[发明专利]组合物

说明书

式(I)的化合物在非水性电池电解质配方中的用途其中R₁独立地选自由CF₃、CH₂CF₃和CFHCF₃组成的组；R₂独立地选自由H、F、CH₃、CH₂F、CH₂CF₃、CH₂OR₅和OR₅组成的组；R₃是具有式C_nH_2n+1‑xF_x的烷基；R₄是H或F；并且R₅是被至少一个氟取代基取代的烷基，条件是当R₁是CH₂CF₃或CFHCF₃时，R₂是H、F或OR₅，其中所述式(I)的化合物以95重量％或更少的量存在于所述电解质配方中。

本公开涉及用于包括电池和电容器的储能装置，特别是用于二次电池和称为超级电容器的装置的非水性电解溶液。

有两种主要类型的电池：一次电池和二次电池。一次电池也称为不可再充电电池。二次电池也称为可再充电电池。一种众所周知的可再充电电池类型是锂离子电池。锂离子电池具有高能量密度，无记忆效应，且自放电低。

锂离子电池通常用于便携式电子产品和电动车辆。在电池中，锂离子在放电期间从负电极移动到正电极并且在充电时返回。

通常，电解溶液包含非水性溶剂和电解质盐以及添加剂。电解质通常是含有锂离子电解质盐的有机碳酸酯诸如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯和碳酸二烷基酯的混合物。许多锂盐可以用作电解质盐，常见的示例包括六氟磷酸锂(LiPF₆)、双(氟磺酰基)酰亚胺锂“LiFSI”和双(三氟甲磺酰基)酰亚胺锂(LiTFSI)。

电解溶液必须在电池内起到许多不同的作用。

电解质的主要作用是促进电荷在正极与负极之间的流动。这通过将电池内的金属离子从和/或向负极和正极中的一者或两者运输而发生，其中通过化学还原或氧化，释放/采用电荷。

因此，电解质需要提供能够溶剂化和/或负载金属离子的介质。

由于使用锂电解质盐和锂离子与锂金属的交换，而锂金属与水反应性强，并且其他电池组分也对水敏感，因此电解质通常是非水性的。

另外，电解质必须具有合适的流变性以在电池暴露并预期运行的典型工作温度下允许/增强其中的离子流动。

此外，电解质必须是尽可能化学惰性的。在电池的预期寿命的背景下，这与电池内(例如，电极和壳体的)的内部腐蚀和电池泄漏问题特别相关。考虑到化学稳定性，易燃性也是重要的。不幸的是，典型的电解质溶剂可能有安全隐患，因为它们通常包含易燃材料。

这可能是有问题的，因为在放电或被放电时的操作中，电池可能积聚热量。对于诸如锂离子电池的高密度电池尤其如此。因此，希望电解质显示出低易燃性，以及其他相关的特性，诸如高闪点。

还希望电解质不存在关于使用后的可处置性的环境问题，或其他环境问题诸如全球变暖潜势。

本发明的一个目的是提供一种非水性电解溶液，其相比现有技术的非水性电解溶液提供改善的特性。

用途方面

根据本发明的第一方面，提供了式(I)的化合物在非水性电池电解质配方中的用途，其中式(I)的化合物以95重量％或更少的量存在于电解质配方中。优选地，式(I)的化合物以1重量％至30重量％、更优选5重量％至20重量％，例如5重量％至15重量％或10重量％的量存在于电解质配方中。优选地，包含式(I)的化合物的组合物用于锂离子电池中。