电解质组合物及包含其的金属离子电池制造技术

本揭露提供一种电解质组合物及包含其的金属离子电池。该电解质组合物包含一金属卤化物；一溶剂，其中该溶剂是含卤的离子液体或有机溶剂，且该金属卤化物与该溶剂的摩尔比例为1:1至2.2:1；以及，一添加剂，其中该添加剂的添加量为0.1‑25wt％，以该金属卤化物及该溶剂的总重为基准。该添加剂是一氯乙烷、三氯乙烯、二氯乙烷、三氯乙烷、三氯化磷、五氯化磷、甲基吡啶、烟酸甲酯、或上述的组合。本发明专利技术的电解质组合物可改善电解质组合物的导电性、增加金属离子电池的容量、缩短充电时间、以及延长金属离子电池的循环寿命。

Electrolyte compositions and metal ion batteries containing them

【技术实现步骤摘要】
电解质组合物及包含其的金属离子电池
本揭露关于一种电解质组合物及包含其的金属离子电池。
技术介绍
铝在地球上蕴藏量非常丰富，以铝作为材料的电子装置具有较低的成本。由于铝具有低可燃性及电子氧化还原性质，大幅提升金属离子电池在使用上的安全性。然而，传统金属离子电池所使用的电解质组合物导电性不佳，导致金属离子电池电容量不足以及较短的电池寿命。因此，业界需要一种新的电解质组合物，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够基本上克服现有技术中的缺陷而具有较佳的导电性的电解质组合物。根据本揭露实施例，本揭露提供一种电解质组合物，包含：一金属卤化物；一溶剂；以及，一添加剂。该溶剂是含卤的离子液体或有机溶剂，且该金属卤化物与该溶剂的摩尔比例为1:1至2.2:1。该添加剂的添加量为0.1-25wt％，以该金属卤化物及该溶剂的总重为基准。以及，该添加剂是一氯乙烷、三氯乙烯、二氯乙烷、三氯乙烷、三氯化磷、五氯化磷、甲基吡啶、烟酸甲酯、或上述的组合。根据本揭露实施例，本揭露亦提供一种金属离子电池，包含：一正极；一隔离膜；一负极，其中该负极以隔离膜与该正极相隔；以及，上述的电解质组合物，设置于该正极与该负极之间。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的电解质组合物除了金属卤化物及溶剂外，还包含具有特定含量的添加剂，因此可改善电解质组合物的导电性、增加金属离子电池的電容量、缩短充电时间、以及延长金属离子电池的循环寿命。附图说明图1是本揭露一实施例所述金属离子电池的示意图；图2是本揭露实施例1-5及比较例1所述电解质组合物的1,2-二氯乙烷与导电度的关系图；以及图3是本揭露实施例6-11及比较例2所述电解质组合物的1,2-二氯乙烷与导电度的关系图；其中，符号说明10正极11集电层12负极13活性材料14隔离膜20电解质组合物100金属离子电池。具体实施方式以下针对本揭露所述的电解质组合物及金属离子电池作详细说明。应了解的是，以下的叙述提供许多不同的实施例或例子，用以实施本揭露的不同样态。以下所述特定的组件及排列方式仅为简单描述本揭露。当然，这些仅用以举例而非本揭露的限定。此外，在不同实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本揭露，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间具有任何关联性。且在图式中，实施例的形状、数量、或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。再者，图式中各组件的部分将以分别描述说明之，值得注意的是，图中未绘示或描述的组件，为所属
中具有通常知识者所知的形式，此外，特定的实施例仅为揭示本揭露使用的特定方式，其并非用以限定本揭露。本揭露提供一种电解质组合物及包含其的金属离子电池。根据本揭露实施例，该电解质组合物除了金属卤化物及溶剂外，更进一步包含一具有特定含量的添加剂，可改善电解质组合物的导电性，可增加金属离子电池的電容量，缩短充电时间，以及延长金属离子电池的循环寿命。根据本揭露实施例，该电解质组合物可包含一金属卤化物；一溶剂；以及，一添加剂。该溶剂是含卤的离子液体或有机溶剂，且该金属卤化物与该溶剂的摩尔比例可为约1:1至2.2:1。举例来说，该金属卤化物与该溶剂的摩尔比可约为1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1或2.2。以及，该添加剂可为一氯乙烷、三氯乙烯、二氯乙烷、三氯乙烷、三氯化磷(phosphorustrichloride)、五氯化磷(phosphoruspentachloride)、甲基吡啶(methylpyidine)、烟酸甲酯(methylnicotinate)、或上述的组合。根据本揭露实施例，该二氯乙烷可为1,1-二氯乙烷、或1,2-二氯乙烷；该三氯乙烷可为1,1,1-三氯乙烷、或1,1,2-三氯乙烷。根据本揭露实施例，该添加剂的添加量为约0.1-25wt％(例如0.5wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％、16wt％、17wt％、18wt％、19wt％、20wt％、21wt％、22wt％、23wt％、或24wt％)，以该金属卤化物及该溶剂的总重为基准。若该添加剂的量过低，则无法达到改善电解质组合物导电性的目的。若该添加剂的量过高，则用来插层的活性物质含量受到稀释，总电容量会下降。根据本揭露实施例，该金属卤化物可为金属氯化物，例如氯化铝、氯化铁、氯化锌、氯化铜、氯化锰、氯化铬、或上述的组合。根据本揭露实施例，当该溶剂为含卤的离子液体时，该金属卤化物与该含卤的离子液体的摩尔比例可为约1:1至2.2:1。举例来说，该金属卤化物与该含卤的离子液体的摩尔比可约为1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1或2.2。根据本揭露实施例，该含卤的离子液体为熔点低于100℃的盐类。根据本揭露实施例，该含卤的离子液体为可为含氯离子液体。根据本揭露实施例，该含卤的离子液体可为铵氯盐(ammoniumchloride)、氮杂轮烯鎓氯盐(azaannuleniumchloride)、氮杂噻唑鎓氯盐(azathiazoliumchloride)、苯并咪唑鎓氯盐(benzimidazoliumchloride)、苯并呋喃鎓氯盐(benzofuraniumchloride)、苯并三唑鎓氯盐(benzotriazoliumchloride)、硼杂环戊烯鎓氯盐(boroliumchloride)、胆碱氯盐(choliniumchloride)、噌啉鎓氯盐(cinnoliniumchloride)、二氮杂二环癸烯鎓氯盐(diazabicyclodeceniumchloride)、二氮杂二环壬烯鎓氯盐(diazabicyclononeniumchloride)、二氮杂二环十一碳烯鎓氯盐(diazabicyclo-undeceniumchloride)、二噻唑鎓氯盐(dithiazoliumchloride)、呋喃鎓氯盐(furaniumchloride)、胍鎓氯盐(guanidiniumchloride)、咪唑鎓氯盐(imidazoliumchloride)、吲唑鎓氯盐(indazoliumchloride)、二氢吲哚鎓氯盐(indoliniumchloride)、吲哚鎓氯盐(indoliumchloride)、吗啉鎓氯盐(morpholiniumchloride)、氧硼杂环戊烯鎓氯盐(oxaboroliumchloride)、氧磷杂环戊烯鎓氯盐(oxaphospholiumchloride)、恶嗪鎓氯盐(oxaziniumchloride)、恶唑鎓氯盐(oxazoliumchloride)、异恶唑鎓氯盐(iso-oxazoliumchloride)、恶噻唑鎓氯盐(oxathiazoliumchloride)、五唑鎓氯盐(pentazoliumchloride)、磷杂环戊烯鎓氯盐(phospholiumchloride)、磷鎓氯盐(phosphoniumchloride)、酞嗪鎓氯盐(phthalaziniumchloride)、哌嗪鎓氯盐(piperaziniumchl本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解质组合物，包含：金属卤化物；溶剂，其中该溶剂是含卤的离子液体或有机溶剂，且该金属卤化物与该溶剂的摩尔比例为1:1至2.2:1；以及添加剂，其中该添加剂的添加量为0.1‑25wt％，以该金属卤化物及该溶剂的总重为基准，其中该添加剂是一氯乙烷、三氯乙烯、二氯乙烷、三氯乙烷、三氯化磷、五氯化磷、甲基吡啶、烟酸甲酯、或上述的组合。

