TW564566B - Electrolytic solution and electrochemical cell using the same - Google Patents

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Tomoki Nobuta
Toshihiko Nishiyama
Hiroyuki Kamisuki
Gaku Harada
Masato Kurosaki
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Description

564566
五、發明說明（1) 發明 本發明係關於使用於電化學電池如二 電容器中之電解溶液，及使用此電解、容液二1池及電雙層 -電池及電雙層電容器使:：：：；:：==如 極活性材料的氧化及降解，及改善：：ίΐ 2先;^ t作為活性材料之電池中之循環性質。、子 電雙=出建議且實際運用電化學電池，如二次電池， (於下曰Λ谷_，其使用f子傳導聚合物作為電極活性：ί (於下文中稱為「電池）。 t柽活i·生材料 正極集電質子傳導聚合物作為活性材料於 將此等層壓且僅Λ4Π極集電器3上’且經由隔離板: 湄沾t r 僅有質子涉入作為電荷載體。將合古/? '、的水性或非水性溶液填 、3有質子 圈。 丹句作馮電解，合液。序號6代表墊 將電極形成於集電器上， ,^ ^ ^ 摻雜材料聚合物(質子傳導=皮^由摻雜或無 黏合劑嘈矽制版丈上 、〇物）私末、導電添加劑、及 摩壓理想形狀的模型、^ 及負極排列：：：： 膜厚度。將如此形成之正極 隔離板彼此面對而*組成電池。 ϊ聚合物，如聚苯胺、聚dn m-共 求、聚對苯基乙稀、聚周菩，聚i喃比嗜快、；對伸 承大嗝、聚伸噻吩、聚吡啶
IIH 第10頁 564566 五、發明說明（2) 雙基、聚異違環烷、聚噚唼啉、聚，比岭 ^ 哚、吲哚三聚體、聚胺基蒽|、及 :吡嘴啶、聚吲 t摻雜適當的摻雜物至此等聚合物將 5m 導電性顯現。藉由適當調整氧化_還 原對形成，而 合物選擇及使用作為正及負極的活性材料’將此等聚 月作為電解溶液，已知水性電解溶液包含7 j基：有機溶劑之非水性電解溶液傳：：：：， 中，專門使用前者水性電解溶液，因傳導u 之電池。酸包括無機酸，如硫酸、確酸、=特別高容量 四氟硕酸、及六敗矽酸，·及有機酸 璘酸、 族羧酸、氧化羧酸、對f苯磺酸、 t早羧酸、脂肪 酸。 承G歸石頁酸、及月桂 f J利用此質子傳導聚合物作為活性材料之雷、“ 裱哥叩受内部電阻增高而縮短，且此趨‘ ：f中，循 顯著。於高溫環境中有長期穩定性衰=問=度提高更為 原因為質子吸附-去吸附反應的進雷 料之充電-放電機制）受劣化，降解環^其為電極活性材 度J化加速’特別是在高溫中，因此降ς二巧材料的過 解溶液的熱安定性不足也是原因。 、行增加。電 特別是，於氧化條件下電極的活 人認為此是由於在如下述充電-放電機：中ν主受降解' 吾 料化合物之質子(Η+)吸附_去吸附反應：：時間活性材 因素包括於與適當Η+濃度比較過量心農度環 564566 五、發明說明（3) 料之降解的進行（、、壬— 而定），藉以於活性科之間的差異及視反應性電子數 降低，而反庫盔半λ及電解質之間摻雜-去摻雜反應性 為「過度氧以了)順地進行，而充電-放電能力降低(稱 極的t以說聚，物⑽三聚體)作為正 料。 用S喳啉基聚合物作為負極的活性材 將正及負極材料之充電—放電機制示於下列圖解： 第12頁 564566
564566 五、發明說明（5) ^溫％境中，與活性材料之反應活化，若電解質漢度過 篁，可能將氧化造成的降解進行增加。 圖2為圖顯示由電解質（硫酸）濃度於循環性質上 變。如圖所示，可見到隨著電解質濃度的增加，於較大數 目之循環中容量比降低，且將循環性質衰減。 大數 於電解質低濃度之環境中，雖然循環性質令人滿音， =見容量有較低傾向。圖3為圖顯示由電解質（硫濃。 ::現容量上的改變。如圖所示，可見到隨著 農度 的減少，顯現容量降低。 貝/晨度 為改Ϊ: ’需要建立電解質(H+及X—)的最適組成份，且此 馬改善循環性質之問題。 且此 【發明之概述】 改^明的目的為避免受電極活性材料的氧化而 =循環性f ’而不降低包含質子傳導聚 = 材枓之電池中之顯現容量。 卜馮活性 本發明人實施反覆的研究以解決上沭M ^ 加熱—特定物質至填滿於電池中的電解&二現糟由 善的循環性質之電池而不降低顯= 具有改 種電解溶液包含有機或及無機酸之水！、冷 ^ N雜環化合物加入於其中。 水:合液’將水溶性含 同時，本發明為電解溶液，其中皮、、六从人λτ 物為自由下4 Π 1伙矣之啐4β甘性含Ν雜環化合 7目由下式（1)代表之味唑及其衍生物·，由 (3)代表之三唑及其衍生物；及由^ g 下式次 r 代表之吡唑及其 564566 五、發明說明（6) 衍生物選出之至少—種化合物：
