电解质添加剂制造技术

本发明专利技术提供了包含至少一种有机催化剂的添加剂在用于电池组的电解质中的用途

【技术实现步骤摘要】
电解质添加剂
[0001]本申请是申请号为
201780029826.2
的专利技术专利申请的分案申请，原申请的申请日为
2017
年4月5日，专利技术名称为：电解质添加剂
。
专利

[0002]本专利技术一般涉及电解质添加剂
。
更具体地，本专利技术涉及有机催化剂在包含碳酸酯的电解质中作为添加剂的用途
。
根据本专利技术的电解质可用于其中阳极包含反应性基团的电池组中
。
有机催化剂促进反应性基团与碳酸酯之间的反应，这导致在阳极表面上形成保护层，从而防止电池组中的残留水与阳极接触，还防止电解质中的碳酸酯降解
。
使用根据本专利技术的电解质的电池组更稳定和安全
。

技术介绍

[0003]水是电池组电极中的残留污染物
。
例如，在其中阳极是锂钛氧化物
(LTO)
的电池组的循环期间，水与
LTO
接触产生氢气和氧气
。
通常在这种电池组中，阴极基于
LiMPO4，其中
M
是
Fe
，
Co
，
Ni
，
Mn
等；电解质是线性碳酸酯和环状碳酸酯的混合物作为溶剂和盐，其可以是
LiPF6，
LiFSI
，
LiTFSI
，
LiBOB
，
LiBF4或任何其它合适的包含锂的市售盐
。<br/>这也发生在其中阳极包含材料如氢钛氧化物
(HTO)
，
TiO2，
Si
，
SiO
x
，
Sn
和石墨的电池组中
。
而且，这发生在其中阴极是高能阴极的电池组中
。
[0004]在这种电池组，例如其中阳极是
LTO
的电池组的循环期间，电解质
(
碳酸酯
)
可以在阳极存在下与残留水反应形成
CO2，
CO
，
H2，
O2和烃
。
已知这些产物会导致软包电池
(pouch cell)
膨胀，可能构成安全问题
[1
‑
3]。
[0005]解决该问题的一种策略包括从阴极和阳极中除去水
。
由于活性材料通常是亲水的，因此需要将电极仔细干燥
。
这通常需要大量的能量，因此成本增加
[4]。
[0006]另一种策略是允许在电极的界面处形成保护涂层
。
涂层可以防止电解质与电极的活性表面之间的接触
。
例如，在电解质中使用添加剂，添加剂分解形成膜
[6]。
此外，在组装电池之前，在活性材料上直接形成壳，以在
LTO
阳极上形成保护层
[7]。
[0007]仍然需要防止阳极接触电池组中的残留水的方法
。

