[發(fā)明專利]包含雙(氟磺酰基)酰亞胺鋰的非水性電解質(zhì)組合物

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201980006711.0
• 申請日: 2019-01-11
• 公開（公告）號: CN111512488A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: D-H·元;D·漢考克;H-C·李;H-K·黃;E-J·文
• 申請（專利權(quán)）人: 索爾維公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0569;H01M10/052;H01M10/0568
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李進(jìn);林毅斌

披露了電解質(zhì)組合物，其包含氟化的非環(huán)狀羧酸酯、雙(氟磺酰基)酰亞胺鋰(也稱為LiFSI)、和至少一種電解質(zhì)鹽。這些電解質(zhì)組合物可用于電化學(xué)電池單元，如鋰離子電池。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及包含雙(氟磺酰基)酰亞胺鋰(也稱為LiFSI)的電解質(zhì)組合物。這些電解質(zhì)組合物可用于電化學(xué)電池單元，如鋰離子電池。

背景技術(shù)

含有由堿金屬、堿土金屬或包含這些金屬的化合物制成的電極的電池(例如鋰離子電池)典型地包含電解質(zhì)鹽、添加劑和用于這些電池中使用的電解質(zhì)的非水性溶劑。添加劑可以增強電池的性能和安全性，并且因此合適的溶劑必須溶解電解質(zhì)鹽以及添加劑。在有源電池系統(tǒng)中普遍存在的條件下，溶劑也必須是穩(wěn)定的。

鋰離子電池中使用的電解質(zhì)溶劑典型地包含有機(jī)碳酸酯化合物或混合物，并且典型地包含一種或多種直鏈碳酸酯，例如像碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯或環(huán)狀碳酸酯。然而，在高于約4.35V的陰極電勢下，這些電解質(zhì)溶劑可能分解，這可能導(dǎo)致電池性能的損失。

已經(jīng)研究了各種途徑以克服通常使用的非水性電解質(zhì)溶劑的局限性，通過更換溶劑和/或通過將添加劑添加到電解質(zhì)配制品中。

專利申請US 2017/0187068披露了用于二次電池的含有雙(氟磺酰基)酰亞胺鋰和具有氫(在由相應(yīng)的羧酸提供的主鏈的α位)和氟(在由相應(yīng)的羧酸提供的主鏈的β位)的特定的氟化鏈羧酸酯的非水性電解質(zhì)。

國際專利申請WO 2015/073419披露了可用于二次電池的電解溶液，其含有雙(氟磺酰基)酰亞胺鋰和不對稱硼酸鹽、不對稱磷酸鹽及其混合物。

中國專利申請CN 106025307 A披露了用于鋰離子電池的電解質(zhì)，其包含有機(jī)溶劑以及鋰鹽LiFSI和LiClO的混合物。

然而，仍然需要將一種或多種溶劑與一種或多種添加劑組合的配制品，當(dāng)用于鋰離子電池中時，該配制品可以展現(xiàn)出在低溫和高溫下的高循環(huán)性能、在高溫下的儲存性能、以及在低溫下的功率。

發(fā)明內(nèi)容

在此披露了一種電解質(zhì)組合物，其包含：

-氟化溶劑，

-雙(氟磺酰基)酰亞胺鋰；以及

-至少一種電解質(zhì)鹽。

更具體地，在第一方面，本發(fā)明涉及一種電解質(zhì)組合物，其包含：

-氟化溶劑，

-雙(氟磺酰基)酰亞胺鋰；以及

-至少一種電解質(zhì)鹽。

其中該氟化溶劑是由下式表示的非環(huán)狀羧酸酯：

R¹-COO-R²

其中

i)R¹是烷基；

ii)R²是氟烷基；并且

iii)作為一對的R¹和R²包含至少兩個碳原子但不超過七個碳原子。

在另一方面，披露了一種電化學(xué)電池單元，該電化學(xué)電池單元包括：

(a)殼體；

(b)布置在該殼體中并且彼此離子導(dǎo)電接觸的陽極和陰極；

(c)該電解質(zhì)組合物，其包含：

-如以上定義的氟化溶劑，

-雙(氟磺酰基)酰亞胺鋰；以及

-至少一種電解質(zhì)鹽。