【技术特征摘要】
1.一种电解质组合物，包含：金属卤化物；溶剂，其中该溶剂是含卤的离子液体或有机溶剂，且该金属卤化物与该溶剂的摩尔比例为1:1至2.2:1；以及添加剂，其中该添加剂的添加量为0.1-25wt％，以该金属卤化物及该溶剂的总重为基准，其中该添加剂是一氯乙烷、三氯乙烯、二氯乙烷、三氯乙烷、三氯化磷、五氯化磷、甲基吡啶、烟酸甲酯、或上述的组合。2.如权利要求1所述的电解质组合物，其中该金属卤化物是氯化铝、氯化铁、氯化锌、氯化铜、氯化锰、氯化铬、或上述的组合。3.如权利要求1所述的电解质组合物，其中该含卤的离子液体为铵氯盐、氮杂轮烯鎓氯盐、氮杂噻唑鎓氯盐、苯并咪唑鎓氯盐、苯并呋喃鎓氯盐、苯并三唑鎓氯盐、硼杂环戊烯鎓氯盐、胆碱氯盐、噌啉鎓氯盐、二氮杂二环癸烯鎓氯盐、二氮杂二环壬烯鎓氯盐、二氮杂二环十一碳烯鎓氯盐、二噻唑鎓氯盐、呋喃鎓氯盐、胍鎓氯盐、咪唑鎓氯盐、吲唑鎓氯盐、二氢吲哚鎓氯盐、吲哚鎓氯盐、吗啉鎓氯盐、氧硼杂环戊烯鎓氯盐、氧磷杂环戊烯鎓氯盐、恶嗪鎓氯盐、恶唑鎓氯盐、异恶唑鎓氯盐、恶噻唑鎓氯盐、五唑鎓氯盐、磷杂环戊烯鎓氯盐、磷鎓氯盐、酞嗪鎓氯盐、哌嗪鎓氯盐、哌啶鎓氯盐、吡喃鎓氯盐、吡嗪鎓氯盐、吡唑鎓氯盐、哒嗪鎓氯盐、吡啶鎓氯盐、嘧啶鎓氯盐、吡咯烷鎓氯盐、吡咯鎓氯盐、喹唑啉鎓氯盐、喹啉鎓氯盐、异喹啉鎓氯盐、喹喔啉鎓氯盐、硒唑鎓氯盐、硫鎓氯盐、四唑鎓氯盐、异噻二唑鎓氯盐、噻嗪鎓氯盐、噻唑鎓氯盐、噻吩鎓氯盐、硫脲鎓氯盐、三氮杂癸烯鎓氯盐、三嗪鎓氯盐、三唑鎓氯盐、异三唑鎓氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：江建志，王禄宇，黄茂嘉，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71