、發明説明（） 42 電解質11使用HFE2— —於HFEI :HFEN = 60:40體積比下混合HFEI與HFEN而製得__ 製造具體實例52之電池52 (EC : DMC : HFE2 =20 : 60 : 20 體積百分比，LiPF6=lM)。該 電池5 2於0 °C下之放電容量係爲1 3 3 0 m A h。此値 較對照例7之電池G大1 1 2 m A h。 (具體實例5 3 ) 藉著與對照例7相同之方法使用具體實例1 2製備之 電解質1 2使用HFE2 — -於HFE I : HFEN = 60 : 40體積比下混合HFE I與HFEN而製得—— 製造具體實例53之電池53 (EC : DMC : HFE2 =10 : 60 : 30 體積百分比，LiPF6=lM)。該 電池5 3於0 ΐ：下之放電容量係爲1 3 1 0 m A h。此値 較對照例7之電池G大9 2 m A h。 (具體實例5 4 ) 藉著與對照例7相同之方法使用具體實例1 3製備之 電解質13使用HFE2 ——於HFEI :HFEN = 60 : 40體積比下混合HFE I與HFEN而製得—— 製造具體實例53之電池53(EC:DMC:HFE2 =10 : 50 : 40 體積百分比，LiPF6=lM)。該 電池5 3於0°C下之放電容量係爲1 3 0 5mAh。此値 較對照例7之電池G大8 7 m A h。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------t.------?τ------0 (請先閱讀背面之注意事項再填寫.〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -45- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472412 at B7 五、發明説明（） 43 根據前述具體實例5 0 — 5 4，低溫放電容量可藉著 調整H F E於電解質中之混合量而進一步改善。若爲 HFE，則當該電解質中HFE混合量約爲5 — 20體積 百分比範圍內時，其性能增加效果明顯。 (具體實例5 5 ) 電解質5 5係藉著混合2重量百分比之二甲基伸乙烯 基碳酸酯（以下稱爲DMVC )與該電解質8而製備，具 體實例5 5之電池5 5係藉著與對照例7相同之方法使用 電解質5 5製造。該電池5 2於〇°C下之放電容量係爲 1 3 6 0 m A h。此値較對照例7之電池G高於1 4 2 mA h，而較具體實例4 2 — 4 5之電池中的任一種都局 〇 如前文所述，低溫放電容量係藉著於經氟化溶劑之外 另外添加含有雙鍵之溶劑，而大幅改善。 (具體實例5 6 ) 電解質5 6係藉著混合2重量百分比之伸乙烯基碳酸 酯（以下稱爲V C )與該電解質8而製備，具體實例5 6 之電池5 6係藉著與對照例7相同之方法使用電解質5 6 製造。該電池5 6於0°C下之放電容量係爲1 3 6 5 m A h。此値較對照例7之電池G高於1 4 7 m A h ’而 較具體實例5 5之電池5 5的値高5mAh。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------參------1T------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫 K) -46 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472412 at B7 五、發明説明（） 44 (具體實例5 7 ) 電解質5 7係藉著混合2重量百分比之碳酸氯乙二酯 (以下稱爲C I E C )與該電解質8而製備，具體實例 5 7之電池5 7係藉著與對照例7相同之方法使用電解質 5 7製造。該電池5 7於0°C下之放電容量係爲1 3 6 8 mAh。此値較對照例7之電池G高於1 5〇mAh，而 較具體實例5 6之電池5 6的値高3mAh。 如前文所述，顯然低溫下之放電容量係藉著添加該經 氟化溶劑於該電解質中而進一步改善，即使使用於原始電 荷下與該負電極材料之反應性高的溶劑時亦然。 (具體實例5 8 ) 電解質5 8係藉著混合2重量百分比之亞硫酸乙二酯 (以下稱爲E S )與該電解質8而製備，具體實例5 8之 電池5 8係藉著與對照例7相同之方法使用電解質5 8製 造。該電池5 8於〇°C下之放電容量係爲1 3 7 5mAh 。此値較對照例7之電池G高於1 5 7 m A h，而較具體 實例57之電池57的値高.7mAh。 (具體實例5 9 ) 電解質5 9係藉著混合2重量百分比之亞硫酸二甲酯 (以下稱爲DMS )與該電解質8而製備，具體實例5 9 之電池5 9係藉著與對照例7相同之方法使用電解質5 9 製造。該電池59於0°C下之放電容量係爲1 380 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------餐--------1T------i (請先閲讀背面之注意事項再填寫本f ) -47- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472412 Α7 Β7 五、發明説明（） 45 mAh。