JP6054956B2 - フルオロカーボン電解質添加剤を含むリチウムイオン電気化学電池 - Google Patents
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X−SO2−Rf’−SO2−Y、を有する多官能性アニオンを含み、
化学式中、X及びYは、独立して、O−又はRfSO2N−のいずれかであり、Rfは、1〜6個の炭素原子を有する直鎖又は分枝鎖フルオロアルキル部分であり、所望により、窒素、酸素、及びこれらの組み合わせから選択される1つ又は複数の鎖内へテロ原子を含有することができ、Rf’は、1〜10個の炭素原子を有する直鎖若しくは分枝鎖又は環式フルオロアルキレン部分であり、所望により、1つ又は複数の鎖内酸素原子を含有することができ、Rf及びRf’の双方が、最大で20%の非フッ素置換基を有する、リチウムイオン電気化学電池が提供される。いくつかの実施形態では、多官能性アニオンは、ジスルホネート又はジスルホニルイミドなどのジアニオンである。いくつかの実施形態では、多官能性アニオンは全フッ素化されている。
「活物質」又は「電気化学的活物質」は、互換的に使用され、リチウムと可逆的に反応し得る材料を意味する。
「リチウムをインターカレートすることが可能な」とは、リチウムと可逆的に反応し得る電気化学的活物質を意味する。
「鎖内ヘテロ原子」とは、炭素−ヘテロ原子−炭素鎖を形成するように、炭素鎖内で炭素原子に結合している炭素以外の原子(例えば、酸素及び窒素)を意味する。
「負極」とは、そこで電気化学的酸化及び脱リチウム化が放電プロセス中に発生する、電極を意味する(アノードと称されることも多い)。
「正極」とは、そこで電気化学的還元及びリチウム化が放電プロセス中に発生する、電極を意味する(カソードと称されることも多い)。
提供されるリチウムイオン電気化学電池は、化学式:
X−SO2−Rf’−SO2−Y、
(I)
を有する多官能性アニオンを含む電解質中の添加剤を含み、化学式中、X及びYは、独立して、O−又はRfSO2N−のいずれかであり、Rfは、1〜6個の炭素原子を有する直鎖又は分枝鎖フルオロアルキル部分であり、Rf’は、1〜10個の炭素原子を有する直鎖若しくは分枝鎖又は環式フルオロアルキレン部分である。Rfは、所望により、窒素、酸素、又はこれらの組み合わせから選択される1つ又は複数の鎖内へテロ原子を含有することができ、またRf’は、所望により、1つ又は複数の鎖内酸素原子を含有することができる。Rf及びRf’の双方は所望により、最大で20%の水素である非フッ素置換基を有する、部分的フッ素化物であり得る。電解質はまた、後述するように、他の添加剤を含み得る。いくつかの実施形態では、多官能性アニオンはジアニオンである。いくつかの実施形態では、多官能性アニオンは全フッ素化されている。
−O3SCF2CF2SO3 −、−O3SCF2CF2CF2SO3 −、−O3SCF2CF2CF2CF2SO3 −、
−O3SCF2 CF2CF2CF2CF2CF2SO3 −、−O3SCF2 CF2CF2CF2CF2CF2CF2CF2SO3 −、
−O3SCF2CF(CF3)CF2SO3 −、−O3SCF2CF2OCF2CF2SO3 −、
及び
CF3SO2N(−)SO2CF2CF2SO2N(−)SO2CF3、
CF3SO2N(−)SO2CF2CF2CF2CF2SO2N(−)SO2CF3、
C4F9SO2N(−)SO2CF2CF2CF2SO2N(−)SO2C4F9、
CF3SO2N(−)SO2CF2CF(CF3)CF2SO2N(−)SO2CF3、及び
CF3SO2N(−)SO2CF2CF2OCF2CF2SO2N(−)SO2CF3が挙げられる。
LiOHの水溶液を、機械的攪拌器、温度形、還流凝縮器、及び添加用漏斗が装備された丸底フラスコ内で、53.091gのLiOH−H2O(FMC Corp.,Philadelphia,PAから入手可能)を275mLの脱イオン水中に溶解することによって調製した。60℃にて攪拌中のLiOH溶液に、80.00gのFSO2(CF2)3SO2F(P.Sartoriら、J.Fluorine Chem.、83、145〜149(1997)及び米国特許第3,476,753号(Hansen)に記載される既知の電気化学的フッ素化方法によって調製した)を、添加用漏斗から1時間かけて徐々に添加した。添加速度は、反応混合物を反応発熱から85℃を上回って加熱するのを回避するように制御した。添加が完了した後、更に約3時間、攪拌しながら80℃での加熱を継続して、加水分解を完了まで進行させ、次に反応混合物を室温まで冷却した。冷却した反応混合物を、攪拌しながら過剰のドライアイスで処理し、残留LiOHをLi2CO3に変換した。数グラムのセライト(Sigma−Aldrich、Milwaukee,WIから入手可能)を攪拌しながら添加し、得られたスラリーを吸引濾過して、不溶性の固体(主にLiF及びLi2CO3)を除去した。回収された水性濾液を、パイレックス(登録商標)パン内で90℃対流式オーブンにて一晩加熱し、次に真空オーブン内で20トール(2.67kPa)、135℃にて更に乾燥させることによって蒸発乾固した。得られた乾燥塩を、200mLのエタノール(200プルーフ)中に溶解し、吸引濾過して、残留LiF及びLi2CO3固体を除去した。濾液を、回転蒸発器上で30〜80℃、20トール(2.67kPa)にて蒸発乾固し、透明で粘稠な油を得た。前記油に200mlのトルエンを添加し、それを次に50〜90℃、20トール(2.67kPa)にて回転蒸蒸発によって除去して、残留エタノールを取り去った。後者のプロセスを2回反復し、白色固体粉末を得た。前記固体を、ガラスジャーに移し、真空オーブン内で140℃、10mトル(1.3Pa)にて一晩乾燥して、本質的に全ての水及び残留揮発性有機溶剤を除去した。合計79.1gの生成物を回収した(FSO2(CF2)3SO2Fを基準として96%の収率)。生成物の同定及び純度を、定量的19F NMR分析によって決定した(99.3重量%のLiOSO2(CF2)3SO2OLi、0.7重量%のLiOSO2CF2CF(CF3)SO2OLi、0.02重量%のCF3COOLi)。
