二次电池、电池组、电动车辆以及电力存储系统的制作方法_5

文档序号:8341629阅读:来源:国知局
3 (CF3) _、 B (NO 2 (CF3) 2\ B (NO (CF3) 3\ B (NC) 3 (C2F5) \ B (NC) 2 (C2F5) 2\ B (NC) (C2F5) 3\ B (NC) 3 (C6F5) \ B(NC)2(C6F5)2' 以及 B(NC) (C6F5)3冲的一种或者多种; 由式(3)表示的阴离子包括 B (CN) 3F_、B (CN) 2F2_、B (CN) F3_、B (NC) F3_、B (NC) 2F2_、以及 B(NC)3F中的一种或者多种;并且 由式⑷表示的阴离子包括 B(CN)2F(CF3)_、B(CN)F2 (CF3)_、B(CN)F(CF3)2' B (CN) 2F (C2F5) _、B (CN) F2 (C2F5) _、B (CN) F (C2F5) 2_、B (NC) 2F (CF3) _、B (NC) F2 (CF3) _、B (NC) F(CF3)2_、B (NC)2F(C2F5)' B (NC)F2 (C2F5)' 以及 B (NC)F(C2F5)2_中的一种或者多种。
7. 根据权利要求1所述的二次电池,其中,所述非水电解液包括碱金属离子、碱土金属 离子、或者碱金属离子和碱土金属离子作为阳离子。
8. 根据权利要求7所述的二次电池,其中,所述阳离子包括锂离子(Li +)。
9. 根据权利要求1所述的二次电池,其中: 所述非水电解液包括所述第一阴离子之外的一种或者多种第二阴离子;并且 所述一种或者多种第二阴离子包括氟(F)作为组成元素。
10. 根据权利要求9所述的二次电池,其中,所述一种或者多种第二阴离子包括六氟磷 酸离子(PF6O、四氟硼酸离子(BF〇、六氟砷酸离子(AsF fT)、三氟甲磺酸离子(CF3SO3O、六氟 硅酸离子(Li 2SiF6^双(氟磺酰基)亚胺离子(N(FSO2)2I以及由式(5)至式(10)分别表 示的离子中的一种或者多种;
其中,M41是过渡金属元素、长周期表中的第13族元素、第14族元素、以及第15族元 素中的一种; R41是卤素基团; Y41 是-C ( = 0)-R42-C ( = 0)-、-C ( = 0)-CR432-、以及-C ( = 0)-C ( = 0)-中的一 种; R42是亚烃基、卤代亚烃基、亚芳基、以及卤代亚芳基中的一种; R43是烷基、卤代烷基、芳基、以及卤代芳基中的一种; a4是从1到4的整数;并且 b4是0、2、以及4中的一个的整数;
其中,X51是长周期表中的第1族元素和第2族元素中的一种; M51是过渡金属元素、长周期表中的第13族元素、第14族元素、以及第15族元素中的 一种; Y51 是-C( = 0)-(CR512)b5-C( = 0)-、-R532C-(CR522)c5-C( = 0)-、-R532C-(CR522) c5-CR532-、-R532C-(CR522) c5-S( = 0)2_、-S( = 0)2-(CR522)d5-S( = 0)2_、以及-C(= 0)-(CR522)d5-S( = 0)2 中的一种; R51和R53各自是氢基、烷基、卤素基团、以及卤代烷基中的一种; R51、R53、或者R51和R53是卤素基团和卤代烷基中的一种; R52是氣基、烷基、[if素基团、以及[if代烷基中的一种;并且 a5是1和2中的一个的整数;
其中,X61是长周期表中的第1族元素和第2族元素中的一种; M61是过渡金属元素、长周期表中的第13族元素、第14族元素、以及第15族元素中的 一种; Rf是氟化烷基和氟化芳基中的一种,并且具有1到10个碳原子数; Y61 是-C( = 0)-(CR612)d6-C( = 0)-、-R622C-(CR612)d6-C( = 0)-、-R622C-(CR612) d6-CR622-、-R622C-(CR612) d6-S( = 0)2_、-S( = 0)2-(CR612)e6-S( = 0)2_、以及-C(= 0)-(CR612)e6-S( = 0)2-中的一种; R61是氣基、烷基、[if素基团、以及[if代烷基中的一种; R62是氣基、烷基、卤素基团、以及卤代烷基中的一种; R62中的至少一个是卤素基团和卤代烷基中的一种; a6是1和2中的一个的整数;并且 b6和c6各自是从1到4的整数; N(CmF2lrtSO2) (CnF2n+1S02r... (8) 其中,m和η各自是1或者更大的整数;