此値較對照例7之電池G高於1 6 2 mAh，而 較具體實例58之電池58的値高5mAh。 如前文所述，使用混有經氟化溶劑之電解質的電池於 低溫下之放電容量藉由碳族材料而進一步增加。原因係爲 於充電操作期間由具體實例5 5 - 5 9所使用之材料形成 於該負電極表面上之離子可滲透膜具有促進鋰離子於電極 表面界面上於混有經氟化溶劑之電解質中之擴散係數的效 果。 對照例7、具體實例4 9及具體實例5 8於0 °C氛圍 中1 6 0 OmA固定電流放電之放電容量—放電電壓曲線 係列示於圖3。根據圖3，使用混合有本發明經氟化溶劑 之電解質的電池（具體實例4 9 )及使用混合有於負電極 上形成塗層之溶劑的電池（具體實例5 8 )具有較對照例 (對照例，7 )高之放電電壓，發現電容量及電力等性能大 幅改善。 (聚合物二次電池） (對照例8 ) 使用人工石墨（中間相微珠粒）作爲負電極活性材料 :使用P V D F作爲黏合劑；此等材料係於人工石墨： P V D F = 9 1 : 9的比例下混合；該混合物溶解於溶劑 Ν Μ P中；藉著捏和該混合物得到糊漿。該糊槳施加於銅 箱之兩側面上，其係作爲負電極集極8，而藉著乾燥、加 熱、壓製、及真空乾燥所施加之糊漿，而於該負電極集極 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > Α4规格（210X297公釐） ----------^—,—.—,訂------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫，/k) -48 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472412 at B7 五、發明説明（） 46 8兩側面形成負極9。此電池中，該電極係於形成電池時 重疊。因此，重疊之部分保持部分未施加部分，及導線外 接而保持未施加之部分。使用鈷酸鋰作爲正電極活性材料 ;石墨碳作爲導電劑；P V D F作爲黏合劑；此等材料係 於鈷酸鋰：石墨碳=8 5 : 7 : 8之比例下混合；該混合 物係溶解於Ν Μ P溶劑中；藉著捏和該混合物而得到正電 極材料之糊槳。該糊漿施加於鋁箔之兩側面平面，其係作 爲正電極集極1 0，該正電極係藉由乾燥、加熱、壓製、 及真空乾燥所施加之糊漿，而於該正電極集極1 0之兩側 面上形成正電極層11。未施加部分係與該負電極相同地 保持於該正電極上。對照例Ε之聚合物電解質Ε (於E C :DMC:PVDF=20:50:30之混合物中溶解 1 · 5M作爲鋰鹽之L i TFS I )滲透於由聚乙烯所製 而於加熱熔化條件中作爲分隔板的多孔薄膜中，以形成電 解質層。該電解質層夾置於該負電極--藉電焊接與正電 極導線1 4連接——及正電極--藉電焊接與正重量導線 1 4連接--之間，電極組係藉著於未施加部分重疊並層 壓而形成。該重量組係嵌入外容器2 0中，其係由包覆有 熔化鋁之聚丙烯所製，使得正電極及負電極兩者之導線的 一部分拉伸到外面，而對照例8之聚合物二次電池係藉著 使用熱壓黏合法密封導線末端側面而製造。 使用該聚合物二次電池8，測量於0 t下之放電容量 。充電條件係爲固定電流-固定電壓系統，該固定電流係 爲0 · 2安，固定電壓係設定於4 . 2V，而充電終止條 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 裝 訂 i 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫 〇 -49- 472412 A7 B7 五、發明説明（） 47 件係爲1 0 m A。放電條件係設定爲〇 . 4安之固定電流 放電。聚合物二次電池8之放電容量於前述條件下評估係 爲 2 8 0 m A h 〇 (具體實例6 Ο ) 具體實例6 0之聚合物二次電池6 0係藉著與對照例 8相同之方法使用具體實例2 5製備之電解質2 5製造（ L iTFS 1 = 1 . 5M溶於 EC : DMC : EOFPA (HCF2(CF2)3CO〇Et) ： P V D F = 2 0 ： 45 : 5 : 30之混合物中）。該電池60於0°C下之放 電容量係爲3 1 OmA h。此値較對照例8之聚合物二次 電池8之値大3 0 m A h，確認藉著混合具有經氟化烷基 鏈之經氟化溶劑--其末端結構係不對稱——於該電解質 中，可有改善低溫下之放電性能的優點。 (具體實例6 1 ) 具體實例61之聚合物二次電池61係藉著與對照例 8相同之方法使用具體實例2 6製備之電解質2 6作爲聚 合物電解質以製造（L i TF S I = 1 . 5M溶於EC : DMC: IOFP(HCF2(CF2)3CH2I)： PVDF = 20 : 45 : 5 : 30之混合物中）。該電池 6 1於0°C下之放電容量係爲3 1 2mAh。此値較對照 例8之聚合物二次電池8之値大3 2 mAh。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） ------I---裝--S (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
