Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2321104C2 - Electrolyte for lithium-sulfur batteries and lithium-sulfur batteries using this electrolyte - Google Patents

Electrolyte for lithium-sulfur batteries and lithium-sulfur batteries using this electrolyte Download PDF

Info

Publication number
RU2321104C2
RU2321104C2 RU2004135236/09A RU2004135236A RU2321104C2 RU 2321104 C2 RU2321104 C2 RU 2321104C2 RU 2004135236/09 A RU2004135236/09 A RU 2004135236/09A RU 2004135236 A RU2004135236 A RU 2004135236A RU 2321104 C2 RU2321104 C2 RU 2321104C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lithium
electrolyte
sulfur
battery
eutectic
Prior art date
Application number
RU2004135236/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004135236A (en
Inventor
Владимир Сергеевич КОЛОСНИЦИН (RU)
Владимир Сергеевич КОЛОСНИЦИН
Елена Владимировна Карасёва (RU)
Елена Владимировна Карасёва
Original Assignee
Оксис Энерджи Лимитед
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Оксис Энерджи Лимитед filed Critical Оксис Энерджи Лимитед
Priority to RU2004135236/09A priority Critical patent/RU2321104C2/en
Priority to GB0504290A priority patent/GB2420907B/en
Priority to JP2007543904A priority patent/JP5466364B2/en
Priority to ES05818427T priority patent/ES2397522T3/en
Priority to PL05818427T priority patent/PL1815546T3/en
Priority to KR1020077012221A priority patent/KR101108945B1/en
Priority to CN2005800411012A priority patent/CN101084595B/en
Priority to EP05818427A priority patent/EP1815546B1/en
Priority to PCT/GB2005/004572 priority patent/WO2006059085A1/en
Priority to US11/290,825 priority patent/US8679684B2/en
Publication of RU2004135236A publication Critical patent/RU2004135236A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2321104C2 publication Critical patent/RU2321104C2/en
Priority to JP2013174859A priority patent/JP2014017256A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566Liquid materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M2010/4292Aspects relating to capacity ratio of electrodes/electrolyte or anode/cathode
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

FIELD: chemical power supplies using organic electrolytes.
SUBSTANCE: electrolytes proposed for use in lithium-sulfur batteries has electrolytic salt solutions mixed up with aprotic solvents (primarily sulfones) whose composition corresponds to or is close to eutectic one.
EFFECT: reduced low value of battery operating temperature range.
6 cl, 1 dwg, 1 tbl

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к электрохимической энергетике и, в частности, к составам безводных апротонных электролитов, предназначенных для применения в химических источниках электроэнергии с отрицательными электродами из активных материалов (лития, натрия и др.). Настоящее изобретение имеет также отношение к химическим источникам электроэнергии, содержащим такие электролиты. Более конкретно настоящее изобретение относится к компонентам электролитных систем, содержащих безводные апротонные растворители, соли и иные добавки.The present invention relates to electrochemical energy and, in particular, to compositions of anhydrous aprotic electrolytes intended for use in chemical sources of electricity with negative electrodes made of active materials (lithium, sodium, etc.). The present invention also relates to chemical power sources containing such electrolytes. More specifically, the present invention relates to components of electrolyte systems containing anhydrous aprotic solvents, salts and other additives.

Уровень техникиState of the art

Развитие современной техники требует создания новых типов аккумуляторов, обладающих, прежде всего, высокой удельной энергией, длительной циклируемостью и безопасностью. Энергетические и эксплуатационные характеристики аккумуляторов определяются свойствами используемой электрохимической системы. Основные требования к характеристикам вторичных литиевых батарей и их компонентов описывают патенты США №№5460905; 5462566; 5582623 и 5587253.The development of modern technology requires the creation of new types of batteries with, first of all, high specific energy, long cycle life and safety. The energy and operational characteristics of batteries are determined by the properties of the electrochemical system used. The main requirements for the characteristics of secondary lithium batteries and their components are described by US patent No. 5460905; 5,462,566; 5582623 and 5587253.