(1) R /R 、R ίί ι NV 1 jpi kR R人， I I R 1 一 R (2) (3) N、
、R (4) 其中R各自且獨立地代表盪秀子、且 之烷基、胺其，1 Λ ' *有1至4個碳原子 醯基、氰美硝基、笨基、乙烯基、*素原子、 較=水Hf、烧基硫01基、、或三氟甲基硫基。 王重置％之比例含有。 電雙Π二i發明係關於一種電化學電池，如二次電池及 解!谷 包含正極及負極彼此面對經由隔離板於電 二、’及一種質子傳導聚合物，其為於正極中及於負 極中的電極活性材料，其中僅質子參與充電/放電，其中 使用上述電解溶液作為電解溶液。 、 藉由使用本發明電解溶液，如上述，已將循環性質改 善而不降低顧現容量。此是由於加至電解溶液的含Ν雜環 化合物吸收電解溶液中的質子，並使於.電解溶液中的質子 濃度小於陰離子濃度，使得由於氧化而降解電極活性材料 得以受抑制。 ! 本發明電解溶液之使用具有改善自我放電性質及耐電
第15頁 564566 五、發明說明（7) 壓性質之效果。吾人認為因為加至電解溶液的含N雜環化 合物之電子移位將陽離子共振穩定，並與於電解溶液中由 於電化學为解造成的陰離子交互作用’抑制由於電解溶液 的電解造成的氣體生成，並改善電解溶液的熱穩定性。 【較佳實施例之詳細說明】 將本發明詳細說明於下。 、本發明特徵為將一種水溶性含N雜環化合物加入於 2溶液中，以便控制電解溶液中的貢獻於摻 子濃度。吾人認為含_環化合物的加入造成=
又互作用。於此，將冬M J 將a Ν雜％化合物以.咪唑作為實例。
其中η代表咪嗤澧声 而X代表 陰離子。 ^ Υ代表電解質的濃度 。結果，遊免活性材料（=之量變成小於陰離子 %哥命延長。因此 負極）的氧化反應，且將； 7將質子濃度視需要藉由二‘，物的陰雜子濃度不變，1 Ϊ制。因而，可實現循環的含n雜環化合物量而 里。 文善同時保持高顯現容 564566 -----— 五、發明說明（8) ϋ β，水丨生電解溶液含含N雜環化合物係揭示於日本專#|J 特命公開編號mG_1 563 29謂0卜1 43748中。+專和 電解本專利特許公開編號2_- 1 56329中的為鋁 四级务外用之電解質，包含具有Ν，Ν，Ν，-取代的驳團之 雖然利用子’及有機酸陰離子於有機溶劑中。 電解別”加入陽離子四級胜將 位陽離子共振穩定造成合；，移 成的過量氫氧者，”於電解溶液中電解反應造 快速地消，由於其與縣基團反應，氫氧離子 類如四級錄鹽；響減至最少’不像習見胺 可將密封性能增ξ可器密封塾的降解避免，且 2001 ，揭示於曰本專利特許公開編號 中的為使用於非水性電解質鋰-f φ j ^ t ^, ^ Λ ί原子之ΐ特徵為含有至少一種化合物選自具有-戈”機 氣原子之雜環化合物，及含有 或夕個 ==溶液，的雜環化合物形成具有對：極以中， 正極集電器氧化反應有阻抗性的強吸收声ς集電盗上的 極集電器受氧化反應降解，及改善猶環質。、’从抑制正 上述兩個先前技藝技術使用非水性電解溶液 本表明的水性電解溶液。此等非水性電解溶液之应不同於 <反應機制 第17頁
III 564566 五、發明說明（9) 完全不同於受利用本發明質子於 應降解電極活性材料。 導聚口物之電池之氧化反 伏安、i i rv為了也明避免活性材料降解之效果，進行循環 、夜中的正極V〇ltammetry)測量於本發明的電解溶 於碳層上材料(㈣三聚體)上。於此測量中，使用 作為^助的正極及負極活性材料膜作為工作電極，鉑 =助=而Ag，AgC1電極作為參考電極。測量溫度 20曹旦y 1 =之組合物（說明於後），即，將加入硫酸的 電解d!量米*之20重量%硫酸水溶液溶解作為 妒杏乍為對照，未加入味嗤之實例（說明於後之比 車乂貝=1)也同時評估。將結果示於圖4中。 即籍ί ί /氧化~還原電位位移至低電位方幾十毫伏特， ^疋電位’其為減緩受氧化降解的趨勢。 類似地，進行cv測量於負極活性材料（聚苯基噚喳啉） 罢翻且測量放電容量的變化。將結果示於圖5中。此等結 禾.，肩不不只可避免正極的降解，也可避免負極的降解。 人物發明的電解溶液中，因為伴隨加入的含N雜環化 口 /辰又、氧化分解電位及氣體產生電位位移而JJ變化， 工作電壓範圍内力率：UV/電池/，=到 /、 刀向電安定性的電解溶液。 於含N雜環化合物中，如咪唑，電子為移位於 的一Ν = Γ l Ν ^ Ί 穩〜 〜上，而陽離子妙下述共振穩定。吾人認為共振 、陽離子與受電化學分解產生的—0Η_及-χ交互作用， 且具有抑制由電解質電解反應產生氣體。此外，也改善電
第18頁 564566 五、發明說明（ίο) 解溶液的熱安定性 OH", X 交互作用 I! δ+ Ri r4 因為本發明為水性電解溶液，實質上加入的含N雜環 化合物為水溶性。雖然環上的氮原子數目不限，特別較佳 的化合物為自由下式（1)代表之咪唑及其衍生物；由下式 (2 )或（3 )代表之三嗤及其衍生物；及由下式（4)代表之吡 。坐及其衍生物選出之至少一種化合物。此等含N雜環化合 物可單獨使用，或可為多於一種之混合物。