其中,R71是具有2到4个碳原子数的直链或者支链全氟亚烃基; C(CpF2p+1S02) (CqF2q+1S02) (CrF2r+1S02) (10) 其中,P、q、以及r各自是I或者更大的整数。
11.根据权利要求10所述的二次电池,其中: 由式(5)表不的阴离子包括由式(5-1)至式(5-5)分别表不的一种或者多种阴离子; 由式(6)表不的阴离子包括由式(6-1)至式(6-8)分别表不的一种或者多种阴离子; 由式(7)表示的阴离子包括由式(7-1)表示的阴离子; 由式(8)表示的阴离子包括双(三氟甲基磺酰基)亚胺离子(N(CF3SO2)2O、双(五 氟乙基磺酰基)亚胺离子(N(C2F5SO2)2O、(三氟甲基磺酰基)(五氟乙基磺酰基)亚胺离 子(N(CF 3SO2) (C2F5SO2D、(三氟甲基磺酰基)(七氟丙基磺酰基)亚胺离子(N(CF 3SO2) (C3F7SO2) _)、以及(三氟甲基磺酰基)(九氟丁基磺酰基)亚胺离子(N(CF3SO2) (C4F9SO2D中 的一种或者多种; 由式(9)表示的阴离子包括由式(9-1)至式(9-4)分别表示的一种或者多种阴离子; 并且 由式(10)表示的阴离子包括三(三氟甲基磺酰基)甲基化物离子(C(CF3SO2)3-),

12.根据权利要求1所述的二次电池,其中,所述含锂氧的化合物包括锂(Li)、氧(O)、 以及属于长周期表中第2族至第15族的一种或者多种元素作为组成元素。
13. 根据权利要求12所述的二次电池,其中,所述含锂氧的化合物包括由式(11)至 (15)分别表不的一种或者多种化合物; LialMn(1_bl_cl)NibiMl clO(2_dl)Fel··· (11) 其中,Ml 是钴(Co)、镁(Mg)、铝、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌 (Zn)、锆(Zr)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)、以及钨(W)中的一种或者多种; al 至 el 满足 OK aK I. 2、0〈bl〈0. 5、0< cK 0· 5、(bl+cl)〈1、-0· K dK 0· 2、 以及0 < el< 0. 1 ;并且 锂的组成根据充电-放电状态而不同,并且al是完全放电状态下的值; LijiG-b2)M2b20(2-c2)Fd2... (12) 其中,M2是钴、猛(Mn)、镁、错、硼、钛、轨、络、铁、铜、锌、钼、锡、妈、锁、以及鹤中的一种 或者多种; a2 至 d2 满足 0.8<a2 彡 1·2、0·005 彡 b2 彡 0·5、-0· 1 彡 c2 彡 0.2、以及(Xd2 彡 0· 1 ; 并且 锂的组成根据充电-放电状态而不同,并且a2是完全放电状态下的值; Li心。0 (卜b3)M3b30(2_c3)Fd3…(13) 其中,M3是镇(Ni)、猛、镁、错、硼、钛、轨、络、铁、铜、锌、钼、锡、妈、锁、以及鹤中的一种 或者多种; a3 至 d3 满足 OK a3 < I. 2、0< b3〈0. 5、-0· K c3 < 0· 2、以及 OS d3 < 0· 1 ;并 且 锂的组成根据充电-放电状态而不同,并且a3是完全放电状态下的值; Lia4Mn(2_b4)M4b40c4F d4- (14) 其中,M4是钴、镍、镁、错、硼、钛、轨、络、铁、铜、锌、钼、锡、妈、锁、以及鹤中的一种或者 多种; a4至d4满足0· 9彡a4彡1. 1、0彡b4彡0· 6、3· 7彡c4彡4. 1、以及0彡d4彡0· 1 ; 并且 锂的组成根据充电-放电状态而不同,并且a4是完全放电状态下的值; Lia5M5P(V.. (15) 其中,M5是钴、锰、铁、镍、镁、铝、硼、钛、钒、铌(Nb)、铜、锌、钼、钙、锶、钨、以及锆(Zr) 中的一种或者多种; a5 满足 0· 9 < a5 < I. 1 ; 锂的组成根据充电-放电状态而不同,并且a5是完全放电状态下的值。