Наибольшей удельной энергией обладают литий-ионные аккумуляторы с жидкими и полимерными электролитами. Однако в настоящее время они достигли практически возможных энергетических характеристик. Дальнейший прогресс в области создания аккумуляторов с высокой плотностью энергии может быть при использовании новых электрохимических систем.The highest specific energy is possessed by lithium-ion batteries with liquid and polymer electrolytes. However, at present they have achieved practically possible energy characteristics. Further progress in the development of batteries with high energy density may be with the use of new electrochemical systems.

Весьма перспективна система Li-S, обладающая высокой плотностью энергии (2600 Вт*ч/кг), дешевизной, доступностью и безопасностью для природы и человека. В процессах заряда и разряда литий-серных батарей образуются растворимые соединения - полисульфиды лития. Поэтому характеристики литий-серных батарей (степень утилизации серы, длительность циклирования, температурный диапазон работоспособности и др.) в значительной мере определяются физико-химическими свойствами электролитных систем и компонентов, их составляющих, а именно растворителей и солей.The Li-S system is very promising, with a high energy density (2600 W * h / kg), low cost, accessibility and safety for nature and man. In the processes of charge and discharge of lithium-sulfur batteries, soluble compounds are formed - lithium polysulfides. Therefore, the characteristics of lithium-sulfur batteries (degree of sulfur utilization, duration of cycling, temperature range of working capacity, etc.) are largely determined by the physicochemical properties of electrolyte systems and components, their components, namely solvents and salts.

Для электролитов литиевых и литий-ионных батарей предложено использовать большое количество неводных апротонных органических растворителей различных классов, а также и их смесей. Например, составы различных электролитов описаны в патентах США №№3185590; 3578500; 3778310; 3877983; 4163829; 4118550; 4252876; 4499161; 4740436; 4060674; 4104451; 3907597; 6030720; 5079109 и Японии JP 08-298229; JP 09-147913 и JP 08-298230. Как правило, в качестве растворителей в электролитах литиевых используют замещенные и незамещенные эфиры, циклические эфиры, полиэфиры, линейные и циклические карбонаты, органические сульфиты и сульфаты, органические нитрилы и нитро-соединения, и др.For electrolytes of lithium and lithium-ion batteries, it is proposed to use a large number of non-aqueous aprotic organic solvents of various classes, as well as their mixtures. For example, compositions of various electrolytes are described in US Pat. Nos. 3,185,590; 3,578,500; 3,778,310; 3,877,983; 4,163,829; 4,118,550; 4,252,876; 4,499,161; 4,740,436; 4,060,674; 4,104,451; 3,907,597; 6,030,720; 5079109 and Japan JP 08-298229; JP 09-147913 and JP 08-298230. As a rule, substituted and unsubstituted ethers, cyclic ethers, polyesters, linear and cyclic carbonates, organic sulfites and sulfates, organic nitriles and nitro compounds, etc. are used as solvents in lithium electrolytes.

Большинство электролитных систем, предложенных для литий-ионных батарей, непригодны для использования в литий-серных батареях. Наилучшими растворителями для электролитных систем литий-серных батарей являются низкомолекулярные сульфоны [1-4]. Но низкомолекулярные сульфоны обладают высокими температурами плавления, что ограничивает нижний температурный предел их возможного применения. В патенте США №6245465 предложено в качестве апротонных растворителей для электролитов литий-серных батарей использовать нециклические сульфоны или фторированные несимметричные нециклические сульфоны, обладающие более низкими температурами плавления, их смеси, а также смеси несимметричных сульфонов с другими растворителями типа карбонатов, глимов, силоксанов и др. Однако температуры плавления предложенных сульфонов недостаточно низки для получения электролитов с желаемыми низкотемпературными свойствами. Кроме того, предложенные сульфоны дороги, что ограничивает возможность их широкомасштабного использования.Most electrolyte systems proposed for lithium-ion batteries are unsuitable for use in lithium-sulfur batteries. The best solvents for electrolyte systems of lithium-sulfur batteries are low molecular weight sulfones [1-4]. But low molecular weight sulfones have high melting points, which limits the lower temperature limit of their possible use. US Pat. No. 6,254,465 suggests using non-cyclic sulfones or fluorinated asymmetric non-cyclic sulfones having lower melting points, mixtures thereof, and also mixtures of asymmetric sulfones with other solvents such as carbonates, glymes, siloxanes, etc. as aprotic solvents for lithium-sulfur battery electrolytes. However, the melting points of the proposed sulfones are not low enough to produce electrolytes with the desired low temperature properties. In addition, the proposed sulfones are expensive, which limits the possibility of their large-scale use.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