基準電解質中のC3DSの溶解速度は低速であるため、初期の混合後、電解質中のC3DSの時間依存性濃度を知ることが必要であった。溶解されたC3DSの濃度を、19F NMR分光法を用いて測定した。0.5重量%のC3DSを、基準電解質処方、エチレンカーボネート(EC):エチルメチルカーボネート(EMC)(容積比3:7)(Novolyte,Independence、OHから入手可能)中の1.0MのLiPF6に入れた。その混合物を、水分レベルが5ppm未満であるArパージグローブボックス内で、それぞれ、0分(<1分)、30分、及び4時間の間攪拌した。次に、この混合物のアリコートを濾過し、密封したNMR管内へと移した。NMRサンプルを、Bruker 500MHz NMR分光計上で分析した。図1は、4時間攪拌後の、電解質溶液の19F NMRスペクトルである。図1において、−74ppmにおけるダブレットは、LiPF6の共鳴の結果である。−114ppmにおけるピークA及び−119ppmにおけるピークBは、それぞれ、C3DS中のフッ素原子A及びBに帰属される。
LiOSO2CF2CF2CF2SO2OLi
A B A
C4DSを、FSO2(CF2)4SO2F(調製例1に記載される通り、電気化学的フッ素化によって調製した)が出発物質として使用されたことを除いて、調製例1と同じ手順を用いて調製した。生成物を分離し、その同定及び純度を19F NMR分析によって決定した(99.210重量%のLiO3S(CF2)4SO3Li)。
二官能性イミド酸、CF3SO2NHSO2(CF2)4SO2NHSO2CF3を、米国特許第7,517,604号、第10コラム、40行目に記載される手順に従って、四水和物として調製した。この材料(66.7g)を、電磁攪拌棒、加熱マントル、クライゼンアダプタ、熱電対プローブ、添加用漏斗、及び水冷コンデンサ付きDean−Starkトラップを装備した500mLの二首丸底フラスコに入れた。脱イオン水(16.7mL)を、室温にて攪拌しながら添加して、二官能性イミド酸を溶解した。次に、6.55gのLiOH−H2Oを攪拌しながら添加して、酸を部分的に中和した。発熱がおさまった後、1.71gのLi2CO3を添加して、中和を完了した。発泡(CO2の発生による)がおさまった後、反応混合物を、攪拌しながら70〜80℃へ加熱した。次に、9.0mLの50% H2O2水溶液を攪拌しながら滴下添加して、小規模の不純物によって引き起こされた茶色を退色した。全ての過酸化水素を添加した後、攪拌しながら反応温度を80℃で1時間維持して、退色処理を完了した。漂白が完了した後、反応温度を高めて、水を蒸留させた。合計で12mLの水をDean Starkトラップに収集し、廃棄して、ポット内に残留するジリチウム塩を約80%固形分に濃縮した。濃縮物を室温まで冷却すると、ジリチウム塩が水溶液中に溶解して残った。濃縮物を、0.2ミクロンGHP膜(Pall Life Sciences,Port Washington,NYから入手可能)を通過させる吸引濾過して、過剰な溶解されていなリチウムカーボネートを除去し、7.0のpHを有する無色透明の濾液を得た。濾液をPYREX(登録商標)結晶皿に移し、対流式オーブン内で160℃にて部分的に乾燥して、白色固体を形成した。白色固体をガラスジャーに移し、真空オーブン内で150℃、0.01トール(1.33Pa)にて一晩、更に乾燥した。真空で室温付近まで冷却した後、生成物の純粋な白色粉末を、保管及びサンプリング用の乾燥した箱内へと窒素下ですみやかに移した。(Li+)2[CF3SO2NSO2(CF2)4SO2NSO2CF3]2−(C4DI)の単離収率は、59.45g(96.8%収率)であった。定量的19F NMR分析は、97.2重量%の純度を有する生成物の化学構造を確認した。
電極の調製
95重量%のLiNi0.4Mn0.4Co0.2O2(正極活物質、3M,St.Paul,MNから入手可能)、2.5重量%のSuper P carbon(Timcal Graphite and Carbon,Bodio,Switzerlandから入手可能な導電剤)、及び2.5重量%のポリフッ化ビニリデン結合剤(Arkema Inc.,King of Prussia,PAから入手可能なKYNAR RX PVDF)を、1−メチル−2−ピロリジノン(Honeywellから入手可能なNMP)中で溶剤として混合した。上述の溶液の固体含有量は58.3重量%であり、スラリー湿潤密度は1.91g/cm3であった。次に、得られたスラリーをアルミホイル上にコーティングし、120℃にて乾燥し、正極(カソード)を調製した。次に得られたカソードを、使用前に2.91g/cm3(30%有孔率)にカレンダー仕上げをした。同様に、92重量%のMAGEグラファイト(Hitachiから入手可能な負極活物質)及び8重量%のPAA−Li結合剤(水中LiOHで中和することによってPAA(Sigma−Aldrichから入手可能なポリアクリル酸)から調製した)を、溶剤としての水中で混合した。得られた混合物を、銅ホイルに塗布し、乾燥して、負極を生成した。アノードを、電池の組み立て前に1.61g/cm3(25%有孔率)にカレンダー仕上げをした。
容量で3:7の比を有するエチレンカーボネート(EC):エチルメチルカーボネート(EMC)(どちらもNovolyteから入手可能)を含む、非水性溶剤混合物を調製した。リチウム塩、LiPF6(Novolyteから入手可能)を、上述の溶剤混合物に溶解して、1.0Mの電解質原液を調製した。種々の量の添加剤を、後述の実施例に示すように、1.0Mの電解質溶液に添加した。全ての電解質は、5ppm未満の水分含有量を有するArパージグローブボックス内で調製した。上述の配合した電解質を、リチウムイオン電池への注入の直前に濾過した。
コイン電池を、乾燥室内で、得られたカソード及びアノードを用いて、2325寸法法(23mm直径及び2.5mm厚)ステンレス鋼コイン電池ハードウェアにおいて製造した。2つの層のCELGARD #2335(Celgard,Charlotte,NCから入手可能)を、セパレータとして使用した。上述に記載された通りに調製された100μlの電解質を、コイン電池に手動で注入した。最後に、電池を圧着によって封止した。
コイン電池試験条件(電圧上下限、温度、及びレート)は、添加剤を伴う性能と伴わない性能との区別化を可能にするため、コントロール電池において200サイクルにわたって、電池にストレスを加え、著しい容量低下を引き起こすように選択した。添加剤試験を、後述の試験プロトコルを使用して、2つの異なる温度にて実行した(室温及び60℃)。任意の所与の電池に関して、形成及びサイクル動作は同一温度にて実行した。
1)標準形成工程(C/30リミットまでの定電圧トリクルで、C/8にて4.4Vまで定電流充電−開回路電圧にて15分休止−C/8〜2.5Vにて定電流放電−開回路電圧にて15分休止)
2)C/20リミットまでの定電圧トリクルで、C/2レートにて4.4Vまで定電流充電
