試來進行循環(huán)測試。如圖3所示出的，隨著電解質(zhì)鹽濃度增加超過1.2M LiPF6 (其高于最大電解質(zhì)電導率)，電池容量有顯著的增大，且容量保持率有改進。
[0046]實施例4
[0047]平均電池電壓
[0048]根據(jù)實施例1制備蓄電池之后，在25°C、100% D0D、2C恒定電流充電倍率和2C恒定電流放電倍率循環(huán)測試期間測量了用EC: FMC = I: 4電解質(zhì)中的LiPF6活化的Li4Ti5O12-LiNia33Coa33Mna33O2電池的平均電池電壓，其中LiPF 6電解質(zhì)的濃度為1.2M、1.4M、1.6M和1.8M。測試結(jié)果在圖4中示出，其示出隨著LiPF6鹽濃度在高于與最大電解質(zhì)電導率所對應的濃度的電解質(zhì)濃度范圍內(nèi)增加，電池平均電壓增加。
[0049]實施例5
[0050]添加劑
[0051]根據(jù)實施例1用EC: EMC = 1: 4電解質(zhì)中的LiPF6制造蓄電池，其中LiPF 6電解質(zhì)的濃度為1.2M、且向電解質(zhì)添加或不添加1%的1，3_丙磺酸內(nèi)酯作為電池放氣抑制添加劑。根據(jù)實施例3進行在25V及2C充電和2C放電倍率下的循環(huán)測試，且結(jié)果在圖5中示出。如圖5中表明的，使用1，3-丙磺酸內(nèi)酯作為電池放氣抑制添加劑導致了電池循環(huán)性能明顯的下降(trade off)。根據(jù)實施例1用EC: EMC =1:4電解質(zhì)中的LiPF6制造另一個蓄電池，其中LiPF6電解質(zhì)具有1.6M的濃度，并向電解質(zhì)添加1%的I，3-丙磺酸內(nèi)酯作為電池放氣抑制添加劑。根據(jù)實施例3進行在25°C及2C充電和2C放電倍率下的循環(huán)測試，且結(jié)果也在圖5中示出。如圖5示出的，使用1.6M LiPF6完全補償了 1，3_丙磺酸內(nèi)酯對用EC: EMC = 1: 4電解質(zhì)中的LiPF6 (其中電解質(zhì)中LiPFfJ^濃度為1.2M或1.6M)活化的Li4Ti5O12-LiNia33Coa33Mna33O2電池的電池循環(huán)性能的負作用。鹽濃度從1.2M到1.6M的增加完全抵消了通過在由Li4Ti5O1W LiNi ο.33Co0.33Mn0.3302作為負電極和正電極材料的電化學電池中使用I，3-丙磺酸內(nèi)酯作為電解質(zhì)添加劑引起的對電池容量和電池循環(huán)性能的負作用。
[0052]在本公開內(nèi)，特征是任選的任何指示意在為包括涉及該任選特征的封閉的或排它的或否定的表達的權(quán)利要求提供足夠的支持(例如35U.S.C.112或EPC的83和84條)。排它的表達明確將特定的記載特征從包括任何附加主題中排除。例如，如果指示A可以是藥品X，這樣的表達意在為清楚地表明A僅由X組成或者A不包括除X之外的任何其它藥品的權(quán)利要求提供支持?！胺穸ǖ摹北磉_清楚地從權(quán)利要求的范圍內(nèi)排除了該任選特征本身。例如，如果指示要素A可以包括X，這樣的表達意在為清楚地表明A不包括X的權(quán)利要求提供支持。排它或否定的術(shù)語的非限制性示例包括“僅僅”、“唯一地”、“由……細成”、“基本上由……組成”、“單獨”、“沒有”、“不存在(例如相同類型、結(jié)構(gòu)和/或功能的其它項)”、“將……排除在外”、“不包括”、“不是”、“不能”，或這些表達的任何細合和/或變體。
[0053]類似地，如“一 (a) ”、“一個(an) ”、“所述”或“該(the) ”的指示詞意在支持單數(shù)和/或復數(shù)事物兩者，除非上下文有其它指示。例如“一條狗”意在支持一條狗、不超過一條狗，至少一條狗，多條狗等。指示單數(shù)的量化術(shù)語的非限制示例包括“單個的”、“一個”、“單獨的”、“僅一個”、“不超過一個”等。指示(可能的或?qū)嶋H的)復數(shù)的量化術(shù)語的非限制示例包括“至少一個”、“一個或多個”、“多于一個”、“兩個或更多個”、“多種”、“多個”、“任何組合”、“任何排列”、“任何一個或多個”等。如果一個、超過一個、或所有的群組成員存在于、應用于給定產(chǎn)品或工序或以其它方式與給定產(chǎn)品或工序相關(guān)，則在群組的一個或多個成員之間包括“或”的權(quán)利要求或說明被認為是滿足的，除非從上下文中明顯指示為相反或其它。