В настоящем изобретении в качестве электролитов для литий-серных аккумуляторов предложено использовать растворы электролитных (преимущественно литиевых) солей в эвтектических и близких к эвтектическим смесях апротонных растворителей, преимущественно сульфонов с молекулярной массой от 94 до 150.In the present invention, it is proposed to use solutions of electrolyte (mainly lithium) salts in eutectic and close to eutectic mixtures of aprotic solvents, mainly sulfones with a molecular weight of 94 to 150, as electrolytes for lithium-sulfur batteries.

Применение эвтектических смесей растворителей существенно улучшает низкотемпературные свойства электролитов, что позволяет значительно понизить нижний температурный предел работоспособности литий-серных батарей, улучшить их низкотемпературные емкостные и мощностные характеристики, а также увеличить длительность циклирования при низких температурах. The use of eutectic solvent mixtures significantly improves the low-temperature properties of electrolytes, which can significantly lower the lower temperature limit of the performance of lithium-sulfur batteries, improve their low-temperature capacitive and power characteristics, and also increase the duration of cycling at low temperatures.

На чертеже изображена диаграмма состояния системы сульфолан-метилпропилсульфон.The drawing shows a state diagram of the sulfolane-methylpropylsulfone system.

Примеры осуществления изобретенияExamples of carrying out the invention

Пример 1Example 1

Были синтезированы и изучены физико-химические свойства ряда низкомолекуляных сульфонов. Полученные данные сведены в таблицу.The physicochemical properties of a number of low molecular weight sulfones were synthesized and studied. The data obtained are summarized in a table.

Наименование сульфонаName of sulfone Молекулярная массаMolecular mass Плотность 103*кг/м3 Density 10 3 * kg / m 3 Вязкость Н*с/м2, 103 Viscosity N * s / m 2 , 10 3 Мольный объем, м3/моль *106 Molar volume, m3 / mol * June 10 tзаст., °Сt stagnation. ° C nD n D εε Метилэтилсульфон*Methylethylsulfone * 108,2108,2 1,1638*1.1638 * 4,75*4.75 * 93,0*93.0 * 34,534.5 1,44531,4453 57,557.5 МетилпропилсульфонMethylpropylsulfone 122,2122,2 1,10811,1081 5,225.22 110,3110.3 32,532,5 1,44721.4472 40,240,2 МетилбутилсульфонMethyl Butyl Sulfone 136,2136.2 1,06861,0686 6,586.58 127,5127.5 30,330.3 1,44851,4485 35,135.1 СульфоланSulfolane 120,2120,2 1,25941.2594 9,049.04 95,495.4 28,428,4 1,48201.4820 42,942.9 2,4-диметилсульфолан2,4-dimethyl sulfolane 148,2148.2 1,12631,1263 6,746.74 131,6131.6 -18,0-18.0 1,47081.4708 30,030,0 • t=40°C• t = 40 ° C

Пример 2Example 2

Приготовлена смесь 0,8 мл метилпропилсульфона (tпл=32,5°С) и 0,2 мл сульфолана (tпл=28,4°С) и определена температура плавления этой смеси. Она составила +21°С.A mixture of 0.8 ml of methylpropylsulfone ( mp = 32.5 ° C) and 0.2 ml of sulfolane ( mp = 28.4 ° C) was prepared and the melting point of this mixture was determined. She was + 21 ° C.

Пример 3Example 3

Приготовлена смесь 0,6 мл метилпропилсульфона (tпл=32,5°С) и 0,4 мл сульфолана (tпл=28,4°С) и определена температура плавления этой смеси. Она составила +6°С.A mixture of 0.6 ml of methylpropylsulfone ( mp = 32.5 ° C) and 0.4 ml of sulfolane ( mp = 28.4 ° C) was prepared and the melting point of this mixture was determined. She was + 6 ° C.