3)1Cレートにて2.5Vまで定電流放電−開回路電圧にて15分休止
4)工程2〜3を更に200サイクル反復
コイン電池を、上述のカソード及びアノードで調製した。表Iに示す添加剤を、上述の1.0MのLiPF6を含有する処方した電解質原液に添加した。
コイン電池を、上述のカソード及びアノードで調製した。容積比3:7を有するEC:EMCを含む非水性溶剤混合物を調製した。リチウム塩、LiPF6を、上述の溶剤混合物に溶解して、1.0Mの電解質溶液を調製した。表2に示す添加剤を、上述の1.0MのLiPF6電解質原液に添加した。この基準(又はコントロール)サンプルを分けるため、電解質溶液に、それぞれ、2.0重量%のビニレンカーボネート(VC)、2.0重量%のC4DI、及び2.0重量%のVC+2.0重量%のC4DIの混合物を添加した。全ての電解質は、5ppm未満の水分含有量を有するArパージグローブボックス内で調製した。
高電圧LiMn1.5Ni0.5O4スピネルカソードをコイン電池中に利用したことを除いて、実施例5〜6及び比較実施例5〜6用のコイン電池を実施例1〜2及び比較実施例1〜2に関するものと同じ様式で構成した。高電圧スピネルLiMn1.5Ni0.5O4カソード材料を含有する正極を、固体状態プロセスを使用して調製した。前駆体粉末NiO、Mn2O3、Li2Oを、ローラーミルと自動粉砕との組み合わせによって一緒に混合した。前記材料を次に、900℃〜750℃の温度プロファイルを有するファーネス内で焼結した。冷却後、材料を軽くすりつぶし、100ミクロンにて篩過した。その後、LiMn1.5Ni0.5O4粉末を、Mazerustarミキサ内でPVDF、NMP、及びSuper Pと混合して、90:5:5コーティングスラリーを生成した。以下の5Vサイクル動作研究におけるカソードとしての使用のために、スラリーをアルミホイル上にコーティングし、120℃にて真空下で乾燥した。
LiNi0.4Mn0.4Co0.2O2カソードと、MAGEグラファイトアノードと、添加剤を含まない、2重量%のビニレンカーボネート添加剤を含む、0.5重量%のHQ−115(比較のフッ素化電解質添加剤、3M,St.Paul,MNから入手可能)を含む、0.09重量%のC3DSを含む、0.09重量%のC4DSを含む、及び0.5重量%のC4DI添加剤を含む電解質と、を有するコイン電池を、4.2V〜2.8Vの間で室温にてC/10レートで7回、充電及び放電させた。その後、電池を100%充電状態(SOC)で4.2Vの端子電圧に充電した。次に、全てのコイン電池を、60℃のオーブンで1週間保管した。その後、バッテリを室温にて4回、放電及び充電させた。熱保管の前後の電池の放電容量を収集し、バッテリの不可逆容量損失(IRC)を図5の概略図に基づいて算出した。図6は、C3DS、C4DS、及びC4DI添加剤が、添加剤を伴わないコントロール電池と比較して、高温で保管された電池の不可逆容量損失を低減することをはっきりと示す。0.09重量%のC3DS、0.09重量%のC4DS、及び0.5重量%のC4DIに伴って獲得される性能改善のレベルは、ビニレンカーボネート添加剤(2.0重量%)の著しく高い充填を使用して獲得されるものに匹敵し、また0.5重量%のHQ−115を使用して獲得されるものより良好である。
既知の量の水が存在するときにコイン電池性能に及ぼすC4DI添加剤の影響を決定するために、基準電解質を含有する電池、及び添加された2.0重量%のC4DIを伴う電解質を含有する電池の全てに、1000ppmの水を混入して(電解質中)、室温にてC/5レートで4.2V〜2.8Vの間でサイクル動作した。図7は、これらの電池の比放電容量対サイクル数を示す。2.0重量%のC4DIの添加は、放電容量を大幅に改善し、また、1000ppmの水混入を含有するリチウムイオン電池のインピーダンス上昇を低減する。
1H及び19F NMR分光法を利用して、LiPF6含有電解質中に水混入が存在する場合に、C4DIが、LiPF6の加水分解安定性を著しく改善し、HF発生を抑制し得るかを決定した。まず、2.0重量%のC4DIを、基準の電解質処方、1MのLiPF6EC:EMC(容積比3:7)に投入した。次に、300ppmの脱イオン水を、露点が−70℃未満である乾燥室内で、基準電解質のサンプルと、2.0重量%C4DIを含有する電解質のサンプルとにそれぞれ添加した。プラスチックバイアル瓶中で室温にて24時間保管した後、各溶液を密封したNMR管に移した。NMRサンプルを、Bruker 500MHz NMR分光計上で分析した。基準電解質の1H NMRスペクトルにおいて、7.8ppmにおけるダブレットは、HFの陽子共鳴の結果であった。同様に、HFはまた、基準電解質の19F NMRスペクトルでは、−189ppmにおけるダブレット出現として識別された(H−F結合に起因する分裂)。また、フルオロリン酸OPF2OHが、基準電解質の19F NMRスペクトルにおいて−88ppmにおけるダブレットとして識別された。興味深いことに、2.0重量%のC4DI添加剤を含有する電解質に関しては、HF及びOPF2OH信号は観察されず、C4DIは、LiPF6加水分解及び関連するHFの発生を抑制することが示唆される。抑えられたHF発生は、酸誘発性の電解質溶剤の分解を制限し、また電極表面における望ましくない酸誘発性反応を低減することによって、電解質の安定性に対して有益であると期待される。
X−SO2−Rf’−SO2−Y、を有する多官能性アニオンを含み、
化学式中、X及びYは、独立して、O−又はRfSO2N−のいずれかであり、Rfは、1〜6個の炭素原子を有する直鎖又は分枝鎖フルオロアルキル部分であり、また所望により、窒素、酸素、又はこれらの組み合わせから選択される1つ又は複数の鎖内へテロ原子を含有することができ、Rf’は、1〜10個の炭素原子を有する直鎖若しくは分枝鎖又は環式フルオロアルキレンであり、また所望により、1つ又は複数の鎖内酸素原子を含有することができ、Rf及びRf’の双方が、最大で20%の非フッ素置換基を有する、
リチウムイオン電気化学電池である。
−OSO2(CF2)nSO2O−、を有するジアニオンであり、
化学式中、n=1〜10である、実施形態1によるリチウムイオン電気化学電池である。
実施形態6は、前記添加剤が、電解質の総重量の約0.1重量パーセント〜約1.0重量パーセントの量で存在する、実施形態4によるリチウムイオン電気化学電池である。
RfSO2−N−−SO2−(CF2)n−SO2−N−−SO2Rf、を有する、実施形態1によるリチウムイオン電気化学電池である。