R
R .13
R
R R 1 R I R I R · R (1) (2) (3) ⑷
第19頁 564566 五、發明說明（11) 其中R各自且獨立地代表氫原子、具有1至4個碳原子 之烷基、胺基、羰基、硝基、苯基、乙烯基、幽素原子、 醯基、氰基、三氟甲基、烷基硫醯基、或三氟甲基硫基。 可使用任何於先前技藝說明中舉例的質子傳導聚合物作為 組成本發明電池之電極活性材料。較佳的是，正極活性材 料係由聚苯胺、聚二笨胺、聚二胺基蒽f、吲哚三聚體、 及其衍生物組成的族群選出；負極活性材料係由聚吡啶、 聚吡嘧啶、聚哼喳啉、及其衍生物組成的族群選出。特別 較佳的為吲哚三聚體及聚苯基噚喳啉之組合。 、含於電解溶液中的電解質可為說明於先前技藝中的有 機或無機酸’特別較佳的為硫酸。 不pp : ί ϊ Ϊ ’合ί中的含N雜環化合物量可視情況選擇且 料2 ‘要二ί A 7而，若量過少，避免受氧化降解活性材 交旦芄处辦辦 Φ 6相反地’右虿過多，由於pH升高顯現 : = : = = 導低(由職高)， 及火^^ &會化。雖然視電解質的種類及濃度， 及添加劑種類而定，含w 人 旦 至80重量％至1〇〇重量％。雜％化a物篁較佳約為電解質的1 參照實㈣將本發明詳細說明於下；_而，太發明木描 適用於其他電化學df错電速λ，錐本發明也可運用至 f紹 罨池的結構，如電雙層電容器。
Μ
第20頁 564566 五、發明說明（12) 作為正極，使用由吲哚三聚體作為活性材料形成的固 體電極加入20重1%氣相成長碳纖維（ygcf，vapor_phase gfo^wn carbon f iber)作為導電添加劑，及將8重量％聚偏 ^氣乙烯（平均分子量：1 100)加入作為電極黏合劑，於攪 摔器中攪拌及混合，並以熱壓膜塑成理想大小。 作為負極，使用由聚苯基崎喳啉作為活性材料形成的 固體電極加入25重量％碳黑（κ·Β· 6 0 0 )作為導電添加劑， 於擾拌器中攪拌及混合，並以熱壓膜塑成理想大小。 作為電解溶液，使用一硫酸之20重量％(2. 3 m〇l /L) 水溶液’將硫酸之1 〇重量％ ( 〇 · 1 5 mο 1 /L)咪唾至1 〇 〇重量％ 硫酸溶解作為添加劑。 、 將上述正極及負極固定以彼此面對，經由厚度2 Q至& 〇 微米之聚烯烴基多孔膜作為隔離板，以形成示於圖1中的 結構之電池。 實例2 如實例1中相同方式將電池製備，除了作為電解溶液 使用一硫酸之20重量％(2· 3 mol /L)水溶液，將硫酸之3〇 重量％(0· 45 mol /L)咪唑至100重量％硫酸溶解作為添加 劑。 實例3 " 如實例1中相同方式將電池製備，除了作為電解溶液^ 使用一硫酸之2 〇重量％ ( 2 · $ mo 1 /L)水溶液，將硫酸之5 〇 重量％(〇· 75mol /L)咪嗤至1 00重量％硫酸溶解作為添加 劑0
第21頁 564566 五、發明說明（13) 實例4 如實例1中相同方式將電池製備，除了作為電解溶液 使用一硫酸之20重量％(2. 3 mol /L)水溶液，將硫酸之3〇 重量％ ( 0 · 4 5m ο 1 /L )三唑至1 〇 〇重量％硫酸溶解作為添加 劑。 實例5 如實例1中相同方式將電池製備，除了作為電解溶液 使用一硫酸之2 0重量％(2·3 mol /L)水溶液’將硫酸之3 〇 重量％(0· 45mol /L)吡嗤至1 〇〇重量％硫酸溶解作為添加 劑。 复， 如實例1中相同方式將電池製備，除了作為電解溶液 使用一硫酸之20重量％(2· 3 mol /L)水溶液，將硫酸之15 重量％(0.225111〇1/1〇咪唑及15重量％( 0.225111〇1/1)三嗓 至1 0 0重量％硫酸溶解作為添加劑。 如實例1中相同方式將電池製備，除了作為電解、资 使用一硫酸之20重量％(2· 3 mol /L)水溶液，將硫酸之 重量％(0. 45mol /L) 3-三氟曱基吡唑至1〇〇重量％硫酸、、办〇 作為添加劑。/ ’各解 ij^L8 如實例1中相同方式將，電池製備，除了作為電解、、容 使用一硫酸之25重量％(3·0 mol /L)水溶液，將硫酸$夜 重量％(1· 15mol /L)咪唑至1 00重量％硫酸溶解作為^ 78
564566
劑。 實例1 如實例1中相同方式將電池製備， 2〇重量％(2.3 mol/L)水溶液作為電 除了使用 溶液。 一硫酸之
=實例1中相同方式將電池製備，除了使用一硫酸之 1/(3.0 mol/L)水溶液作為電解溶液。 旦評估製造於實例1至8及比較實例1及2中電池之顯現容