Пример 4Example 4

Приготовлена смесь 0,4 мл метилпропилсульфона (tпл=32,5°С) и 0,6 мл сульфолана (tпл=28,4°С) и определена температура плавления этой смеси. Она составила - 8,5°С.A mixture of 0.4 ml of methylpropylsulfone (t PL = 32.5 ° C) and 0.6 ml of sulfolane (t PL = 28.4 ° C) was prepared and the melting point of this mixture was determined. It amounted to 8.5 ° C.

Пример 5Example 5

Приготовлена смесь 0,2 мл метилпропилсульфона (tпл=32,5°С) и 0,8 мл сульфолана (tпл=28,4°С) и определена температура плавления этой смеси. Она составила +0,5°С.A mixture of 0.2 ml of methylpropylsulfone ( mp = 32.5 ° C) and 0.8 ml of sulfolane ( mp = 28.4 ° C) was prepared and the melting point of this mixture was determined. She was + 0.5 ° C.

По температурам плавления чистых сульфонов и их смесей была построена диаграмма состояния системы сульфолан - метилпропилсульфон, которая представлена на чертеже. Экстраполяцией ветвей температурных зависимостей найден состав эвтектики и температура ее плавления. Из полученных данных следует, что температура плавления эвтектической смеси примерно на 45°С ниже температур плавления исходных сульфонов.Based on the melting points of pure sulfones and their mixtures, a state diagram of the sulfolane-methylpropylsulfone system was constructed, which is shown in the drawing. By extrapolating the branches of the temperature dependences, the composition of the eutectic and its melting temperature were found. From the data obtained it follows that the melting temperature of the eutectic mixture is approximately 45 ° C lower than the melting temperatures of the initial sulfones.

Пример 6Example 6

Был изготовлен литий-серный аккумулятор с анодом, изготовленным из металлической литиевой фольги, сепаратора Celgard и серного катода, содержавшего в качестве деполяризатора элементарную серу (70% вес.), углеродную токопроводящую добавку (Ketjenblack EC-600JD, -10% вес.) и связующее (полиэтиленоксид с молекулярной массой 4000000 - 20% вес.). Удельная поверхностная емкость катода составляла 2 мА·час/см2. Собранный аккумулятор был заправлен элктролитом, представляющим собой 1 М раствор LiClO4 в сульфолане. Аккумулятор цитировался с плотностью зарядного и разрядного тока 0,3 мА/см2 при температуре 25°С. Емкость, отданная аккумулятором на 1 цикле составила 1,45 мА·ч/см2. Степень использования серы - 72,5%.A lithium-sulfur battery with an anode made of lithium metal foil, a Celgard separator and a sulfur cathode containing elemental sulfur (70% by weight), carbon conductive additive (Ketjenblack EC-600JD, -10% by weight) and a binder (polyethylene oxide with a molecular weight of 4,000,000 - 20% by weight.). The specific surface capacitance of the cathode was 2 mA · h / cm 2 . The collected battery was charged with electrolyte, which is a 1 M solution of LiClO 4 in sulfolane. The battery was quoted with a charge and discharge current density of 0.3 mA / cm 2 at a temperature of 25 ° C. The capacity given by the battery for 1 cycle was 1.45 mA · h / cm 2 . The degree of sulfur use is 72.5%.

Пример 7Example 7

Был собран литий-серный аккумулятор таким же образом, как и в примере 6. Аккумулятор был поставлен на цитирование с плотностью зарядного и разрядного тока 0,3 мА/см2 при температуре 0°С. Емкость, отданная аккумулятором на 1 цикле составила 0,42 мА·ч/см2. Степень использования серы - 21%.A lithium-sulfur battery was assembled in the same manner as in Example 6. The battery was cited with a charge and discharge current density of 0.3 mA / cm 2 at a temperature of 0 ° C. The capacity given by the battery for 1 cycle was 0.42 mA · h / cm 2 . The sulfur utilization is 21%.