X−SO2−Rf’−SO2−Y、を有する多官能性アニオンを添加する工程と、を含み、
化学式中、X及びYは、独立して、O−又はRfSO2N−のいずれかであり、Rfは、1〜6個の炭素原子を有する直鎖又は分枝鎖フルオロアルキル部分であり、かつ所望により、酸素、窒素、又はこれらの組み合わせから選択される1つ又は複数の鎖内へテロ原子を含有することができ、Rf’は、1〜10個の炭素原子を有する直鎖若しくは分枝鎖又は環式フルオロアルキレンであり、かつ所望により、1つ又は複数の鎖内酸素原子を含有することができ、Rf及びRf’の双方が、最大で20%の非フッ素置換基を有する、
方法である。
RfSO2−N−−SO2−(CF2)n−SO2−N−−SO2Rf、を有する多官能性アニオンを含み、
化学式中、Rfは、1〜6個の炭素原子を有する直鎖又は分枝鎖フルオロアルキル部分であり、かつ所望により、窒素、酸素、又はこれらの組み合わせから選択される1つ又は複数の鎖内へテロ原子を含有することができ、Rfは、最大で20%の非フッ素置換基を有する、リチウムイオン電気化学電池である。
−O−SO2−Rf’−SO2−O−、を有する多官能性アニオンを含み、
化学式中、Rf’は、1〜10個の炭素原子を有する分枝鎖又は環式フルオロアルキレンであり、かつ所望により、1つ又は複数の鎖内酸素原子を含有することができ、Rf’は、最大で20%の非フッ素置換基を有する、リチウムイオン電気化学電池。
Claims (2)
- リチウム金属酸化物又はリチウム金属リン酸塩を含む正極と、
リチウムをインターカレートする又はリチウムと合金化することが可能な負極と、
添加剤を含む液体又はゲル電解質と、を含み、
前記添加剤が、化学式:
X−SO2−Rf’−SO2−Y、を有する多官能性アニオンを含み、
化学式中、X及びYのいずれもO−である、又はX及びYのいずれもRfSO2N−であり、
Rfは、1〜6個の炭素原子を有し、窒素、酸素、又はこれらの組み合わせから選択される1つ又は複数の鎖内へテロ原子を含有してもよい直鎖又は分枝鎖フルオロアルキル部分であり、
Rf’は、1〜10個の炭素原子を有し、1つ又は複数の鎖内酸素原子を含有してもよい直鎖若しくは分枝鎖又は環式フルオロアルキレンであり、
Rf及びRf’の双方が、最大で20%の、水素である非フッ素置換基を有し、
(i)前記X及びYがO−である場合、前記多官能性アニオンは、前記電解質の総重量の0.01〜3.0重量パーセントの量で前記電解質中に存在し、(ii)前記X及びYがRfSO2N−である場合、前記多官能性アニオンは、前記電解質の総重量の0.01〜5.0重量パーセントの量で前記電解質中に存在する、リチウムイオン電気化学電池。 - リチウムイオン電気化学電池を安定化させる方法であって、
リチウム金属酸化物正極又はリチウム金属リン酸塩正極と、リチウムをインターカレートする又はリチウムと合金化することが可能な負極と、液体電解質と、を有する、リチウムイオン電気化学電池を準備する工程と、
化学式:
X−SO2−Rf’−SO2−Y、を有する多官能性アニオンを添加する工程と、を含み、
化学式中、X及びYのいずれもO−である、又はX及びYのいずれもRfSO2N−であり、
Rfは、1〜6個の炭素原子を有し、窒素、酸素、又はこれらの組み合わせから選択される1つ又は複数の鎖内へテロ原子を含有してもよい直鎖又は分枝鎖フルオロアルキル部分であり、
Rf’は、1〜10個の炭素原子を有し、1つ又は複数の鎖内酸素原子を含有してもよい直鎖若しくは分枝鎖又は環式フルオロアルキレンであり、
Rf及びRf’の双方が、最大で20%の、水素である非フッ素置換基を有し、
(i)前記X及びYがO−である場合、前記多官能性アニオンは、前記電解質の総重量の0.01〜3.0重量パーセントの量で前記電解質中に存在し、(ii)前記X及びYがRfSO2N−である場合、前記多官能性アニオンは、前記電解質の総重量の0.01〜5.0重量パーセントの量で前記電解質中に存在する、方法。
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US10637061B2 (en) * | 2015-05-29 | 2020-04-28 | Nec Corporation | Lithium ion secondary battery |
FR3038455B1 (fr) * | 2015-07-01 | 2020-03-13 | Renault S.A.S. | Compose utilise en tant qu'additif dans un electrolyte pour batterie a circulation d'ions |
US10615456B2 (en) | 2015-11-06 | 2020-04-07 | Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. | Additive for nonaqueous electrolyte solutions, nonaqueous electrolyte solution and electricity storage device |
KR101898240B1 (ko) * | 2015-12-24 | 2018-10-29 | 주식회사 포스코 | 리튬 이차 전지용 양극 활물질의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 |
US10707531B1 (en) | 2016-09-27 | 2020-07-07 | New Dominion Enterprises Inc. | All-inorganic solvents for electrolytes |
KR102160709B1 (ko) | 2017-04-14 | 2020-09-28 | 주식회사 엘지화학 | 고분자 고체 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
JP2019021622A (ja) * | 2017-07-13 | 2019-02-07 | Tdk株式会社 | 二次電池用電解質および二次電池 |
CN109428081A (zh) * | 2017-08-31 | 2019-03-05 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 一种电池、正极浆料及极片以及清除杂质锂的方法 |