[0054]通過引用將在本申請文件中引用的所有出版物和專利并入本文，猶如明確并單獨地指示通過引用將每一個單獨的出版物或?qū)＠⑷?。任何出版物的引用針對其在提交日之前的公開，并不應該被解釋成承認本發(fā)明通過先前的發(fā)明不享有先于這樣的出版物的權(quán)利。
[0055]雖然參考其示例性實施方案特別地示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是其中在形式和細節(jié)方面可進行各種改變，而沒有脫離本發(fā)明由所附的權(quán)利要求所包含的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種用于鋰離子蓄電池的電解質(zhì)，包含至少一種環(huán)酯和至少一種直鏈酯以及鋰鹽，其中該鋰鹽濃度超過與最大電解質(zhì)離子電導率相對應的鋰鹽濃度。
2.如權(quán)利要求1所述的電解質(zhì)，其中該環(huán)酯是碳酸亞乙酯，并且該直鏈酯是碳酸甲乙酯。
3.如權(quán)利要求2所述的電解質(zhì)，其中該鋰鹽是LiPF6。
4.如權(quán)利要求3所述的電解質(zhì)，其中LiPF6的濃度為約1.2M到約2.0M。
5.如權(quán)利要求3所述的電解質(zhì)，其中LiPF6的濃度為約1.3M到約1.9M。
6.如權(quán)利要求3所述的電解質(zhì)，其中LiPF6的濃度為約1.3M到約1.8M。
7.如權(quán)利要求4所述的電解質(zhì)，進一步包含添加劑。
8.如權(quán)利要求7所述的電解質(zhì)，其中該添加劑選自有機磺酸內(nèi)酯和有機酐。
9.如權(quán)利要求8所述的電解質(zhì)，其中該添加劑是I，3-丙磺酸內(nèi)酯。
10.如權(quán)利要求8所述的電解質(zhì)，其中該添加劑是琥珀酸酐。
11.一種鋰離子電池，包含作為負電極的至少一種Li 4Ti5012化合物和作為正電極的至少一種鋰化的過渡金屬氧化物或鋰化的過渡金屬磷酸鹽、分隔體和非水電解質(zhì)，該非水電解質(zhì)包含溶解在碳酸亞乙酯和碳酸甲乙酯溶劑的混合物中的LiPF6&，其中所述LiPF6鹽的濃度等于或大于1.4M。
12.如權(quán)利要求11所述的鋰離子電池，其中所述LiPF6鹽的濃度等于或大于1.6M。
13.—種鋰離子電池，包含作為負電極的至少Li 4115012化合物和作為正電極的至少一種鋰化的過渡金屬氧化物或鋰化的過渡金屬磷酸鹽、分隔體和非水電解質(zhì)，該非水電解質(zhì)包括溶解在有機環(huán)碳酸酯和有機直鏈碳酸酯的混合物中的LiPF6&，其中該碳酸亞乙酯占環(huán)酯總量的至少50 %，該碳酸甲乙酯占有機直鏈碳酸酯總量的至少50 %，且所述LiPF6&的濃度等于或大于1.4M。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的鋰離子電池，其中所述LiPF6鹽的濃度等于或大于1.6M。
15.—種鋰離子電池，包含作為負電極的至少Li 4115012化合物和作為正電極的至少一種鋰化的過渡金屬氧化物或鋰化的過渡金屬磷酸鹽、分隔體和非水電解質(zhì)，該非水電解質(zhì)包括溶解在碳酸亞乙酯和碳酸甲乙酯溶劑及電解質(zhì)添加劑的混合物中的LiPF6&，其中所述LiPF6鹽的濃度等于或大于1.4M，且所述添加劑中的至少一種來自有機磺酸內(nèi)酯族。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的鋰離子電池，其中所述LiPF6鹽的濃度等于或大于1.6M。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的鋰離子電池，其中所述有機磺酸內(nèi)酯是丙烯磺酸內(nèi)酯。