14. 根据权利要求13所述的二次电池,其中: 由式(11)至(13)分别表示的化合物包括 LiNi02、LiC〇02、LiC0a98Al atllMgacilO^ LiNi0.5C〇0.2Mn〇. 302、LiNi0.8C〇0. i5_A1〇. O5O2、LiNi0.33C〇0. 33Mn〇. 3302、Li1.2Mn〇. 52C〇0.175Ni0. i〇2、以及 Lii .15 (M% 65NiQ. 22C〇Q. 13) O2 中的一种或者多种, 由式(14)表示的化合物包括LiMn2O4;并且 由式(15)表示的化合物包括 LiFeP04、LiMnP04、LiFeQ.5Mn Q.5P04、以及 LiFea#%孑04中 的一种或者多种。
15. 根据权利要求1所述的二次电池,其中,所述二次电池是锂二次电池。
16. 一种电池组,包括: 二次电池; 控制部,被配置为控制所述二次电池的操作;以及 开关部,被配置为根据所述控制部的指令切换所述二次电池的操作; 所述二次电池包括: 正极,包括含锂氧的化合物; 负极;以及 非水电解液,包括由式(1)表不的一种或者多种第一阴离子, B(XY)xFyRz'.. (1) 其中,X是二价链烃基、二价氟化链烃基、以及没有基团中的一种; Y是氰基(-C = N)和异氰基(-N+= (T)中的一种; R是单价氟化链烃基和单价氟化环烃基中的一种;并且 X至z是满足x>0、y彡0、z彡0、(x+y+z) = 4并且(y+z) >0的整数。
17. -种电动车辆,包括: 二次电池; 转换部,被配置为将从所述二次电池供应的电力转换成驱动力; 驱动部,被配置为根据所述驱动力操作;以及 控制部,被配置为控制所述二次电池的操作; 所述二次电池包括: 正极,包括含锂氧的化合物; 负极;以及 非水电解液,包括由式(1)表不的一种或者多种第一阴离子, B(XY)xFyRz'.. (1) 其中,X是二价链烃基、二价氟化链烃基、以及没有基团中的一种; Y是氰基(-C = N)和异氰基(-N+= (T)中的一种; R是单价氟化链烃基和单价氟化环烃基中的一种;并且 X至z是满足x>0、y彡0、z彡0、(x+y+z) = 4并且(y+z) >0的整数。
18. -种电力存储系统,包括: 二次电池; 一种或者多种电气设备,被配置为从所述二次电池对其供应电力;以及 控制部,被配置为控制从所述二次电池到所述一种或者多种电气设备的电力的供应; 所述二次电池包括: 正极,包括含锂氧的化合物; 负极;以及 非水电解液,包括由式(1)表示的一种或者多种阴离子, B(XY)xFyRz'.. (1) 其中,X是二价链烃基、二价氟化链烃基、以及没有基团中的一种; Y是氰基(-C = N)和异氰基(-N+= (T)中的一种; R是单价氟化链烃基和单价氟化环烃基中的一种;并且 X至z是满足x>0、y彡0、z彡0、(x+y+z) = 4并且(y+z) >0的整数D
【专利摘要】本发明涉及二次电池、电池组、电动车辆以及电力存储系统。该二次电池包括:含锂氧的化合物的正极、负极、以及包括由式(1)表示的一种或者多种第一阴离子的非水电解液:B(XY)xFyRz-(1),其中,X是二价链烃基、二价氟化链烃基、以及没有基团中的一种;Y是氰基(-C≡N)和异氰基(-N+≡C-)中的一种;R是单价氟化链烃基和单价氟化环烃基中的一种;并且x至z是满足x>0、y≥0、z≥0、(x+y+z)=4并且(y+z)>0的整数。
【IPC分类】H01M10-05
【公开号】CN104659403
【申请号】CN201410646149
【发明人】井原将之, 藤田茂
【申请人】索尼公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年11月14日
【公告号】US20150140421
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