置、循環性質、自我放電性質、及耐電壓性質。將結果示 於下面表1中。 將比較實例1的顯現容量視為1 〇 〇%，將顯現容量評 估。循環性質為測試1 00 0 0循環後容量之變化（測量溫度為 25 °c)。自我放電性質為一個月測試後容量殘存率（測量溫 度為2 5 °C )。财電壓性質為1 〇 〇 〇小時評估外加電壓測試後 内電阻之變化（測量溫度為6 〇。(：）。 循環測試之條件為於1A及1.2V CCCV充電10分鐘，於 〇·2Α CC放電，且終結電壓為〇·8ν。
第23頁 564566 五、發明說明（15) 表1 顯現容量(％) 循環性質(％) 自我放電性質(％) 耐電壓性質(％) 實例1 99.9 89.2 82.4 108 實例2 99.2 93.3 88.9 105 實例 85.8 94.9 85.9 103 實例4 100· 1 91.4 87.1 106 ^~~ 實例5 99.9 90.2 86.2 107 100.1 95.2 89.2 104~ fin 7 97.8 89.1 83.3 109 實例8 102.3 88.6 82.1 111 " 比較 實例1 100.0 80.2 121 ~ 比較 實例2 102.6 65.0 68.1 138 圖6至8分別顯示實例2及6，及比較實例1及2的循環性 質、自我放電性質、及耐電壓性質之評估結果。 由上述結果可見利用本發明電解溶液改善循環性質， 而不降低顯現容量。也可見利用本發明電解溶液具有改善 自我放電性寶及耐電壓性質之效果。 雖然上述實例使用吲哚三聚體及聚.苯基噚喳啉作為活
子 質 何 任 用 利 用 flgc 運 可 是 而 此 於C 限池 僅電 不學 明化 發電 本的 ，物 料合 材聚 性導 第24頁 圖式簡單說明 圖1為剖视圖，顯示舾 圖2為曲線圖，^ 1、乂據本發明電化學電池之實例。 化學電池之循環傲員不由於硫酸濃度上之不同，習見電 I 性質變化。 圖3為曲線圖， 化學電池之顯現容量變化於硫酸遭度上之不同’習見電 圖4為曲線圖，顯示 液中正極活t生材料之_量據/果發明及習見電解質電解溶 液中ΓΛ曲線圖’顯示根據D本發明及習見電解質電解溶 夜中負極活性材料之CV測量結果。 ^ 6為曲線圖，顯二利用根據本發明（實例2及6 )的電 = 康習見實例(比較實例】及 池 循裱性質之變化。 圖7為曲線圖，顯示利用根櫨 解溶液及根據習見實例（比較(實例2及 自我放電性質測試之姑果。 及2)的電解溶液之電池 圖8為曲線圖，顯示利用根 耐電壓測試之結果… 例2)的電解溶液之電池 符號說明： 1〜正極集電器 2〜正極 3〜負極集電器 4〜負極
564566 圖式簡單說明 5〜隔離板 6〜墊圈 第26頁

Claims (1)

  1. 栈或無機酸的水溶液，其中加入 1•一種電解溶液，包含有 水溶性含^雜環化合物。 t人根據申請專科範圍第1項之® 4 化a物為由下式（1 )代表電解溶液，其中該含N雜環 (3)代表之三唑及其衍生物^唑及其衍生物；由下式（2 )或 衍生物所選出之至少一’及由下式（4)代表之比唑及其 化合物：
    其中R各自且獨立地代矣_ 之烧基、胺基、艘基、石肖基、\原其子、具有1至4個碳原子 m A ^ Ά ^ ^ ψ μ. 土、乙稀基、鹵素原子， 醯基亂基二氣甲基、烧基硫醯基、或三說甲基硫基, 3 ·根據申請專利範圍第1項之雷紐 貝 < 電解溶液，其中該水溶性合Μ =装#化4物之，比例為電解溶液中電解質之i至80重量％至 1 00重虿％。 解溶液，其中該酸的水溶 4·根據申請專利範圍第1項之電 液含有硫酸作為電解質。 564566 六、申請專利範圍 5. 根據申請專利範圍第4項之電解溶液，其中該硫酸於電 解溶液中的濃度為10至40重量％。 6. —種電化學電池，包含一正極及一負極經由隔離板彼此 面對於電解溶液中，及質子傳導聚合物，其為於正極中及 負極中電極的活性材料，其中僅質子參與充電/放電，其 中使用根據申請專利範圍第1至5項任一項之電解溶液作為 電解溶液。 7. 根據申請專利範圍第6項之電化學電池，其中該電化學 電池為質子傳導二次電池。 8. 根據申請專利範圍第6項之電化學電池，其中該電化學 電池為質子傳導電雙層電容器。
    第28頁
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Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3471304B2 (ja) 2000-09-18 2003-12-02 Ｎｅｃトーキン株式会社 インドール系化合物を用いた二次電池及びキャパシタ
EP1388906A3 (en) * 2002-08-05 2006-10-11 Nec Tokin Corporation Cell electrode and electrochemical cell therewith
KR100540701B1 (ko) * 2003-04-22 2006-01-11 엔이씨 도낀 가부시끼가이샤 전기 화학 셀
