锂离子电池组中的气态反应物的清除制造技术

提供一种锂离子电池组，其包括正极、负极和布置在正极与负极之间的隔离件。隔离件、正极和负极的一个或多个包括能够催化在锂离子电池组中形成的任何气态反应物形成液体的过渡金属化合物。所述过渡金属化合物可包括钌(Ru)。在某些变体中，所述锂离子电池组包括电解质，其是使锂离子在正极和负极之间移动的传导介质。所述电解质包含能够催化任何气态反应物反应形成液体的过渡金属化合物。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池组中的气态反应物的清除引言这一节提供与本公开有关的背景信息，其不一定是现有技术。根据锂离子电池组中所用的活性材料和嵌入化合物的化学和根据电解质的化学性质和其它因素，锂离子电池组中的材料的某些组合可在使用过程中发生溶胀。该溶胀可归因于组分，如电解质溶剂的分解(breakdown)，其在某些运行条件下生成气态产物。当电池组表现出由气态反应物的生成导致的溶胀时，有可能损害电池的寿命并导致循环寿命下降。因此，气体形成的可能性使得某些材料组合是对商业应用而言不太理想的选择。希望通过避免或抑制气体形成来改进锂离子电池组，同时使用提供具有持久高容量、高放电倍率和长寿命的耐用电池组的理想活性材料。概述这一节提供本公开的一般概述并且不是其完整范围或其所有特征的全面公开。本专利技术涉及以下内容：[1].一种锂离子电池组，其包括：正极；负极；和布置在正极与负极之间的隔离件，其中隔离件、正极和负极的一个或多个包含能够催化在锂离子电池组中形成的任何气态反应物形成液体的过渡金属化合物。[2].根据[1]的锂离子电池组，其中所述气态反应物选自：甲烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙烷及其组合。[3].根据[1]的锂离子电池组，其中所述气态反应物包含氢氯甲烷。[4].根据[1]的锂离子电池组，其中所述过渡金属化合物包含选自钌(Ru)、钛(Ti)、钼(Mo)、镍(Ni)、钴(Co)、钯(Pd)、铱(Ir)及其组合的元素。[5].根据[4]的锂离子电池组，其中所述过渡金属化合物包含钌(Ru)。[6].根据[1]的锂离子电池组，其中正极、负极和隔离件之一包含大于或等于大约10ppm至小于或等于大约5重量%的过渡金属化合物。[7].根据[1]的锂离子电池组，其中所述过渡金属化合物负载在惰性材料上。[8].根据[7]的锂离子电池组，其进一步包含电解质，其中所述过渡金属化合物负载在沸石上并作为下列一个或多个提供：隔离件上的涂层、分布在正极中的惰性组分、电解质中的添加剂粒子或其组合。[9].一种锂离子电池组，其包括：正极；负极；和液体电解质，其是使锂离子在正极和负极之间移动的传导介质，其中所述液体电解质包含能够催化任何气态反应物反应形成液体的过渡金属化合物。[10].根据[9]的锂离子电池组，其中所述过渡金属化合物包含选自钌(Ru)、钛(Ti)、钼(Mo)、镍(Ni)、钴(Co)、钯(Pd)、铱(Ir)及其组合的元素。[11].根据[9]的锂离子电池组，其中所述过渡金属化合物可溶于液体电解质中且所述液体电解质包含有机溶剂、锂盐和大于或等于大约10ppm至小于或等于大约5重量%的过渡金属化合物。[12].根据[9]的锂离子电池组，其中所述过渡金属化合物是钌的化合物。[13].根据[12]的锂离子电池组，其中所述化合物选自双(环戊二烯基)钌、乙酰丙酮钌(III)（Ru(CH3COCHCOCH3)3）、羰基钌（Ru3(CO)12）、氧化钌(IV)（RuO2）、2,4-戊二酮酸钌(III)、二氯(均三甲苯)钌(II)二聚体（C18H24Cl4Ru2）、双(乙基环戊二烯基)钌(II)（C7H9RuC7H9）、双(2,4-二甲基戊二烯基)钌(II)（Ru(C7H11)2）及其组合。[14].根据[9]的锂离子电池组，其中正极和负极之一也包含能够催化气态反应物反应形成液体的过渡金属化合物。[15].一种锂离子电池组，其包括：正极；负极；布置在正极与负极之间的隔离件；和电解质，其包含锂盐、溶剂和含钌(Ru)化合物，其中所述电解质提供使锂原子在正极和负极之间移动的传导介质，其中所述含钌化合物催化气态反应物形成液体。[16].根据[15]的锂离子电池组，其中所述含钌(Ru)化合物可溶于电解质，以使电解质包含所述化合物。[17].根据[16]的锂离子电池组，其中所述电解质包含10ppm至5重量%的钌。[18].根据[15]的锂离子电池组，其中所述含钌(Ru)化合物不溶于电解质并布置在正极、负极的表面上或布置在隔离件上。[19].根据[15]的锂离子电池组，其中正极和负极的至少一个各自包含大于或等于大约10ppm至小于或等于大约5重量%的钌。[20].根据[15]的锂离子电池组，其中所述含钌(Ru)化合物选自双(环戊二烯基)钌、乙酰丙酮钌(III)（Ru(CH3COCHCOCH3)3）、羰基钌（Ru3(CO)12）、氧化钌(IV)（RuO2）、2,4-戊二酮酸钌(III)、二氯(均三甲苯)钌(II)二聚体（C18H24Cl4Ru2）、双(乙基环戊二烯基)钌(II)（C7H9RuC7H9）、双(2,4-二甲基戊二烯基)钌(II)（Ru(C7H11)2）及其组合。在某些变体中，本公开提供一种锂离子电池组，其包括正极、负极和布置在正极与负极之间的隔离件。隔离件、正极和负极的一个或多个包含能够催化在锂离子电池组中形成的任何气态反应物形成液体的过渡金属化合物。在某些方面中，所述气态反应物选自：甲烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙烷及其组合。在某些方面中，所述气态反应物包含氢氯甲烷（hydrogenchloromethane）。在某些方面中，所述过渡金属化合物包含选自钌(Ru)、钛(Ti)、钼(Mo)、镍(Ni)、钴(Co)、钯(Pd)、铱(Ir)及其组合的元素。在某些进一步方面中，所述过渡金属化合物包含钌(Ru)。在某些方面中，正极、负极和隔离件之一包含大于或等于大约10ppm至小于或等于大约5重量%的过渡金属化合物。在某些方面中，所述过渡金属化合物负载在惰性材料上。在某些进一步方面中，所述锂离子电池组进一步包括电解质。所述过渡金属化合物负载在沸石上并作为下列一个或多个提供：隔离件上的涂层、分布在正极中的惰性(inactive)组分、电解质中的添加剂粒子或其组合。在另一些变体中，本公开提供一种锂离子电池组，其包括正极、负极和液体电解质，所述液体电解质是使锂离子在正极和负极之间移动的传导介质。所述液体电解质包含能够催化任何气态反应物反应形成液体的过渡金属化合物。在某些方面中，所述过渡金属化合物包含选自钌(Ru)、钛(Ti)、钼(Mo)、镍(Ni)、钴(Co)、钯(Pd)、铱(Ir)及其组合的元素。在某些方面中，所述过渡金属化合物可溶于液体电解质且所述液体电解质包含有机溶剂、锂盐和大于或等于大约10ppm至小于或等于大约5重量%的过渡金属化合物。在某些方面中，所述过渡金属化合物是钌的化合物。在某些进一步方面中，所述化合物选自双(环戊二烯基)钌、乙酰丙酮钌(III)（Ru(CH3COCHCOCH3)3）、羰基钌（Ru3(CO)12）、氧化钌(IV)（RuO2）、2,4-戊二酮酸钌(III)、二氯(均三甲苯)钌(II)二聚体（C18H24Cl4Ru2）、双(乙基环戊二烯基)钌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池组，其包括：/n正极；/n负极；和/n布置在正极与负极之间的隔离件，其中隔离件、正极和负极的一个或多个包含能够催化在锂离子电池组中形成的任何气态反应物形成液体的过渡金属化合物。/n