Пример 8Example 8

Был собран литий-серный аккумулятор таким же образом, как и в примере 7. Аккумулятор был поставлен на цитирование с плотностью зарядного и разрядного тока 0,3 мА/см2 при температуре 10°С. Емкость, отданная аккумулятором на 1 цикле составила 0,02 мА·ч/см2. Степень использования серы - 1%.A lithium-sulfur battery was assembled in the same manner as in Example 7. The battery was cited with a charge and discharge current density of 0.3 mA / cm 2 at a temperature of 10 ° C. The capacity given by the battery for 1 cycle was 0.02 mA · h / cm 2 . The degree of use of sulfur is 1%.

Пример 9Example 9

Был собран литий-серный аккумулятор таким же образом, как и в примере 7, но в качестве электролита был использован 1 М раствор перхлората лития в эвтектической смеси сульфолан (2 Моля) и этилбутилсульфон (1 Моль).A lithium-sulfur battery was assembled in the same manner as in Example 7, but a 1 M solution of lithium perchlorate in an eutectic mixture of sulfolane (2 mol) and ethyl butyl sulfone (1 mol) was used as an electrolyte.

Аккумулятор был поставлен на цитирование с плотностью зарядного и разрядного тока 0,3 мА/см2 при температуре 25°С. Емкость, отданная аккумулятором на 1 цикле составила 1,53 мА·ч/см2. Степень использования серы - 76,5%.The battery was cited with a charge and discharge current density of 0.3 mA / cm 2 at a temperature of 25 ° C. The capacity given by the battery for 1 cycle was 1.53 mA · h / cm 2 . The degree of sulfur use is 76.5%.

Пример 10Example 10

Был собран литий-серный аккумулятор таким же образом, как и в примере 7, но в качестве электролита был использован 1 М раствор перхлората лития в эвтектической смеси сульфолан (2 Моля) и этилбутилсульфон (1 Моль). Аккумулятор был поставлен на циклирование с плотностью зарядного и разрядного тока 0,3 мА/см2 при температуре 0°С. Емкость, отданная аккумулятором на 1 цикле составила 1,01 мА·ч/см2. Степень использования серы - 50,5%.A lithium-sulfur battery was assembled in the same manner as in Example 7, but a 1 M solution of lithium perchlorate in an eutectic mixture of sulfolane (2 mol) and ethyl butyl sulfone (1 mol) was used as an electrolyte. The battery was cycled with a charge and discharge current density of 0.3 mA / cm 2 at a temperature of 0 ° C. The capacity given by the battery for 1 cycle was 1.01 mA · h / cm 2 . The degree of use of sulfur is 50.5%.

Пример 11Example 11

Был собран литий-серный аккумулятор таким же образом, как и в примере 6, но в качестве электролита был использован 1 М раствор перхлората лития в 2,4-диметилсульфолане. Аккумулятор был поставлен на циклирование с плотностью зарядного и разрядного тока 0,3 мА/см2 при температуре 10°С. Емкость, отданная аккумулятором на 1 цикле составила 0,13 мА·ч/см2. Степень использования серы - 6,5%.A lithium sulfur battery was assembled in the same manner as in Example 6, but a 1 M solution of lithium perchlorate in 2,4-dimethyl sulfolane was used as the electrolyte. The battery was cycled with a charge and discharge current density of 0.3 mA / cm 2 at a temperature of 10 ° C. The capacity given by the battery for 1 cycle was 0.13 mA · h / cm 2 . The degree of use of sulfur is 6.5%.

Представленные примеры демонстрируют преимущества аккумуляторов с электролитом в виде растворов электролитных солей в эвтектических смесях сульфонов. При низких температурах (0°С-10°С) отдаваемая емкость и степень использования серы была выше у этих батарей в 2,5 и в 6 раз соответственно.The presented examples demonstrate the advantages of batteries with electrolyte in the form of solutions of electrolyte salts in eutectic mixtures of sulfones. At low temperatures (0 ° С-10 ° С), the given capacity and degree of sulfur utilization were higher for these batteries by 2.5 and 6 times, respectively.

Литературные источникиLiterary sources

1. Бикбаева Г.Г., Гаврилова А.А., Колосницын B.C. Разрядные характеристики литиевых элементов с твердым серным катодом в системе сульфолан-перхлорат лития. // Электрохимия. - 1993. - Т.29, №6. - С.716-720.1. Bikbaeva G.G., Gavrilova A.A., Kolosnitsyn B.C. Discharge characteristics of lithium cells with a solid sulfur cathode in the lithium sulfolane-perchlorate system. // Electrochemistry. - 1993. - T.29, No. 6. - S.716-720.