EP1646054A4 (en) * 2003-07-11 2010-05-19 Ube Industries ACIDS-BASE MIXTURE AND ION CONDUCTOR COMPOSED FROM SUCH A MIXTURE
ES2537534T3 (es) 2003-09-18 2015-06-09 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Dispositivos de almacenamiento de energía de alto rendimiento
US7576165B2 (en) * 2004-01-27 2009-08-18 Georgia Institute Of Technology Heterocycle grafted monomers and related polymers and hybrid inorganic-organic polymer membranes
TWI303832B (en) * 2004-08-30 2008-12-01 Shinetsu Polymer Co Conductive composition and conductive cross-linked product, capacitor and production method thereof, and antistatic coating material, antistatic coating, antistatic film, optical filter, bnd optical information recording medium
US7463478B2 (en) * 2005-04-21 2008-12-09 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electric double layer capacitor
US20110257504A1 (en) * 2005-08-31 2011-10-20 Biotectix, LLC Biologically integrated electrode devices
AR064292A1 (es) 2006-12-12 2009-03-25 Commw Scient Ind Res Org Dispositivo mejorado para almacenamiento de energia
AR067238A1 (es) 2007-03-20 2009-10-07 Commw Scient Ind Res Org Dispositivos optimizados para el almacenamiento de energia
US8377546B2 (en) * 2008-09-08 2013-02-19 Silver H-Plus Technology Co., Ltd. Plastics electrode material and secondary cell using the material
WO2010122873A1 (ja) 2009-04-23 2010-10-28 古河電池株式会社 鉛蓄電池用負極板の製造法及び鉛蓄電池
CN102725883B (zh) 2009-08-27 2015-08-26 联邦科学和工业研究组织 电存储装置及其电极
JP5797384B2 (ja) 2009-08-27 2015-10-21 古河電池株式会社 鉛蓄電池用複合キャパシタ負極板及び鉛蓄電池
JP5711483B2 (ja) 2009-08-27 2015-04-30 古河電池株式会社 鉛蓄電池用複合キャパシタ負極板の製造法及び鉛蓄電池
WO2011043403A1 (ja) * 2009-10-09 2011-04-14 三井化学株式会社 複素環含有アルコール誘導体を含有する非水電解液及びリチウム二次電池
JP2012133959A (ja) 2010-12-21 2012-07-12 Furukawa Battery Co Ltd:The 鉛蓄電池用複合キャパシタ負極板及び鉛蓄電池
WO2013031045A1 (ja) * 2011-08-26 2013-03-07 三洋化成工業株式会社 電極用添加剤及び電極
WO2013062251A1 (ko) * 2011-10-27 2013-05-02 광주과학기술원 기능성 고분자를 이용한 리튬 이차전지용 다층구조 분리막 및 그 제조방법
KR101640277B1 (ko) 2012-01-04 2016-07-15 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차전지용 양극 및 이것을 포함하는 리튬이차전지