、1T 線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -50- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472412 at B7 五、發明説明（) 48 (具體實例6 2 ) 具體實例6 2之聚合物二次電池6 2係藉著與對照例 8相同之方法使用具體實例2 7製備之電解質2 7作爲聚 合物電解質以製造（LiTFSI^l . 5M溶於EC: DMC ： TFHFO： PVDF = 2〇 : 45 ： 5 ： 3 0 之混合物中）。該電池6 2於〇°C下之放電容量係爲 3 1 5mA h。此放電容量較對照例8之聚合物二次電池 8之値大35mAh。如前述具體實例6 1及62所示’ 確定增加低溫下之放電容量的效果’即使該經氟化溶劑的 種類改變時亦然。 (具體實例6 3 ) 具體實例6 3之聚合物二次電池6 3係藉著與對照例 8相同之方法使用具體實例2 8製備之電解質2 8作爲聚 合物電解質以製造（L iTFS 1 = 1 · 5M溶於EC : DMC : TFHFO: PVDF = 20 : 45 : 5 : 30 之混合物中）。該電池6 3於0 °C下之放電容量係爲 3 2 0 mA h。此放電容量較對照例8之聚合物二次電池 8之値大40mAh。與具體實例6 0 — 6 2之電池比較 之下，該電池6 3之放電容量個別高出1 〇mAh、8 m A h及5 m A h。低溫放電容量可藉著使該經氟化溶劑 具有醚結構而增加。 (具體實例6 4 ) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -----------------1T------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫· 〇 •51 · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472412 A7 B7 五、發明説明（） 49 具體實例6 4之聚合物二次電池6 4係藉著與對照例 8相同之方法使用具體實例2 9製備之電解質2 9作爲聚 合物電解質以製造（L i TFS I = 1 . 5M溶於EC : DMC : HFPME : PVDF = 20 : 45 : 5 ： 30 之混合物中）。該電池6 3於0°C下之放電容量係爲 3 3 OmAh。此放電容量較對照例8之聚合物二次電池 8之値大5 OmAh。與具體實例6 3之電池比較之下， 該電池6 4之放電容量高出1 OmA h，低溫放電容量可 藉著使該經氟化溶劑具有該經氟化烷基鏈末端具有C F 3基 之結構而進一步增加。 (具體實例6 5 ) 具體實例6 5之聚合物二次電池6 5係藉著與對照例 8相同之方法使用具體實例3 0製備之電解質3 0作爲聚 合物電解質而製造（L i TFS I = 1 . 5M溶於EC : DMC:HFEI :PVDF = 20 :45 : 5 : 30 之 混合物中）。該電池6 4於0°C下之放電容量係爲3 4 0 m A h。此放電容量較對照例8之聚合物二次電池8之値 大60mAh。與具體實例64之電池比較之下，該電池 6 5之放電容量高出1 OmAh，低溫放電容量可藉著使 該末端具有C F 3基之經氟化烷基醚的氟鏈經全氟化而進一 步增加。 (具體實例6 6 ) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----------批衣-------1T------^ (請先閲讀背面之注$項再填寫、：) -52- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472412 at B7 五、發明説明（） 50 具體實例6 6之聚合物二次電池6 6係藉著與對照例 8相同之方法使用具體實例3 1製備之電解質3 1作爲聚 合物電解質而製造（使用於HFE 1 : HFEN==6〇 : 4 0比例下混合H F E I及 HFEN (CF3 (CF2) 3〇CH3 所得之 HFE2 作爲 經氟化溶劑，L i T F S I = 1 · 5 Μ溶於E C : D M C :HFE2 : PVDF = 15 : 50 : 5 : 30 之混合物 中）。該電池6 6於〇°C下之放電容量係爲3 46mA h 。此放電容量較對照例8之聚合物二次電池8之値大6 6 mAh。與具體實例6 5之電池比較之下，該電池6 6之 放電容量高出6 mAh ’低溫放電容量可藉著使用具有直 鏈結構之氟化醚與具有直鏈結構之氟化醚的混合物而進一 步增加。 (具體實例6 7 ) 具體實例6 7之聚合物二次電池6 7係藉著與對照例 8相同之方法使用具體實例3 2製備之電解質3 2作爲聚 合物電解質而製造（使用.於HFEI :HFEN=60: 4 0比例下混合H F E I及 HFEN (CF3 (CF2) 3〇CH3 所得之 HFE2 作爲 經氟化溶劑，L i T F S I = 1 . 5 Μ溶於E C : D M C :H F Ε 2 : Ρ V D F = 1 5 ·· 4 5 : 1 0 : 3 0 之混合 物中）。該電池6 7於0°C下之放電容量係爲3 5 0 mAh。此放電容量較對照例8之聚合物二次電池8之値 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）