US10985407B2 (en) | 2017-11-21 | 2021-04-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | All-solid-state secondary battery including anode active material alloyable with lithium and method of charging the same |
WO2019181278A1 (ja) * | 2018-03-23 | 2019-09-26 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | リチウム二次電池 |
US10895606B1 (en) * | 2018-05-25 | 2021-01-19 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Multi-short circuit mode electrochemical cell test method |
US11824155B2 (en) | 2019-05-21 | 2023-11-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | All-solid lithium secondary battery and method of charging the same |
US11881558B2 (en) * | 2020-01-09 | 2024-01-23 | Apple Inc. | Electrolytes for lithium-containing battery cells |
WO2023120687A1 (ja) * | 2021-12-24 | 2023-06-29 | 株式会社村田製作所 | 二次電池 |
JPWO2023120688A1 (ja) * | 2021-12-24 | 2023-06-29 | ||
CN118402110A (zh) * | 2021-12-24 | 2024-07-26 | 株式会社村田制作所 | 二次电池用电解液以及二次电池 |
JPWO2023119949A1 (ja) * | 2021-12-24 | 2023-06-29 | ||
JPWO2023162432A1 (ja) * | 2022-02-25 | 2023-08-31 | ||
CN117175145B (zh) * | 2023-11-01 | 2024-01-30 | 柔电(武汉)科技有限公司 | 一种纤维素基全固态聚合物电解质隔膜及制备方法及应用 |
Family Cites Families (91)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3476753A (en) | 1965-05-03 | 1969-11-04 | Minnesota Mining & Mfg | Tertiaryamino perfluoro alkylene sulfonic acid fluorides |
JPS61289614A (ja) | 1985-06-18 | 1986-12-19 | 旭硝子株式会社 | 電気二重層コンデンサ |
EP0296589B1 (en) | 1987-06-24 | 1993-09-01 | Hitachi Maxell Ltd. | Non-aqueous electrochemical cell |
US4857423A (en) | 1987-11-30 | 1989-08-15 | Eic Labotatories, Inc. | Overcharge protection of secondary, non-aqueous batteries |
US4935316A (en) | 1989-07-25 | 1990-06-19 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Overdischarge protection in high-temperature cells and batteries |
JP2803332B2 (ja) | 1990-06-22 | 1998-09-24 | 日本板硝子株式会社 | 溝型枠材とガラスとの接着方法 |
JPH0536439A (ja) | 1991-07-31 | 1993-02-12 | Sony Corp | 非水電解液二次電池 |
JP3016447B2 (ja) | 1991-08-29 | 2000-03-06 | 株式会社ユアサコーポレーション | 非水電解液電池 |
JP3043175B2 (ja) | 1992-03-13 | 2000-05-22 | 富士電気化学株式会社 | リチウム二次電池 |
US5278000A (en) | 1992-09-02 | 1994-01-11 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Overcharge and overdischarge protection of ambient temperature secondary lithium cells |
JP3259436B2 (ja) | 1993-05-31 | 2002-02-25 | ソニー株式会社 | 非水電解液二次電池 |
JP3809657B2 (ja) | 1994-03-07 | 2006-08-16 | ソニー株式会社 | 非水電解液二次電池 |
US5536599A (en) | 1994-05-16 | 1996-07-16 | Eic Laboratories Inc. | Solid polymer electrolyte batteries containing metallocenes |
JP3404929B2 (ja) | 1994-10-13 | 2003-05-12 | 日本電池株式会社 | 非水電解液電池 |
US5514493A (en) * | 1995-03-06 | 1996-05-07 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Perfluoroalkylsulfonates, sulfonimides, and sulfonyl methides, and electrolytes containing them |
JP3493873B2 (ja) | 1995-04-28 | 2004-02-03 | ソニー株式会社 | 非水電解液二次電池 |
JP3669024B2 (ja) | 1995-05-26 | 2005-07-06 | ソニー株式会社 | 非水電解液二次電池 |