技术实现思路

[0008]专利技术人发现有机催化剂在包含碳酸酯的电解质中作为添加剂的用途
。
根据本专利技术的电解质可用于其中阳极包含反应性基团的电池中
。
有机催化剂促进反应性基团与碳酸酯之间的反应，这导致在阳极表面上形成保护层，从而防止电池组中的残留水与阳极接触，还防止电解质中的碳酸酯降解
。
使用根据本专利技术的电解质的电池更稳定和安全
。
[0009]因此，本专利技术根据其方面提供以下内容：
[0010](1)
包含至少一种有机催化剂的添加剂在电池组用电解质中的用途
。
[0011](2)
包含至少一种有机催化剂的添加剂在包含至少一种碳酸酯的电解质中的用途
。
[0012](3)
包含至少一种有机催化剂的添加剂在其中阳极包含反应性基团且电解质包含至少一种碳酸酯的电池组中的用途
。
[0013](4)
包含至少一种有机催化剂的添加剂在其中阳极包含选自锂钛氧化物
(LTO)
，氢钛氧化物
(HTO)
，
TiO2，
Si
，
SiO
x
，
Sn
，石墨及其组合的材料且电解质包含至少一种碳酸酯的电池组中的用途
。
[0014](5)
包含至少一种有机催化剂的添加剂在其中阳极包含材料
(
其是锂钛氧化物
(LTO))
且电解质包含至少一种碳酸酯的电池组中的用途
。
[0015](6)
一种防止电池组中的残留水和阳极接触和
/
或降低电池组中气体水平的方法，该方法包括使用包含至少一种有机催化剂的电解质
。
[0016](7)
一种防止电池组中的残留水和阳极接触和
/
或降低电池组中气体水平的方法，其中电解质包含至少一种碳酸酯，该方法包括在电解质中添加至少一种有机催化剂
。
[0017](8)
一种防止电池组中的残留水和阳极接触和
/
或降低电池组中气体水平的方法，其中阳极包含反应性基团且电解质包含至少一种碳酸酯，该方法包括在电解质中添加至少一种有机催化剂
。
[0018](9)
一种防止电池组中的残留水和阳极接触和
/
或降低电池组中气体水平和
/
或防止电解质中碳酸酯降解的方法，其中阳极包含选自下组的材料：锂钛氧化物
(LTO)
，氢钛氧化物
(HTO)
，
TiO2，
Si
，
SiO
x
，
Sn
，石墨及其组合，电解质包含至少一种碳酸酯，该方法包括在电解质中添加至少一种有机催化剂
。
[0019](10)
一种防止电池组中的残留水和阳极接触和
/
或降低电池组中气体水平和
/
或防止电解质中碳酸酯降解的方法，其中阳极包含材料锂钛氧化物
(LTO)
且电解质包含至少一种碳酸酯，该方法包括在电解质中添加至少一种有机催化剂
。
[0020](11)
一种电池组用电解质，其包含添加剂，所述添加剂包含至少一种有机催化剂
。
[0021](12)
一种电池组用电解质，其中阳极包含选自锂钛氧化物
(LTO)
，氢钛氧化物
(HTO)
，
TiO2，
Si
，
SiO
x
，
Sn
，石墨及其组合的材料，电解质包含添加剂，所述添加剂包含至少一种有机催化剂
。
[0022](13)...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
包含至少一种有机催化剂的添加剂在其中阳极包含反应性基团且电解质包含至少一种碳酸酯的电池组中的用途，其中反应性基团是
OH、SH
或其组合，有机催化剂是脒化合物，其中阳极包含材料锂钛氧化物
(LTO)
，其中碳酸酯具有下面的通式
I
其中：
R
是
C1‑
C
12
线性
、
支化或环状烷基；
n
是1‑6的整数，其中有机催化剂包含
1,8
‑
二氮杂双环
[5.4.0]
十一碳
‑7‑
烯
(DBU)
，其中电解质中
DBU
的量为约
0.5
％或更少
。2.
根据权利要求1所述的用途，其中阳极还包含选自氢钛氧化物
(HTO)、TiO2、Si、SiO
x
、Sn、
石墨及其组合的材料
。3.
一种防止电池组中的残留水和阳极接触和
/
或降低电池组中气体水平和
/
或防止电池组中电解质中碳酸酯降解的方法，所述方法包括使用包含至少一种碳酸酯的电解质且在电解质中添加至少一种有机催化剂，其中阳极包含反应性基团且反应性基团是
OH、SH
或其组合，有机催化剂是脒化合物，其中阳极包含材料锂钛氧化物
(LTO)
，其中碳酸酯具有下面的通式
I
其中：
R
是
C1‑
C
12
线性
、
支化或环状烷基；
n
是1‑6的整数，其中有机催化剂包含
1,8
‑
二氮杂双环
[5.4.0]
十一碳
‑7‑
烯
(DBU)
，其中电解质中
DBU
的量为约
0.5
％或更少
。4.
根据权利要求3所述的方法，其中阳极还包含选自由氢钛氧化物
(HTO)、TiO2、Si、SiO
x
、Sn、
石墨及其组合组成的组的材料
。5.
一种用于包含阳极和电解质的电池组的电解质，其中阳极包含反应性基团且电解质包含至少一种碳酸酯，其中反应性基团是
OH、SH
或其组合且电解质还包含至少一种有机催化剂，有机催化剂是脒化合物，其中阳极包含材料锂钛氧化物
(LTO)
，其中碳酸酯具有下面的通式
I
其中：
R
是
C1‑
C
12
线性
、
支化或环状烷基；
n
是1‑6的整数，其中有机催化剂包含
1,8
‑
二氮杂双环
[5.4.0]
...

【专利技术属性】
技术研发人员：JC，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：