----------^------1T------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫.C -53- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製. 472412 at B7 五、發明説明（） 51 大7 OmAh。與具體實例6 6之電池比較之下，該電池 6 7之放電容量高出4mA h，低溫放電容量可藉著調整 該電解質中氟化醚的混合比例而進一步增加。 (具體實例6 8 ) 具體實例6 8之聚合物二次電池6 8係藉著與對照例 8相同之方法使用具體實例3 3製備之電解質3 3作爲聚 合物電解質而製造（使用於HFE I : HFEN=6 0 : 4 0比例下混合H F E I及
HFEN (CF3 (CF2) 3〇CH3所得之 HFE2 作爲 經氟化溶劑，L i T F S I = 1 . 5 Μ溶於E C : D M C :HFE2 : PVDF = l〇 : 45 : 15 : 30 之混合 物中）。該電池6 8於0°C下之放電容量係爲3 4 1 m A h。此放電容量較對照例8之聚合物二次電池8之値 大 6 1 m A h。 (具體實例6 9 ) 具體實例6 9之聚合物二次電池6 9係藉著與對照例 8相同之方法使用具體實例3 4製備之電解質3 4作爲聚 合物電解質而製造（使用於HFE I : HFEN=60 : 4 0比例下混合H F E I及
H F E N ( C F 3 ( C F 2 ) 3 0 C Η 3 所得之 H F Ε 2 作爲 經氟化溶劑，L i 丁 F s 1 = 1 . 5 Μ溶於E C : D M C :HFE2 : PVDF = l〇 : 40 : 20 : 30 之混合 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（hO'XM7公釐） ----------^------、訂------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫 〇 -54- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472412 at B7 五、發明説明（） 52 物中）。該電池6 9於0°C下之放電容量係爲3 4 1 m A h。此放電容量較對照例8之聚合物二次電池8之値 大 6 1 m A h。 (具體實例7 Ο ) 具體實例7 0之聚合物二次電池7 0係使用與對照例 8相同之方法使用聚合物電解質7 0製造，該聚合物電解 質7 0係藉著將2重量百分比之二甲基伸乙烯基碳酸酯 DMVC混合於具體實例31之聚合物電解質31中而製 備，以作爲聚合物電解質。該電池7 0於0°C下之放電容 量係爲3 6 OmA h。此放電容量係較對照例8之聚合物 電池大8〇mAh。此外，與電池66比較之下’該放電 容量高出1 4mA h，而低溫放電容量可藉著添加具有於 該負電極表面上形成反應產物膜之功能的化合物於與該氟 化溶劑混合之聚合物電解質中而進一步增高。 (具體實例7 1 ) 具體實例7 1之聚合物二次電池7 1係使用與對照例 8相同之方法使用聚合物電解質7 1製造，該聚合物電解 質7 1係藉著將2重量百分比之伸乙烯基碳酸酯V C混合 於具體實例3 1之聚合物電解質3 1中而製備，以作爲聚 合物電解質。該電池7 1於0°C下之放電容量係爲3 6 2 m A h。此放電容量係較對照例8之聚合物電池大8 2 mAh。此外，與電池6 6比較之下，該放電容量高出 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐) ' -55- ---------餐--------、訂------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫/λ ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472412 at B7 五、發明説明（） 53 1 6 mAh，而低溫放電容量可藉著添加具有於該負電極 表面上形成反應產物膜之功能的化合物於與該氟化溶劑混 合之聚合物電解質中而進一步增高。 (具體實例7 2 ) 具體實例7 2之聚合物二次電池7 2係使用與對照例 8相同之方法使用聚合物電解質7 2製造’該聚合物電解 質7 2係藉著將2重量百分比之碳酸氯乙二酯C l E C混 合於具體實例3 1之聚合物電解質3 1中而製備，以作爲 聚合物電解質。該電池7 2於0°C下之放電容量係爲 3 6 5mAh。此放電容量係較對照例8之聚合物電池大 805mAh。此外，與電池66比較之下，該放電容量 高出1 9 mAh，而低溫放電容量可藉著添加具有於該負 電極表面上形成反應產物膜之功能的化合物於與該氟化溶 劑混合之聚合物電解質中而進一步增高。 (具體實例7 3 ) 具體實例7 3之聚合物二次電池7 3係使用與對照例 8相同之方法使用聚合物電解質7 3製造’該聚合物電解 質7 3係藉著將2重量百分比之亞硫酸乙二酯DMVC混 合於具體實例3 1之聚合物電解質3 1中而製備’以作爲 聚合物電解質。該電池7 2於0 °C下之放電容量係爲 3 6 7mA h。此放電容量係較對照例8之聚合物電池大 8 7mA h。此外，與電池6 6比較之下’該放電容量高 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4规格（210X297公釐） -----------^------II------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫 〇 -56- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 472412 Α7 Β7 五、發明説明（） 54 出2 1 mA h ’而低溫放電容量可藉著添加具有於該負電 極表面上形成反應產物膜之功能的硫基化合物於與該氟化 溶劑混合之聚合物電解質中而進一步增高。 (具體實例7 4 ) 具體實例7 4之聚合物二次電池7 4係使用與對照例 8枏同之方法使用聚合物電解質7 4製造，該聚合物電解 質7 4係藉著將2重量百分比之丙烷萘迫磺內酯P s混合 於具體實例3 1之聚合物電解質3 1中而製備，以作爲聚 合物電解質。該電池7 4於0°C下之放電容量係爲3 6 9 m A h。此放電容量係較對照例8之聚合物電池大8 9 mA h。此外，與電池6 6比較之下，該放電容量高出 2 3 mA h，而低溫放電容量可藉著添加具有於該負電極 表面上形成反應產物膜之功能的硫基化合物於與該氟化溶 劑混合之聚合物電解質中而進一步增高。 (電化學電容器） (對照例9 ) 極性電極糊漿係藉著混合作爲極性電極之主成分的活 性碳粉末；作爲導電性輔助劑之乙炔黑；及作爲黏合劑之 聚四氟乙烯；於作爲溶劑之Ν Μ P中，並捏如該混合物而 製得。該糊漿係施加於由金屬鋁箔製得之電集極的兩側面 平面上，之後藉由乾燥、加熱、及壓製而形成極性電極。 將由鎳所製之導線藉電焊接連接於該極性電極之一端時， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ----------疼--------"------0 (請先閲讀背面之注項再填寫，...，<) -57- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製. 472412 Λ7 B7 五、發明説明（） 55 電化學電容器所用之電極組係藉著經由分隔板捲繞該極性 電極而形成。對照例9之電化學電容器9係藉著將該電極 組嵌入一電池罐中；將正電極導線及負電極導線個別藉由 電焊接連接於該正極之末_及該電池盡之負極未端；將對 照例4所製備之電解質D (溶劑：P C，鹽： (E t ) 4NBF4O . 6M)注射於該電池罐中；機械式 地經由聚丙烯所製之墊片將該電池蓋套蓋於該電池罐上而 製得。電容器之靜態容量係於該電容器於0 °C下使用2 0 安之固定電流由完全充電之條件下放電的進行評估。於前 述條件下評估之對照例9電容器的靜態容量係爲5 8 F。 (具體實例7 5 ) 具體實例7 5之電化學電容器7 5係使用與對照例9 相同之方法使用具體實例16所製備之電解質16 (PC :DEC : EOFPA ( H C F 2 ( C F 2 ) 3 C 0 0 E t )=8 5 : 1 0 : 5之混合物作爲溶劑，鹽 (E t ) 4NBF4爲0 . 6M)製造。靜態電容係於與對 照例9相同之條件下評估。該電化學電容器7 5之靜態電 容係爲6 1 F。該靜態容量自對照例9增加3 F。具有經 氟化烷基之混合經氟化溶劑- -其末端具有典型結構--可增加該電化學電容器於低溫下之性能。 (具體實例7 6 ) 具體實例7 6之電化學電容器7 6係使用與對照例9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） ----------^---------,玎------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫.0 -58- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製. A7 B7 五、發明説明（） 56 相同之方法使用具體實例1 7所製備之電解質1 7 (PC :DEC : I〇FP (HCF2(CF2) 3CH2I)= 8 5 : 1 Ο : 5之混合物作爲溶劑，鹽（E t ) 4 N B F 4 爲0 . 6 M )製造。靜態電容係於與對照例9相同之條件 下評估。該電化學電容器7 6之靜態電容係爲6 2 F。該 靜態容量自對照例9增加4 F。 (具體實例7 7 ) 具體實例7 7之電化學電容器7 7係使用與對照例9 相同之方法使用具體實例1 8所製備之電解質1 8 ( P C: DEC:TFHFO(FC(CF3)2(CF2)4CF(CF3) 2 =8 5 : 1 0 : 5之混合物作爲溶劑，鹽（E t ) 4 N B F 4 爲0 . 