JP2014078482A (ja) * 2012-06-08 2014-05-01 Fujifilm Corp 非水電解液二次電池および非水電解液
KR101735857B1 (ko) 2012-08-16 2017-05-24 삼성에스디아이 주식회사 고전압 리튬 이차전지
JP5548837B1 (ja) * 2012-11-13 2014-07-16 クラレケミカル株式会社 分極性電極用炭素材料及びその製造方法
WO2014169122A1 (en) * 2013-04-10 2014-10-16 University Of Houston System Aqueous energy storage devices with organic electrode materials
WO2016068022A1 (ja) * 2014-10-30 2016-05-06 ダイキン工業株式会社 電解液及び電気化学デバイス
US11034796B1 (en) 2015-08-06 2021-06-15 Cornell University Poly(arylamine)s and uses thereof
US11830672B2 (en) 2016-11-23 2023-11-28 KYOCERA AVX Components Corporation Ultracapacitor for use in a solder reflow process
CN109148950B (zh) * 2017-06-15 2020-10-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电解液及电池
CN108711624B (zh) * 2018-07-17 2021-06-22 常州大学 用于锂电池的有机正极材料的多羰基氮杂环有机化合物及其制备方法
KR102666156B1 (ko) 2019-06-18 2024-05-16 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 이차 전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
KR102811666B1 (ko) 2019-08-21 2025-05-22 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 이차전지용 비수전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
US20220311052A1 (en) * 2021-03-24 2022-09-29 Lg Energy Solution, Ltd. Non-Aqueous Electrolyte Solution for Lithium Secondary Battery and Lithium Secondary Battery Comprising Same
KR102622344B1 (ko) * 2021-08-20 2024-01-09 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 이차전지용 비수 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
KR102566019B1 (ko) 2021-12-20 2023-08-10 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 이차전지
WO2023172042A1 (ko) * 2022-03-08 2023-09-14 주식회사 엘지에너지솔루션 리튬 이차전지용 전해액 첨가제 및 이를 포함하는 리튬 이차전지용 비수 전해액 및 리튬 이차전지
CN119764571B (zh) * 2024-12-31 2025-11-04 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种电解液添加剂及含该添加剂的电解液、锂离子电池

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3290561A (en) * 1963-08-26 1966-12-06 Burnham John Capacitor electrolyte
SE371045B (zh) * 1969-07-03 1974-11-04 Varta Ag
US3811946A (en) * 1971-11-18 1974-05-21 Occidental Energy Dev Co Battery electrolyte composition containing the reaction product of an amine and an aldehyde
