[发明专利]锂盐混合物以及其作为电池电解质的用途

说明书

本发明涉及包含以下的锂盐混合物：85摩尔％～99.9摩尔％的双(氟磺酰基)酰亚胺锂；以及，0.1摩尔％～15摩尔％的2‑三氟甲基‑4,5‑二氰基‑咪唑锂。本发明还涉及含有该锂盐混合物的电解质组合物及其用途。

技术领域

本专利申请涉及锂盐混合物、以及其作为电池电解质的用途。

背景技术

锂离子电池或Li-硫电池至少包含负极(阳极)、正极(阴极)、隔膜以及电解质。电解质通常由溶解在溶剂(其通常为有机碳酸酯的混合物)中的锂盐组成，以便在粘度和介电常数之间具有良好的折衷。随后，可加入添加剂，以便改善电解质盐的稳定性。

最广泛使用的盐包括LiPF₆(六氟磷酸锂)，其具有若干种所需的品质，但展现出通过与水反应而分解形成氢氟酸(HF)的缺点。所形成的HF可导致阴极材料的溶解。因此，LiPF₆与残留水的反应影响电池的持久性(longevity)并且可引起安全问题，特别是在将锂离子电池用于特定车辆(specific vehicle)中的情况下。

因此，已经开发了其它的盐，例如，LiTFSI(双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂)和LiFSI(双(氟磺酰基)酰亚胺锂)。这些盐仅展现出很少的自发分解或者没有展现出自发分解，并且，在水解方面比LiPF₆更稳定。然而，LiTFSI展现出对于集电体、特别是由铝制成的集电体具有腐蚀性的缺点。

在电池领域，一直需要开发出新的盐，其使得能够改善电池的性能品质，例如，电池的寿命、和/或循环稳定性、和/或不可逆容量的降低、功率性能品质，特别是在宽的温度范围内(例如从约-25℃至约60℃)。

发明内容

混合物

本专利申请涉及锂盐混合物，包含：

-85摩尔％～99.9摩尔％的双(氟磺酰基)酰亚胺锂(LiFSI)；以及

-0.1摩尔％～15摩尔％的2-三氟甲基-4,5-二氰基咪唑锂(LiTDI)。

根据本发明，摩尔百分数是相对于混合物中化合物的总摩尔数。

在本发明的上下文中，术语“双(氟磺酰基)酰亚胺锂盐”、“双(磺酰基)酰亚胺锂”、“LiFSI”、“LiN(FSO₂)₂”、“双(磺酰基)酰亚胺锂”和“双(氟磺酰基)酰亚胺锂”等同地使用。

在本发明的上下文中，“混合物中化合物的总摩尔数”对应于混合物的每种化合物的摩尔数之和。

以名称LiTDI为人知晓的2-三氟甲基-4,5-二氰基咪唑锂具有以下结构：

根据一个实施方式，前述混合物基本上由以下组成、优选由以下组成：

-85摩尔％～99.9摩尔％的双(氟磺酰基)酰亚胺锂(LiFSI)；以及

-0.1摩尔％～15摩尔％的2-三氟甲基-4,5-二氰基咪唑锂(LiTDI)。

杂质可以例如小于3000ppm、优选小于1000ppm、特别地小于500ppm的比例存在于混合物中，相对于所述混合物的总重量。

在本发明的上下文中，术语“ppm”或“百万分之”理解为意指以重量计的ppm。

根据一个实施方式，根据本发明的混合物包含(优选基本上由以下组成、且优选由以下组成)：