6 Μ )製造。靜態電容係於與對照例9相同之條件 下評估。該電化學電容器7 7之靜態電容係爲6 4 F。該 靜態容量自對照例9增加6 F。 如前文所述，測試數種具有經氟化烷基末端特色之經 氟化溶劑，使用任一種該溶劑時之靜態電容皆較對照例電 容器增高。即，可假設位.於該烷基末端之結構產生該種效 果。 (具體實例7 8 ) 具體實例7 8之電化學電容器7 8係使用與對照例9 相同之方法使用具體實例1 9所製備之電解質1 9 ( P C ：DEC ： FPME (H (CF2) 2COCH3) = 85 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ! I I I I I I 裝— I I I 訂—— I I —線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫·;) -59- 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 472412 A7 B7 五、發明説明（） 57 :1 0 : 5之混合物作爲溶劑，鹽（E t ) 4 N B F 4爲 0 . 6 Μ )製造。靜態電容係於與對照例9相同之條件下 評估。該電化學電容器7 8之靜態電容係爲6 6 F。 靜態電容較對照例9增加8 F。此外，與具體實例 75、76及77比較之下，該電化學電容器78之靜態 電容個別高出5 F .、4 F及2 F。因此，低溫靜態電容可 藉著使經氟化溶劑之官能基具有醚結構而增高。 (具體實例7 9 ) 具體實例7 9之電化學電容器7 9係使用與對照例9 相同之方法使用具體實例2 0所製備之電解質2 0 (PC ·· DEC ： HFPME (CF3CHFCF2OCH3)= 85 : 10 : 5之混合物作爲溶劑，鹽（Et)4NBF4 爲0 . 6 Μ )製造。靜態電容係於與對照例9相同之條件 下評估。該電化學電容器7 9之靜態電容係爲6 8 F。 靜態電容較對照例9增加1 0 F。此外，與具體實例 7 8比較之下，該電化學電容器7 9之靜態電容高出2 F 。低溫靜態電容可藉著使用經氟化烷基之末端具有C F 3之 經氟化醚而增高。 (具體實例8 0 ) 具體實例8 0之電化學電容器8 0係使用與對照例9 相同之方法使用具體實例21所製備之電解質21(PC :DEC : HFE I (FC (CF3) 2CF2OCH3)= 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐) 柒------------鯓 (請先閲讀背面之注意事項再填寫片) -60- 472412 Αν B7 五、發明説明（） 58 (請先閲讀背面之注意事項再填寫c 85 : 10 : 5之混合物作爲溶劑，鹽（Et) 4NBF4 爲0 . 6 Μ )製造。靜態電容係於與對照例9相同之條件 下評估。該電化學電容器8 0之靜態電容係爲7 1 F。 靜態電容較對照例9增加1 3 F。此外，與具體實例 7 9比較之下，該電化學電容器8 0之靜態電容高出3 F 。低溫靜態電容可藉著使經氟化醚烷基之末端具有C F 3之 經氟化醚成爲全氟烷基醚而增高。 (具體實例8 1 ) 具體實例81之電化學電容器81係使用與對照例9 相同之方法使用具體實例2 2所製備之電解質2 2 (經氟 化溶劑H F Ε 1，藉著於H F Ε I : 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 HFEN (CF3 (CF2) 3〇CH3) = 80 : 20 體積 比下混合HFE I與HFEN而製備，PC : DEC : HFE1=85:10:5之混合物作爲溶劑，鹽 (E t ) 4NBF4爲〇 . 6M)製造。靜態電容係於與對 照例9相同之條件下評估。該電化學電容器8 1之靜態電 容係爲7 2 F。 靜態電容較對照例9增加1 4 F。此外，與具體實例 8 0比較之下，該電化學電容器8 1之靜態電容高出1 f 。低溫靜態電容可藉著使用經氟化烷基末端具有C F 3之 分枝鏈結構的全氟烷基與經氟化烷基之末端具有C F 3之 直鏈結構全氟烷基醚的混合物而進一步增加.。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -61 - A7 472412 _____B7_ _ 五、發明説明（） 59 (具體實例8 2 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本I) 具體實例8 2之電化學電容器8 2係藉對照例9之方 法使用具體實例2 3所製備之電解質.2 3製造。使用經氟 化溶劑H F E 2，其係藉著混合H F E I : HFEN (CF3 (CF2) 3〇CH3)體積比=60 : 40之HFE I及HFEN而製備。使用PC : DEC : HFE2 = 85 : 10 : 5體積比之混合物，0 · 6M( E t ) 4 n B F 4作爲電解質2 3。靜態電容係於與對照例 9相同條件下評估。電化學電容器8 2之靜態電容係爲 7 5 F。 靜態電容係較對照例9增加1 7 F。