CA2156800C (en) | 1995-08-23 | 2003-04-29 | Huanyu Mao | Polymerizable aromatic additives for overcharge protection in non-aqueous rechargeable lithium batteries |
CA2163187C (en) | 1995-11-17 | 2003-04-15 | Huanyu Mao | Aromatic monomer gassing agents for protecting non-aqueous lithium batteries against overcharge |
JP3669064B2 (ja) | 1996-08-01 | 2005-07-06 | ソニー株式会社 | 非水電解質二次電池 |
US5858573A (en) | 1996-08-23 | 1999-01-12 | Eic Laboratories, Inc. | Chemical overcharge protection of lithium and lithium-ion secondary batteries |
US5882812A (en) | 1997-01-14 | 1999-03-16 | Polyplus Battery Company, Inc. | Overcharge protection systems for rechargeable batteries |
JP3575735B2 (ja) | 1997-05-16 | 2004-10-13 | Necトーキン栃木株式会社 | 非水系の再充電可能なリチウム電池 |
CA2205683C (en) | 1997-05-16 | 2001-05-15 | Moli Energy (1990) Limited | Polymerizable additives for making non-aqueous rechargeable lithium batteries safe after overcharge |
DE69801466T2 (de) | 1997-06-19 | 2002-05-02 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Lithiumakkumulator |
DE19733948A1 (de) * | 1997-08-06 | 1999-02-11 | Merck Patent Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Perfluoralkan-1-sulfonyl(perfluoralkylsulfonyl) imid-N-sulfonyl enthaltende Methanide, Imide und Sulfonate, und Perfluoralkan-1-N-(sulfonylbis(perfluoralkylsulfonyl)methaniden) |
GB9717220D0 (en) | 1997-08-15 | 1997-10-22 | Aea Technology Plc | Eklectrolyte for a rechargeable cell |
US6004698A (en) | 1997-08-21 | 1999-12-21 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Solid polymer electrolyte electrochemical storage cell containing a redox shuttle additive for overcharge protection |
JPH1167274A (ja) | 1997-08-22 | 1999-03-09 | Daikin Ind Ltd | リチウム二次電池及び高分子ゲル電解質並びにリチウム二次電池用結着剤 |
CA2216898C (en) | 1997-09-26 | 2005-03-22 | Moli Energy (1990) Limited | Improved additives for overcharge protection in non-aqueous rechargeable lithium batteries |
US6045952A (en) | 1998-03-23 | 2000-04-04 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Electrochemical storage cell containing a substituted anisole or di-anisole redox shuttle additive for overcharge protection and suitable for use in liquid organic and solid polymer electrolytes |
US6063522A (en) * | 1998-03-24 | 2000-05-16 | 3M Innovative Properties Company | Electrolytes containing mixed fluorochemical/hydrocarbon imide and methide salts |
US6203944B1 (en) | 1998-03-26 | 2001-03-20 | 3M Innovative Properties Company | Electrode for a lithium battery |
US6228516B1 (en) | 1998-04-02 | 2001-05-08 | Motorola, Inc. | Self-switching electrochemical cells and method of making same |
JPH11307122A (ja) | 1998-04-24 | 1999-11-05 | Yuasa Corp | リチウム二次電池 |
US6255017B1 (en) | 1998-07-10 | 2001-07-03 | 3M Innovative Properties Co. | Electrode material and compositions including same |