2. Колосницын B.C., Карасева Е.В., Аминева Н.А., Батыршина Г.А. Цитирование источников тока Li/S. // Электрохимия. - 2002. - Т.38, №3. - С.368-371.2. Kolosnitsyn B.C., Karaseva E.V., Amineva N.A., Batyrshina G.A. Quoting Li / S current sources. // Electrochemistry. - 2002. - T.38, No. 3. - S.368-371.

3. Колосницын В.С. Карасева Е.В. Li-S аккумуляторы: проблемы и перспективы. Фундаментальные проблемы преобразования энергии в литиевых электрохимических системах. Материалы VII Международной конференции. 24-28 июня. Саратов. - 2002 г., с.903. Kolosnitsyn V.S. Karaseva E.V. Li-S batteries: problems and prospects. Fundamental problems of energy conversion in lithium electrochemical systems. Materials of the VII International Conference. June 24-28. Saratov. - 2002, p.90

4. Колосницын B.C., Карасева Е.В., Seung D.Y., Cho M.D. Влияние состава электролитной системы на эффективность циклирования Li-S аккумуляторов. Фундаментальные проблемы преобразования энергии в литиевых электрохимических системах. Материалы VII Международной конференции. 24-28 июня. Саратов - 2002 г., с.91-93.4. Kolosnitsyn B.C., Karaseva E.V., Seung D.Y., Cho M.D. The effect of the composition of the electrolyte system on the cycling efficiency of Li-S batteries. Fundamental problems of energy conversion in lithium electrochemical systems. Materials of the VII International Conference. June 24-28. Saratov - 2002, p. 91-93.

Claims (6)

1. Электролит для литий-серной аккумуляторной батареи, представляющий собой раствор одной или нескольких электролитных солей в смеси двух или нескольких апротонных органических растворителей, отличающийся тем, что смесь апротонных растворителей является эвтектической или близкой к эвтектической.1. The electrolyte for a lithium-sulfur battery, which is a solution of one or more electrolyte salts in a mixture of two or more aprotic organic solvents, characterized in that the mixture of aprotic solvents is eutectic or close to eutectic. 2. Электролит по п.1, отличающийся тем, что в качестве апротонных растворителей используют сульфоны с молекулярной массой от 94 до 150.2. The electrolyte according to claim 1, characterized in that sulfones with a molecular weight of 94 to 150 are used as aprotic solvents. 3. Литий-серная аккумуляторная батарея, включающая в себя отрицательный электрод, выполненный из литийсодержащего материала, положительный электрод, выполненный из серосодержащего материала, и электролит, отличающаяся тем, что электролит представляет собой раствор одной или нескольких электролитных солей в эвтектической или близкой к эвтектической смеси органических апротонных растворителей.3. A lithium-sulfur battery, including a negative electrode made of lithium-containing material, a positive electrode made of sulfur-containing material, and an electrolyte, characterized in that the electrolyte is a solution of one or more electrolyte salts in a eutectic or near eutectic mixture organic aprotic solvents. 4. Батарея по п.3, отличающаяся тем, что литийсодержащий материал выбирают из группы, включающей металлический литий, литийсодержащий сплав, соединение, способное обратимо интерполировать ион лития.4. The battery according to claim 3, characterized in that the lithium-containing material is selected from the group comprising metallic lithium, lithium-containing alloy, a compound capable of reversibly interpolating lithium ion. 5. Батарея по п.3, отличающаяся тем, что серосодержащий материал выбирают из группы, включающей элементарную серу и ее соединения, в частности, полисульфиды лития, сероорганические соединения и серосодержащие полимеры.5. The battery according to claim 3, characterized in that the sulfur-containing material is selected from the group comprising elemental sulfur and its compounds, in particular lithium polysulfides, organosulfur compounds and sulfur-containing polymers. 6. Батарея по любому из пп.3-5, отличающаяся тем, что в качестве апротонных растворителей используют сульфоны с молекулярной массой от 94 до 150.6. The battery according to any one of claims 3 to 5, characterized in that sulfones with a molecular weight of 94 to 150 are used as aprotic solvents.
RU2004135236/09A 2004-12-02 2004-12-02 Electrolyte for lithium-sulfur batteries and lithium-sulfur batteries using this electrolyte RU2321104C2 (en)