此外，與具體實 例8 1比較之下，電化學電容器8 2之靜態電容增加3 F 。低溫下之靜態電容係藉著調整該經氟化烷基末端具有 C F 3之分枝鏈結構的全氟烷基與該經氟化烷基末端具有 C F 3之直鏈全氟烷基醚之混合物的混合比而進一步增高。 (具體實例8 3 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 具體實例8 3之電化學電容器8 3係藉對照例9之方 法使用具體實例2 4所製備之電解質2 4製造。使用經氟 化溶劑H F Ε 3，其係藉著混合H F Ε I : HFEN (CF3 (CF2) 3〇CH3)體積比=4〇 : 60之HFE I及HFEN而製備。使用Pc : DEC : HFE3 = 85 : 10 : 5體積比之混合物，〇 . 6M( E t ) 4 η B F 4作爲電解質2 4。靜態電容係於與對照例 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） A7 472412 —B7 五、發明説明（） 60 9相同條件下評估。電化學電容器8 3之靜態電容係爲 7 2 F 〇 (請先閱讀背面之注意事項再填寫' 靜態電容係較對照例9增加1 4 F。 如前文所述，移動離子於電解質中或於聚合物電解質 中之擴散係數可藉著混合任何一種本發明具有分枝鏈結構 之經氟化溶劑；分枝鏈經氟化溶劑烷基醚；及分枝鏈及直 鏈經氟化烷基醚於該電解質中或於該聚合物電解質中。根 據使用與任何一種此等經氟化溶劑混合之電解質，可改善 鋰原電池、鋰二次電池、聚合物二次電池、及電化學電容 器於低溫下之放電容量或靜態電容。改善於低溫下之操作 性能，此等電池或電容器於攜帶式戶外設備上之應用可廣 泛地延伸，而此等電池或電容器可較有利地應用於裝置於 戶外之設備諸如家用電能儲存系統等。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -63-

Claims (1)

  1. 472412 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 1 . 一種非水電解質，其包含有機溶劑及鋰鹽，其中 該有機溶劑係包含以下化學式1所表示之經氟化溶.劑 3 R R — C丨R F C X η 其中，η係表示由1至1〇之整數，RpRs及R3個別 表示氟、氫、氯、甲基、乙基、三氟甲基、及三氣乙基中 之任一種，此等元素或基團係滿足、或 、或R2，R3、或之任一種關係’而 X係表示醚基 '酯基、醯基、或半氟醚基、半氟酯基 '半 氟醯基、或氟、氯、碘、氫、甲基、乙基、丙基'胺基中 之任一種基團。 2 .如申請專利範圍第1項之非水電解質’其中 該有機溶劑係爲以下化學式2所示之經氟化酸： (請先閱讀背面之注意事項存填声.頁) -裝. -a
    經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中，η係表示由1至1 0之整數，Ri、R2及R3個別 表示氟、氫、.氯、甲基、乙基、三氟甲基、及三氟乙基中 之任一種，此等元素或基團係滿足— 、或 Ri^R2、或R2关R3、或Ri^R3之任一種關係’而 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公鼇） -64- 472412 A8 B8 C8 D8 々、申請專利範圍 r4係表示甲基、乙基、及丙基中之任一種基團。 3 .如申請專利範圍第2項之非水電解質’其中 該經氟化醚係爲以下化學式3所示之直鏈經氟化酸及 以下化學式4所示之分枝鏈經氟化酸中之一或兩種： 3 R 2 C 3 亡 F 「 2 c I C ——R 其中k係表示由1至1 0之整數’且R4係表示甲基、乙基 、及丙基中之任一種， c f3 IR 3 — c —c f2 十厂〇-r4 I C F3 其中h係表示由1至1 0之整數’而R4係表示甲基、乙基 、丙基、或半氟甲基、半氟乙基、及半氟丙基中之任—種 ---------^—, (請先閲讀背面之注意事項再填《 i 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 .如申請專利範圍第1至3項中任一項之非水電解 質，其中該非水電解質中含有5 — 4 0體積百分比之經氟 化溶劑。 5 .—種非水電解質，其包含有機溶劑及四級鑰鹽’ 其中 該有機溶劑係包含以下化學式1所示之經氟化溶劑： 本紙張尺度適用中國國家椟準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -65- 472412 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 3 R R — c — R F C X 其中，η係表示由1至1 〇之整數，Ri、個別 表示氟、氫、氯、甲基、乙基、三氟甲基、及三氟乙基中 之任一種，此等元素或基團係滿足Ri#R2#R3、或 、或R2关R3、或之任一種關係’而 X係表示醚基、酯基、醯基、或半氟醚基、半氟酯基、半 氟醯基、或氟、氯、碘、氫、甲基、乙基、丙基、胺基中 之任_'種基團。 6 .