JP2939469B1 (ja) | 1998-07-31 | 1999-08-25 | 三洋電機株式会社 | 非水系電池用電解液およびこの電解液を用いた二次電池 |
JP2983205B1 (ja) | 1998-07-31 | 1999-11-29 | 三洋電機株式会社 | 非水系二次電池 |
JP2000195554A (ja) | 1998-11-11 | 2000-07-14 | Sanyo Electric Co Ltd | リチウム二次電池 |
JP4296620B2 (ja) | 1998-11-18 | 2009-07-15 | ソニー株式会社 | 非水電解液電池 |
JP2000228215A (ja) | 1999-02-04 | 2000-08-15 | Sanyo Electric Co Ltd | リチウム二次電池 |
JP2000251932A (ja) | 1999-02-24 | 2000-09-14 | Sony Corp | 非水電解質二次電池 |
JP2000277147A (ja) | 1999-03-25 | 2000-10-06 | Sony Corp | 非水電解質二次電池 |
DE19919347A1 (de) * | 1999-04-28 | 2000-11-02 | Merck Patent Gmbh | Verfahren zur Aufreinigung von Methanid-Elektrolyten (II) |
JP4020571B2 (ja) | 1999-06-25 | 2007-12-12 | 三洋電機株式会社 | リチウム二次電池 |
JP3670895B2 (ja) | 1999-08-04 | 2005-07-13 | 三洋電機株式会社 | リチウム二次電池 |
JP3831550B2 (ja) | 1999-08-16 | 2006-10-11 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質電池 |
JP3558007B2 (ja) | 1999-09-30 | 2004-08-25 | 宇部興産株式会社 | 非水電解液およびそれを用いたリチウム二次電池 |
US6372829B1 (en) | 1999-10-06 | 2002-04-16 | 3M Innovative Properties Company | Antistatic composition |
WO2001029920A1 (en) | 1999-10-18 | 2001-04-26 | The Regents Of The University Of California | Shutdown and redox shuttle additives for batteries |
JP3617447B2 (ja) | 1999-12-01 | 2005-02-02 | 松下電器産業株式会社 | リチウム二次電池 |
WO2001052341A1 (en) * | 2000-01-11 | 2001-07-19 | 3M Innovative Properties Company | Perfluoroalkanesulfonate salts in electrochemical systems |
JP2001210364A (ja) | 2000-01-26 | 2001-08-03 | Mitsubishi Chemicals Corp | 非水系電解液およびこれを用いた二次電池 |
US6596439B1 (en) | 2000-04-26 | 2003-07-22 | Quallion Llc | Lithium ion battery capable of being discharged to zero volts |
KR100337889B1 (ko) | 2000-06-22 | 2002-05-24 | 김순택 | 리튬 2차전지 |
JP3475911B2 (ja) | 2000-05-25 | 2003-12-10 | 宇部興産株式会社 | 非水電解液およびそれを用いたリチウム二次電池 |
JP4843832B2 (ja) | 2000-05-26 | 2011-12-21 | 三菱化学株式会社 | 非水系電解液及びこれを用いた二次電池 |
US6660432B2 (en) | 2000-09-14 | 2003-12-09 | Ilion Technology Corporation | Lithiated oxide materials and methods of manufacture |
KR100914878B1 (ko) | 2000-10-03 | 2009-08-31 | 우베 고산 가부시키가이샤 | 리튬 이차 전지 및 비수용성 전해 용액 |
JP2002134166A (ja) | 2000-10-20 | 2002-05-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液とそれを用いた非水電解液二次電池 |
ITMI20010008A1 (it) * | 2001-01-03 | 2002-07-03 | Ausimont Spa | Additivi per fluoropolieterei per applicazioni elettromagnetiche |
CA2435794C (en) | 2001-01-24 | 2009-12-29 | Koji Abe | Nonaqueous electrolytic solution and lithium secondary batteries |
JP5011606B2 (ja) | 2001-04-13 | 2012-08-29 | パナソニック株式会社 | 有機電解液電池 |
US6964828B2 (en) | 2001-04-27 | 2005-11-15 | 3M Innovative Properties Company | Cathode compositions for lithium-ion batteries |
US6680145B2 (en) | 2001-08-07 | 2004-01-20 | 3M Innovative Properties Company | Lithium-ion batteries |
JP4190188B2 (ja) | 2002-01-24 | 2008-12-03 | 三洋電機株式会社 | リチウム二次電池 |
JP2005521220A (ja) | 2002-03-22 | 2005-07-14 | エルジー ケミカル エルティーディー. | 過放電防止剤を含むリチウム二次電池 |
