[發明專利]用于高電壓電池組用途的離子液體電解質

在審

• 申請號: 202010021543.7
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111430802A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 何美楠;陳書如;蔡梅
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H01M10/0568
• 分類號: H01M10/0568;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王琳;楊思捷

提供一種離子液體電解質組合物。所述離子液體電解質組合物包括離子液體、導電鹽和任選穩定劑。所述穩定劑是氧化劑、界面添加劑、助溶劑或其組合。

引言

這一節提供與本公開有關的背景信息，其不一定是現有技術。

高能量密度電化學電池，如鋰離子電池組、鋰金屬電池組和鋰硫電池組可用于各種消費品和車輛，如混合動力汽車(HEV)和電動汽車(EV)。典型的鋰離子、鋰金屬和鋰硫電池組包含陰極（即正極）、陽極（即負極）、電解質和隔離件。通常電連接電池組電池的堆疊體以提高總輸出。鋰離子和鋰硫電池組通常通過在負極與正極之間可逆傳送鋰離子來工作。在負極與正極之間安置隔離件和電解質。電解質適合傳導鋰離子并可以是液體、凝膠或固體形式。鋰離子在電池組充電過程中從陰極（正極）移向陽極（負極）并在電池組放電時反向移動。

用于鋰離子、鋰金屬和鋰硫電池組的電解質通常包括溶解在有機（例如碳酸酯）溶劑中的導電鹽，如LiBF₄和LiPF₆。這些電解質可鈍化鋁集流體中的腐蝕缺陷并具有良好的高電壓穩定性。但是，它們是易揮發和易燃的。離子液體也可用作電解質，并且有益地，不易燃或可燃。但是，不同于可通過形成AlF₃鈍化鋁集流體的含LiPF₆鹽的碳酸酯基電解質，離子液體電解質無法鈍化鋁集流體中的腐蝕缺陷并具有差的高電壓穩定性，即它們在大約4.2 V后分解。鋁集流體的腐蝕也加速容量衰減。因此，希望以解決它們在高電壓下的差穩定性的方式改進離子液體電解質的陽極穩定性并能夠實現高能量密度電池組。

概述

這一節提供本公開的一般概述并且不是其完整范圍或其所有特征的全面公開。

本發明涉及以下內容：

[1]. 一種離子液體電解質組合物，其包含：

離子液體；

導電鹽；和

任選穩定劑，其包含選自氧化劑、界面添加劑、助溶劑及其組合的組分。

[2]. 根據[1]的離子液體電解質組合物，其中所述離子液體包含選自咪唑鎓陽離子、吡咯烷鎓陽離子、哌啶鎓陽離子、N-三甲基-N-丁基銨（TMBA）及其組合的陽離子。

[3]. 根據[1]的離子液體電解質組合物，其中所述離子液體包含選自雙(氟磺酰基)氨基(bis(fluorosulfonyl)amide)（FSI^-）、雙((三氟甲基)磺?；?氨基(bis((trifluoromethyl)sulfonyl)amide)（TFSI^-）、、、及其組合的陰離子。

[4]. 根據[1]的離子液體電解質組合物，其中所述導電鹽是雙(氟磺?；?亞氨基鋰（LiFSI）、雙((三氟甲基)磺?；?氨基鋰（LiTFSI）、LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄或其組合。

[5]. 根據[1]的離子液體電解質組合物，其中所述離子液體電解質組合物包含穩定劑，且氧化劑包含LiClO₄、K₂Cr₂O₇、CsClO₄、NaClO₄或其組合。