如申請專利範圍第5項之非水電解質’其中 該有機溶劑係包含以下化學式2所示之經氟化溶劑： R (請先閱讀背面之注意事項再填步黃) 、言- 3 R - 2 CIR 2 F C 4 R 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中，η係表示由1至1 0之整數，Ri、R2及R3個別 表示氟、氫、氯、甲基、乙基、三氟甲基、及三氟乙基中 之任一種，此等元素或基團係滿足Ri_R2#R3、或 Rl9^R2、或R2#R3、或Rl^R3之任一種關係’而 R4係表示甲基、乙基、及丙基中之任一種基團。 7 .如申請專利範圍第6項之非水電解質’其中： 該經氟化醚係爲以下化學式3所示之直鏈經氟化酸及 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 472412 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 以下化學式4所示之分枝鏈經氟化醚中之一或兩種： cf3 I R3 -C-f-CFsix-0-R4 r2 其中k係表示由1至1 〇之整數，且R4係表示甲基、乙基 、丙基或半氟甲基、半氟乙基、及半氟丙基中之任一種， c f3 I R3 CF2iii-〇-R4 cf3 ? 其中h係表示由1至1 〇之整數，而R4係表示甲基、乙基 及丙基中之任一種。 8 · —種聚合物電解質，其係包含有機溶劑、鋰鹽、 及聚合物複合物，其中 該有機溶劑係包含以下化學式1所示之經氟化溶劑： (請先閱讀背面之注意事項再填貧.貝) '言. 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 3 R R — C — R F C X 其中，η係表示由1至1 〇之整數，Ri、R2及R3個別 表示氟、氫、氯、甲基、乙基、三氟甲基、及三氟乙基中 之任一種，此等元素或基團係滿足、或 Rl关R2、或R2/R3、或Rl#R3之任一種關係，而 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -67- 472412 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 X係表示醚基、酯基、醯基、或半氟醚基、半氟酯基、半 氟醯基、或氟、氯、碘、氣、甲基、乙基、丙基、胺基中 之任一種基團。 9 .如申請專利範圍第8項之聚合物電解質，其中 該有機溶劑係包含以下化學式2所示之經氟化溶劑： Ri I R3 -C—f CF2-h^0-R4 I R 2 / Γ 其中，n係表示由1至1 0之整數’ Ri、R2及Rs個別 表示氟、氫、氯、甲基、乙基、三氟甲基、及三氟乙基中 之任一·種，此等兀素或基團係滿足、或 Ri关R2、或R2关R3、或Ri关R3之任一種關係，而 R 4係表示甲基、乙基、及丙基中之任一種基團。 1 0 .如申請專利範圍第9項之聚合物電解質，其中 該經氟化醚係爲以下化學式3所示之直鏈經氟化醚及 以下化學式4所示之分枝鏈經氟化醚中之一或兩種： (請先閲讀背面之注意事項再填农 頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 R c 1C 丨R 2 F C 4 R I ο k 其中k係表示由1至1 0之整數，且R4係表示甲基、 乙基及丙基中之任一種， 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -68 - 472412 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 cf3 R3 -0~^0Ρ2-^Τ-0-Ρ4 CF3 / V，I 其中h係表示由1至1 0之整數，而R4係表示甲基、乙基 及丙基中之任一種。 1 1 .如申請專利範圍第8至1 0項中任一項之聚合 物電解質，其中該聚合物電解質中含有5 - 4 0體積百分 比之經氟化溶劑。 1 2 . —種鋰原電池，其包括由鋰金屬或鋰合金製得 之負電極、由二氧化錳製得之正電極、及非水電解質，其 中 該非水電解質係包含如申請專利範圍第1至4項中任 一項之非水電解質。 13 . —種鋰二次電池，其包括可插入及取出鋰之負 電極、可插入及取出鋰之正電極、及非水電解質，其中 該非水電解質係包含如申請專利範圍第1至4項中任 一項之非水電解質。 1 4 . 一種電化學電容器，其包括極性電極及非水電 解質，其中 該非水電解質係包含如申請專利範圍第1至4項中任 一項之非水電解質。 1 5 . —種聚合物二次電池，其包括可插入及取出鋰 之負電極、可插入及取出鋰之正電極、及聚合物電解質， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填古 i 訂 線 -69- 472412 A8 Βδ C8 D8 六、申請專利範圍 至 8 第 圍 範 利 專 請 串 如 含。 包質 係解 質電 解物 電合 物聚 合之 聚項 該 一 中任 其中 項 裝 訂 線 (請先閲讀背面之注意事項再填頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 70-
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