Priority Applications (11)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004135236/09A RU2321104C2 (en) 2004-12-02 2004-12-02 Electrolyte for lithium-sulfur batteries and lithium-sulfur batteries using this electrolyte
GB0504290A GB2420907B (en) 2004-12-02 2005-03-02 Electrolyte for lithium-sulphur batteries and lithium-sulphur batteries using the same
ES05818427T ES2397522T3 (en) 2004-12-02 2005-11-29 Electrolyte for lithium-sulfur batteries and lithium-sulfur batteries that use it
PL05818427T PL1815546T3 (en) 2004-12-02 2005-11-29 Electrolyte for lithium-sulphur batteries and lithium-sulphur batteries using the same
JP2007543904A JP5466364B2 (en) 2004-12-02 2005-11-29 Lithium / sulfur battery electrolyte and lithium / sulfur battery using the same
KR1020077012221A KR101108945B1 (en) 2004-12-02 2005-11-29 Electrolyte for lithium-sulphur batteries and lithium-sulphur batteries using the same
CN2005800411012A CN101084595B (en) 2004-12-02 2005-11-29 Electrolyte for lithium-sulphur batteries and lithium-sulphur batteries using the same
EP05818427A EP1815546B1 (en) 2004-12-02 2005-11-29 Electrolyte for lithium-sulphur batteries and lithium-sulphur batteries using the same
PCT/GB2005/004572 WO2006059085A1 (en) 2004-12-02 2005-11-29 Electrolyte for lithium-sulphur batteries and lithium-sulphur batteries using the same
US11/290,825 US8679684B2 (en) 2004-12-02 2005-12-01 Electrolyte for lithium-sulphur batteries and lithium-sulphur batteries using the same
JP2013174859A JP2014017256A (en) 2004-12-02 2013-08-26 Electrolyte for lithium sulfur battery and lithium sulfur battery using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004135236/09A RU2321104C2 (en) 2004-12-02 2004-12-02 Electrolyte for lithium-sulfur batteries and lithium-sulfur batteries using this electrolyte

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004135236A RU2004135236A (en) 2006-05-10
RU2321104C2 true RU2321104C2 (en) 2008-03-27

Family

ID=34432630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004135236/09A RU2321104C2 (en) 2004-12-02 2004-12-02 Electrolyte for lithium-sulfur batteries and lithium-sulfur batteries using this electrolyte

Country Status (4)

Country Link
CN (1) CN101084595B (en)
ES (1) ES2397522T3 (en)
GB (1) GB2420907B (en)
RU (1) RU2321104C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2649895C2 (en) * 2013-03-25 2018-04-05 Оксис Энерджи Лимитед Method of charging lithium-sulphur cell
RU2649893C2 (en) * 2013-03-25 2018-04-05 Оксис Энерджи Лимитед Method of charging the lithium-sulphur cell

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0615870D0 (en) * 2006-08-10 2006-09-20 Oxis Energy Ltd An electrolyte for batteries with a metal lithium electrode
HUE052859T2 (en) * 2011-04-11 2021-05-28 Mu Ionic Solutions Corp Nonaqueous electrolyte solution, and nonaqueous electrolyte secondary battery
CN104205480B (en) * 2012-04-02 2017-06-16 住友精化株式会社 Lithium-air battery electrolyte and lithium-air battery
US10243237B2 (en) 2012-04-13 2019-03-26 Arkema Inc. Battery based on organosulfur species
SG11201406445WA (en) 2012-04-13 2014-11-27 Arkema Inc Battery based on organosulfur species
JP6939307B2 (en) * 2017-09-19 2021-09-22 トヨタ自動車株式会社 Method for manufacturing water-based lithium-ion secondary battery, negative electrode active material composite, and method for manufacturing water-based lithium-ion secondary battery

