[發明專利]用于能量存儲設備的非水溶劑電解質制劑

在審

• 申請號: 201880086597.2
• 申請日: 2018-11-16
• 公開（公告）號: CN111837287A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 申俊昊;希厄·明赫·東;黃忠瓊
• 申請（專利權）人: 麥斯韋爾技術股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0569
• 分類號: H01M10/0569;H01M10/0525;H01G11/60;H01M4/38;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/587
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 王紅艷

本文提供了改進的電解質制劑。改進的性能可以實現為改進的循環放電速率、改進的容量、改進的庫侖效率或改進的循環容量。

通過引用并入任何優先權申請

本申請要求于2017年11月17日提交的題為“NON-AQUEOUS SOLVENT ELECTROLYTEAND ITS FORMULATION FOR DRY BATTERY ELECTRODES”的美國臨時專利申請第62/588,174號的權益，其全部公開內容通過引用并入本文。

技術領域

本發明總體上涉及能量存儲設備，并且具體涉及用于能量存儲設備中的改進的電解質制劑(electrolyte formulation，電解質配方)。

背景技術

電能存儲電池廣泛用于向電子、機電、電化學和其他有用的設備提供電力。這種電池包括一次化學電池、二次(可再充電)電池、燃料電池和各種電容器，包括超級電容器。對于增強能量存儲、增加電力容量和拓寬現實生活用例，增加包括電容器的能量存儲設備的操作電壓和溫度是合乎需要的。

鋰離子電池作為電源已被廣泛應用于許多商業和工業用例，例如消費類設備、生產設備和電池驅動的車輛等。然而，對能量存儲設備的需求正在持續、快速增長。例如，汽車工業正在開發依靠緊湊且高效的能量存儲裝置的車輛，例如插電式混合動力車輛和純電動車輛。鋰離子電池非常適合于滿足未來的需求，然而，需要改進能量密度以提供壽命更長的電池，該電池可以在單次充電中行駛更遠。

電解質是常規鋰離子電池中決定這些電池的電化學性能和安全性的關鍵組分之一。電極和電解質之間的相容性部分地控制電池的性能。此外，由于電極變得更厚和/或更重，所以電解質系統在電池中在實現高性能方面起重要作用。

發明內容

為了概述本發明和相對于現有技術所實現的優點，本文描述了本發明的某些目的和優點。并非所有這些目的或優點都可以在本發明的任何特定實施例中實現。因此，例如，本領域技術人員將認識到，本發明可以以實現或優化本文所教導的一個優點或一組優點的方式來實現或實施，而不必實現本文所教導或建議的其他目的或優點。

在第一方面，一種能量存儲設備可以包括如本文所提供的一種改進的電解質制劑。在一些實現方式中，該能量存儲設備是鋰離子電池。

一個實施例是一種能量存儲設備，其包含：包括正極活性材料的正極；包括負極活性材料的負極；在正極和負極之間的間隔件(separator)；以及包括鋰鹽和非水電解質溶劑制劑的電解質，該非水電解質溶劑制劑包括碳酸乙烯酯(EC)和附加溶劑，附加溶劑選自碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸丙烯酯(PC)中的至少一種，其中EC與附加溶劑的體積比為約1:2至約1:4。

另一個實施例是一種形成能量存儲設備的方法。該方法可以包括：提供殼體，將正極、負極以及正極和負極之間的間隔件放置到殼體中，其中正極和負極中的至少一個不含溶劑殘余物；以及將包括鋰鹽和非水電解質溶劑制劑的電解質放置到殼體中，非水電解質溶劑制劑包括碳酸乙烯酯(EC)和附加溶劑，附加溶劑選自碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸丙烯酯(PC)中的至少一種，其中EC與附加溶劑的體積比為約1:2至約1:4。

所有這些實施例旨在本文所公開的本發明的范圍內。從下面參照附圖對優選實施例的詳細描述中，本發明的這些和其他實施例對于本領域的技術人員將變得顯而易見，本發明不限于所公開的任何特定優選實施例。

附圖說明

圖1描繪了示出具有改進的電解質制劑的能量存儲設備的示例性實施例的縱向截面圖。

圖2描繪了具有改進的電解質制劑的能量存儲設備的實施例。

圖3A和圖3B示出了根據示例1的半電池形式的天然石墨電極的(圖3A)充電和放電容量以及(圖3B)庫侖效率。