JPS59154778A (ja) * 1983-02-22 1984-09-03 Sanyo Chem Ind Ltd 電解液組成物
DE3318856A1 (de) * 1983-05-25 1984-11-29 Basf Ag, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur hersteellung von poly(heteroaromaten) und nach diesem verfahren erhaltene filmfoermige produkte
US4536626A (en) * 1984-06-01 1985-08-20 The Singer Company Timer drive mechanism
JPS63261680A (ja) * 1987-04-17 1988-10-28 Shikoku Chem Corp 銅陰極電池
DE3725629A1 (de) * 1987-08-03 1989-02-16 Varta Batterie Galvanisches element
JPH0334270A (ja) * 1989-06-30 1991-02-14 Nippon Kagaku Sangyo Kk 二次電池用電解液および二次電池
RU2025835C1 (ru) * 1991-06-07 1994-12-30 Олег Александрович Деулин Резервный химический источник тока
US5870275A (en) * 1993-12-03 1999-02-09 Sanyo Chemical Industries, Ltd. Electrolyte and electronic component using same
EP0684620B1 (en) 1993-12-03 2003-06-04 Sanyo Chemical Industries, Ltd. Electrolytic solution and electrochemical element prepared therefrom
JPH07335495A (ja) * 1994-06-07 1995-12-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電解コンデンサ駆動用電解液およびそれを用いた電解コンデンサ
JP3413380B2 (ja) 1994-06-09 2003-06-03 三洋化成工業株式会社 電解液及びそれを用いた電気化学素子
JPH09139233A (ja) * 1995-09-13 1997-05-27 Denso Corp 非水電解液二次電池
JPH09204932A (ja) * 1996-01-25 1997-08-05 Fujitsu Ltd リチウム二次電池用電解液及びリチウム二次電池
JPH09251860A (ja) * 1996-03-15 1997-09-22 Fujitsu Ltd リチウム二次電池用電解液及びリチウム二次電池
JP4823401B2 (ja) * 1996-12-30 2011-11-24 イドロ―ケベック 過フッ化アミド塩及びイオン伝導物質としてのその使用方法
JPH1140194A (ja) * 1997-07-17 1999-02-12 Denso Corp 非水電解液二次電池
TW403922B (en) * 1997-09-11 2000-09-01 Mitsui Chemicals Inc Electrolytic solution for capacitor and capacitor
JP3348405B2 (ja) * 1999-07-22 2002-11-20 エヌイーシートーキン株式会社 インドール系高分子を用いた二次電池及びキャパシタ
JP4366792B2 (ja) 1999-11-15 2009-11-18 株式会社デンソー 電池用電解液および非水電解液二次電池
KR100387393B1 (ko) * 2000-09-05 2003-06-18 삼성에스디아이 주식회사 상온 용융염을 포함하는 복합 고분자 전해질
KR100429115B1 (ko) * 2000-09-29 2004-04-29 가부시끼가이샤 도시바 알루미늄을 음극에 사용한 전지

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DE60215439D1 (de) 2006-11-30

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