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1502378A (en) * 1976-08-12 1978-03-01 Nat Res Dev High temperature secondary batteries
ZA771433B (en) * 1977-03-09 1978-10-25 South African Inventions Cathode and cell incorporating such a cathode
FR2576712B1 (en) * 1985-01-30 1988-07-08 Accumulateurs Fixes NON-AQUEOUS ELECTROCHEMICAL ELECTROCHEMICAL GENERATOR
KR100467456B1 (en) * 2002-09-10 2005-01-24 삼성에스디아이 주식회사 Electrolyte for lithium-sulfur battery and lithium-sulfur battery comprising same
US7115333B2 (en) * 2003-02-07 2006-10-03 Gas Technology Institute High temperature composite proton exchange membranes

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2649895C2 (en) * 2013-03-25 2018-04-05 Оксис Энерджи Лимитед Method of charging lithium-sulphur cell
RU2649893C2 (en) * 2013-03-25 2018-04-05 Оксис Энерджи Лимитед Method of charging the lithium-sulphur cell

Also Published As

Publication number Publication date
ES2397522T3 (en) 2013-03-07
GB0504290D0 (en) 2005-04-06
GB2420907A (en) 2006-06-07
RU2004135236A (en) 2006-05-10
CN101084595B (en) 2012-11-28
GB2420907B (en) 2006-09-13
CN101084595A (en) 2007-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5318420B2 (en) Current generator having sulfone electrolyte
KR100467453B1 (en) Electrolyte for lithium secondary batteries and lithium secondary batteries comprising the same
US8679684B2 (en) Electrolyte for lithium-sulphur batteries and lithium-sulphur batteries using the same
EP1815546B1 (en) Electrolyte for lithium-sulphur batteries and lithium-sulphur batteries using the same
CN103641751B (en) An alkali metal salt of binary or the fluorine-containing sulfimide of ternary and ionic liquid and application thereof
CN105428719A (en) High-voltage wide-temperature lithium ion battery electrolyte, preparation method therefor and applications
JP2008522376A5 (en)
KR101558669B1 (en) A cathode for lithium sulfur battery and a method for preparing thereof
KR100371403B1 (en) New electrolytes and lithium ion battery using the same
CN108352572B (en) Additive for nonaqueous electrolyte solution, and electricity storage device
GB2420907A (en) Electrolyte for lithium-sulphur batteries and lithium sulphur batteries using the same
US20230327205A1 (en) Isatin derivative redoxamer for electrochemical device
JP5953146B2 (en) Non-aqueous electrolyte additive, non-aqueous electrolyte, and electricity storage device
JP3730855B2 (en) Electrolytes for electrochemical devices, electrolytes or solid electrolytes thereof, and batteries
JP2002008721A (en) Nonaqueous electrolyte and lithium secondary battery
JP4076738B2 (en) Lithium battery and electrolyte for lithium ion battery, electrolyte solution or solid electrolyte thereof, and lithium battery or lithium ion battery
JP4104294B2 (en) Electrolytes for electrochemical devices, electrolytes or solid electrolytes thereof, and batteries
JP4190207B2 (en) Electrolytes for electrochemical devices, electrolytes or solid electrolytes thereof, and batteries
JP3974012B2 (en) Electrolytes for electrochemical devices, electrolytes or solid electrolytes thereof, and batteries
JP3730860B2 (en) Electrolytes for electrochemical devices, electrolytes or solid electrolytes thereof, and batteries
JP4076748B2 (en) Lithium battery and electrolyte for lithium ion battery, electrolyte solution or solid electrolyte thereof, and lithium battery or lithium ion battery
JP4076727B2 (en) Lithium battery and electrolyte for lithium ion battery, electrolyte solution or solid electrolyte thereof, and lithium battery or lithium ion battery
CN115472914B (en) Electrolyte of lithium-sulfur battery with high sulfur surface loading and lithium-sulfur battery with high sulfur surface loading
JP4104292B2 (en) Electrolytes for electrochemical devices, electrolytes or solid electrolytes thereof, and batteries
JP4104289B2 (en) Electrolyte for electrochemical device, electrolyte or solid electrolyte thereof, and battery