[发明专利]用于电化学电池的低可燃性溶剂的氟化磺酰胺

说明书

本发明涉及用于电化学电池的低可燃性氟化磺酰胺。

锂电池组是用于移动应用的最有前途的系统。应用范围从高质量的电子设备(例如移动电话、便携式摄像机)到电动汽车的电池组。

这些电池组由阴极、阳极、隔板和非水电解质组成。所用的阴极一般为Li(MnMe_z)₂O₄、Li(CoMe_z)O₂、Li(CoNi_xMe_z)O₂或其他的锂嵌入和插入化合物。阳极可以由锂金属、碳材料、石墨、石墨碳材料或其它的锂嵌入和插入化合物或合金化合物组成。所用的电解质是含锂盐如LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄、LiAsF₆、LiCF₃SO₃、LiN(CF₃SO₂)₂或LiC(CF₃SO₂)₃以及它们的混合物在非质子溶剂中的溶液。

在文献中提到许多的用于锂离子电池组的添加剂。例如，为了提高在充电过度时的安全，在EP0759641和美国专利5776627中，在电解质中加入有机芳族化合物如联苯、取代的噻吩和呋喃，在EP0746050和EP0851524中，加入取代的茴香醚、1，3，5-三甲基苯和二甲苯衍生物。基于相同的原因，美国专利5753389使用有机碳酸酯作为添加剂。为了提高循环稳定性，在EP 0856901中加入有机环硼氧烷。然而所有的这些添加剂都有一些严重的缺点。象在本说明书中提到的有机物质一般具有低闪点和低爆炸极限。

添加剂爆炸极限(％)闪点(℃)噻吩1.5-12-9茴香醚0.34-6.3431，3，5-三甲基苯1-654呋喃2.3-14.3-35

按照现有技术，所用的电解质液体优选是包括至少两种成分的溶剂混合物。这种混合物需要包括至少一种强极性成分，由于其极性，所以对盐有强的离解效应。这些极性成分的实例是碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯。因为这些高度极性溶剂一般为高粘性的，所以一般在电解质中加入低粘度溶剂作为“稀释剂”。稀释剂的典型实例是1，2-二甲氧基乙烷、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯，加入的比例为30-70％。这些低粘度溶剂的致命缺点是其低闪点和高挥发性。