18.—種鋰離子電池，包含作為負電極的至少Li 4115012化合物和作為正電極的至少一種鋰化的過渡金屬氧化物或鋰化的過渡金屬磷酸鹽、分隔體和非水電解質(zhì)，該非水電解質(zhì)包括溶解在有機環(huán)碳酸酯和有機直鏈碳酸酯及電解質(zhì)添加劑的混合物中的LiPF6&，其中碳酸亞乙酯占環(huán)酯總量的至少50%，碳酸甲乙酯占有機直鏈碳酸酯總量的至少50%，且所述LiPF6鹽的濃度等于或大于1.4M，且所述電解質(zhì)添加劑中的至少一種來自有機磺酸內(nèi)酯族。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的鋰離子電池，其中所述LiPF6鹽的濃度等于或大于1.6M。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的鋰離子電池，其中所述有機磺酸內(nèi)酯是1，3-丙磺酸內(nèi)酯。
21.一種鋰離子電池，包含作為負電極的至少Li 4115012化合物和作為正電極的鋰化的過渡金屬氧化物或鋰化的過渡金屬磷酸鹽、分隔體和非水電解質(zhì)，該非水電解質(zhì)包括溶解在碳酸亞乙酯和碳酸甲乙酯溶劑及電解質(zhì)添加劑的混合物中的LiPF6&，其中所述LiPF6鹽的濃度等于或大于1.4M，且所述添加劑中的至少一個來自有機酐族。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的鋰離子電池，其中所述LiPF6鹽的濃度等于或大于1.6M。
23.一種鋰離子電池，包含作為負電極的至少Li 4115012化合物和作為正電極的至少一種鋰化的過渡金屬氧化物或鋰化的過渡金屬磷酸鹽、分隔體和非水電解質(zhì)，該非水電解質(zhì)包括溶解在有機環(huán)碳酸酯和有機直鏈碳酸酯及電解質(zhì)添加劑的混合物中的LiPF6&，其中碳酸亞乙酯占環(huán)酯總量的至少50%，碳酸甲乙酯占有機直鏈碳酸酯總量的至少50%，且所述LiPF6鹽的濃度等于或大于1.4M，且所述電解質(zhì)添加劑中的至少一種來自有機酐族。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的鋰離子電池，其中所述LiPF6鹽的濃度等于或大于1.6M。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的鋰離子電池，其中所述有機酐是琥珀酸酐。
26.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其中所述Li4Ti5012電極由具有范圍在4m2/g到12m2/g 的 BET 的 Li4Ti5O12MW組成。
27.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其中所述Li4Ti5012電極由具有平均顆粒尺寸在4到20微米之間的Li4Ti5O12材料組成。
28.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其中所述Li4Ti5012電極由具有范圍在0.9至1.7g/cc之間的振實密度的Li4Ti5O1^料組成。
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋰離子電池中的電解質(zhì)選擇領(lǐng)域，該鋰離子電池可以采用Li4Ti5O12化合物作為負電極材料，以及LiPF6作為電池電解質(zhì)溶液中的離子鹽組分。本發(fā)明進一步涉及由于選擇用于鋰離子電池的電解質(zhì)的具體配方而改進鋰離子電池性能。
【IPC分類】H01M10-0569
【公開號】CN104685699
【申請?zhí)枴緾N201380035554
【發(fā)明人】M·科爾曼, V·馬內(nèi)夫
【申請人】愛爾達納米公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2013年4月30日
【公告號】WO2013166074A1