US7482302B2 (en) * | 2003-02-14 | 2009-01-27 | Daikin Industries, Ltd. | Fluorosulfonic acid compound, process for producing the same, and use thereof |
WO2004100293A1 (ja) | 2003-05-09 | 2004-11-18 | Sony Corporation | 負極活物質及びその製造方法、これを用いた非水電解質二次電池 |
US7498100B2 (en) | 2003-08-08 | 2009-03-03 | 3M Innovative Properties Company | Multi-phase, silicon-containing electrode for a lithium-ion battery |
CN1894822B (zh) * | 2003-12-15 | 2010-06-02 | 日本电气株式会社 | 二次电池 |
JP4345641B2 (ja) * | 2003-12-15 | 2009-10-14 | 日本電気株式会社 | 二次電池 |
JP4449907B2 (ja) * | 2003-12-15 | 2010-04-14 | 日本電気株式会社 | 二次電池用電解液およびそれを用いた二次電池 |
CN100481586C (zh) | 2004-04-01 | 2009-04-22 | 3M创新有限公司 | 用于可再充电锂离子电池的氧化还原对 |
JP5053834B2 (ja) | 2004-04-01 | 2012-10-24 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 再充電可能なリチウム−イオンバッテリーの過放電保護のためのレドックスシャトル |
US20060046144A1 (en) | 2004-09-01 | 2006-03-02 | 3M Innovative Properties Company | Anode composition for lithium ion battery |
CN100438197C (zh) * | 2004-09-24 | 2008-11-26 | 比亚迪股份有限公司 | 一种非水电解液及其锂离子二次电池 |
US7615312B2 (en) | 2005-05-17 | 2009-11-10 | 3M Innovative Properties Company | Substituted phenothiazine redox shuttles for rechargeable lithium-ion cell |
US7615317B2 (en) | 2005-05-17 | 2009-11-10 | 3M Innovative Properties Company | N-oxide redox shuttles for rechargeable lithium-ion cell |
US7767349B2 (en) | 2005-07-25 | 2010-08-03 | 3M Innovative Properties Company | Alloy compositions for lithium ion batteries |
US7851085B2 (en) | 2005-07-25 | 2010-12-14 | 3M Innovative Properties Company | Alloy compositions for lithium ion batteries |
US7871727B2 (en) | 2005-07-25 | 2011-01-18 | 3M Innovative Properties Company | Alloy composition for lithium ion batteries |
US7517604B2 (en) | 2005-09-19 | 2009-04-14 | 3M Innovative Properties Company | Fuel cell electrolyte membrane with acidic polymer |
JP5155172B2 (ja) | 2005-10-13 | 2013-02-27 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 電気化学セルの使用方法 |
KR101354336B1 (ko) | 2005-12-01 | 2014-01-22 | 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 | 규소 함량이 높은 비결정성 합금을 기재로 하는 전극조성물 |
CN101385185B (zh) | 2006-02-17 | 2011-05-04 | 3M创新有限公司 | 含有三苯胺氧化还原梭的可充电锂离子电池 |
JP5117730B2 (ja) * | 2006-03-27 | 2013-01-16 | 日立マクセルエナジー株式会社 | 非水二次電池およびその使用方法 |
US20070269718A1 (en) | 2006-05-22 | 2007-11-22 | 3M Innovative Properties Company | Electrode composition, method of making the same, and lithium ion battery including the same |
US20090053589A1 (en) | 2007-08-22 | 2009-02-26 | 3M Innovative Properties Company | Electrolytes, electrode compositions, and electrochemical cells made therefrom |
EP2250700B1 (en) * | 2008-02-12 | 2014-09-17 | 3M Innovative Properties Company | Redox shuttles for high voltage cathodes |
JP2011096492A (ja) | 2009-10-29 | 2011-05-12 | Sony Corp | リチウム空気電池 |
-
2012
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