[发明专利]可使氟化物溶解度提高的离解剂、制剂及方法

说明书

相关申请的互相参引

本申请要求于2006年8月11日提交的美国专利申请60/837,174 以及于2007年3月2日提交的美国申请11/681,493的优先权，两篇 申请的全部内容在此通过引用的方式以不与本说明书相左的程度纳入 本说明书中。

关于联邦政府赞助研究或开发的声明

不适用。

发明背景

电化学存储和转换设备的进步已经显著扩展了这些系统在多种领 域包括便携式电器、航天技术、通信及生物医疗仪器中的作用。现有 技术的电化学存储和转换设备制造为具有特定的式样和性能特性，从 而支持具体目标应用需要和工作环境。这种先进的电化学存储系统包 括用于植入式医疗设备的具有低自放电率和高放电可靠性的高能量密 度电池、用于便携式电器的廉价轻质可充电电池以及用于军事和航天 领域的能以短时间间隔提供高放电率的高容量电池。

该不同系列的先进电化学储存和转换系统的广泛应用持续刺激着 致力于扩大这些系统功能的研究以使下一代高性能设备的应用成为可 能。例如，对高功率便携式电子产品需求的增长已经使得人们对开发 具有较高能量密度的安全、轻质的一次和二次电池产生了巨大兴趣。 消费电子和仪器领域中对小型化的需求也持续刺激着对减小高性能电 池的尺寸、质量和形状因素的新式样设计方案的研究。此外，电动车 辆和航天工程领域的发展也已经对高可靠性电池产生了巨大需求，所 述高可靠性电池在一系列有益工作环境下表现出高能量密度和高功率 密度。

电化学存储和转换技术上的许多进步直接归因于电池组件新材料 的发现和整合。例如，锂电池技术的持续迅速发展至少部分是由于这 些系统的新电极和电解质材料的发现。从正负极插层主体材料的开拓 性识别到高性能非水电解质的发展，锂电池系统新材料的发现和优化 已经使它们的式样和性能有了革命性的进步。这些进步的结果是，基 于锂的电池技术成为当前某些用于便携式电子系统的商业性应用—— 包括一次和二次电化学电池——的首选。

在锂电池技术的材料方案和电池式样设计方面的进步，已使能提 供有益设备性能的一次和二次电化学电池变成现实，所述有益设备性 能包括：(i)大能量密度(例如，约150Wh kg^-1)；(ii)高电池电压(例 如，最高达约3.6V)；(iii)基本恒定的(例如，平的)放电曲线；(iv) 长贮存期限(例如，最高达10年)；(v)良好的循环性能；以及(vi) 与一系列工作温度(例如，-20至60摄氏度)的相容性。这些有益特 征的结果是，一次和二次锂电池作为许多便携式电子设备——例如移 动电话和便携式计算机——以及生物医学工程、传感、军事通信和照 明领域中其它重要设备应用的电源而被广泛使用。

一次锂电池系统通常使用一种锂金属负极产生锂离子。在放电期 间，锂离子由负极穿过液相或固相电解质发生迁移并在包括插层主体 材料的正极处发生插层反应。双插层锂离子二次电池也已被开发，其 中锂金属用一种第二锂离子插层主体材料代替从而提供负极。在锂离 子二次电池中，同时发生的锂离子插入和脱出反应使锂离子在充放电 循环期间在正负插层电极之间迁移。负极锂离子插层主体材料的掺入 极大地有利于避免使用金属锂，而金属锂因为锂的高反应性和非外延 沉积性使得其在再充电时易造成安全问题。可用于锂电池电极的插层 主体材料包括含碳材料(例如石墨、焦炭、低氟化的碳等)、金属氧 化物、金属硫化物、金属氮化物、金属硒化物和金属磷化物。美国专 利6,852,446、6,306,540、6,489,055及Gholam-Abbas Nazri和 Gianfranceo Pistoia编写的“Lithium Batteries Science and Technology”，Kluer Academic Publishers，2004是涉及锂和锂离 子电池系统的文献，它们全文以引用的方式纳入本说明书中。