【技术特征摘要】
20190109 US 16/2435171.一种锂离子电池组，其包括：
正极；
负极；和
布置在正极与负极之间的隔离件，其中隔离件、正极和负极的一个或多个包含能够催化在锂离子电池组中形成的任何气态反应物形成液体的过渡金属化合物。


2.根据权利要求1的锂离子电池组，其中所述气态反应物选自：甲烷、氢气、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙烷及其组合。


3.根据权利要求1的锂离子电池组，其中所述过渡金属化合物包含选自：钌(Ru)、钛(Ti)、钼(Mo)、镍(Ni)、钴(Co)、钯(Pd)、铱(Ir)及其组合的元素。


4.根据权利要求4的锂离子电池组，其中所述过渡金属化合物包含钌(Ru)。


5.根据权利要求1的锂离子电池组，其中正极、负极和隔离件之一包含大于或等于大约10ppm至小于或等于大约5重量%的过渡金属化合物。


6.根据权利要求1的锂离子电池组，其进一步包含电解质，其中所述过渡金属化合物负载在包含沸石的惰性材料上并作为下列一个或多个提供：隔离件上的涂层、分布在正极中的惰性组分、电解质中的添加剂粒子或其组合。


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【专利技术属性】
技术研发人员：GV达希奇，杨黎，肖兴成，齐共新，VP萨哈兰，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US