[發明專利]不可燃準固體電解質及含有其的鋰二次電池

有效

• 申請號: 201780090112.2
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN110612633B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 潘寶飛;賀慧;阿茹娜·扎姆;張博增
• 申請（專利權）人: 納米技術儀器公司
• 主分類號: H01M10/0569
• 分類號: H01M10/0569;H01M10/00;H01M10/05;H01M10/056;H01M10/0564
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 艾娟;鄭霞

1.一種可再充電的鋰電芯，其包括具有陰極活性材料的陰極、具有陽極活性材料的陽極、以電子方式分隔所述陽極和所述陰極的任選的多孔隔膜，與所述陰極和所述陽極接觸的不可燃準固體電解質，

其中，所述電解質包含溶解在液體溶劑和液體添加劑的混合物中的鋰鹽、具有從1.5?M至5.0?M的鋰鹽濃度，使得所述電解質展現出當在20°C測量時的小于0.01?kPa的蒸氣壓、小于單獨所述液體溶劑的蒸氣壓的60%的蒸氣壓，比單獨所述液體溶劑的閃點高至少20攝氏度的閃點、高于150°C的閃點、或無閃點，

其中所述液體添加劑與所述液體溶劑組成不同、選自亞磷酸三(三甲基甲硅烷基)酯（TTSPi）、磷酸三烯丙酯（TAP）、烷基硅氧烷（Si-O）、烷基硅烷（Si-C）、液體低聚硅氧烷（-Si-O-Si-）、芥花油、或其組合，并且所述混合物中所述液體添加劑與所述液體溶劑的比率是按重量計從5/95至95/5，

其中所述液體溶劑選自由以下組成的組：1,3-二氧戊環（DOL）、1,2-二甲氧基乙烷（DME）、四乙二醇二甲醚（TEGDME）、聚(乙二醇)二甲醚（PEGDME）、二乙二醇二丁醚（DEGDBE）、2-乙氧基乙基醚（EEE）、砜、環丁砜、碳酸乙烯酯（EC）、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸甲乙酯（MEC）、碳酸二乙酯（DEC）、丙酸乙酯、丙酸甲酯、碳酸丙烯酯（PC）、γ-丁內酯（γ-BL）、乙腈（AN）、乙酸乙酯（EA）、甲酸丙酯（PF）、甲酸甲酯（MF）、甲苯、二甲苯、乙酸甲酯（MA）、氟代碳酸乙烯酯（FEC）、碳酸亞乙烯酯（VC）、碳酸烯丙基乙酯（AEC）、氫氟醚、及其組合，并且

其中所述鋰鹽選自：高氯酸鋰（LiClO₄）、六氟磷酸鋰（LiPF₆）、氟硼酸鋰（LiBF₄）、六氟砷化鋰（LiAsF₆）、三氟甲磺酸鋰（LiCF₃SO₃）、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰（LiN(CF₃SO₂)₂）、雙(草酸)硼酸鋰（LiBOB）、二氟草酸硼酸鋰（LiBF₂C₂O₄）、硝酸鋰（LiNO₃）、氟烷基磷酸鋰（LiPF₃(CF₂CF₃)₃）、雙全氟乙基磺酰亞胺鋰（LiBETI）、雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鋰、雙(氟磺酰)亞胺鋰、三氟甲烷磺酰亞胺鋰（LiTFSI）、離子液體基鋰鹽、或其組合。

2.如權利要求1所述的可再充電的鋰電芯，其中，所述鋰鹽濃度是從1.75?M至3.5?M。

3.如權利要求1所述的可再充電的鋰電芯，其中，所述鋰鹽濃度是從2.0?M至3.0?M。

4.如權利要求1所述的可再充電的鋰電芯，其中，所述混合物中的所述液體添加劑與所述液體溶劑的比率是按重量計從15/85至85/15。

5.如權利要求1所述的可再充電的鋰電芯，其中，所述混合物中的所述液體添加劑與所述液體溶劑的比率是按重量計從25/75至75/25。

6.如權利要求1所述的可再充電的鋰電芯，其中，所述混合物中的所述液體添加劑與所述液體溶劑的比率是按重量計從35/65至65/35。

7.如權利要求1所述的可再充電的鋰電芯，其為鋰金屬二次電芯、鋰離子電芯、鋰硫電芯、鋰硒電芯或鋰空氣電芯。

8.如權利要求1所述的可再充電的鋰電芯，其中，所述電解質具有大于0.4的鋰離子遷移數。

9.如權利要求1所述的可再充電的鋰電芯，其中，所述電解質具有大于0.6的鋰離子遷移數。

10.如權利要求1所述的可再充電的鋰電芯，其中，所述電解質具有大于0.75的鋰離子遷移數。