[发明专利]包括包含金属盐的电解质的电池单元

说明书

本发明涉及一种包含用于正极的材料、用于负极的碳基材料、隔膜和电解质的Li离子电池单元，所述电解质包含：‑至少一种添加剂；‑至少一种锂盐；‑至少一种溶剂；以及‑至少一种具有式(I)的电中性金属盐：其中：‑A是选自Mn、Fe、Ni、Co、Cu、Cr、Ag和Zn的金属；‑B选自Cl、ClO₄、TFSI、其中R＝C_zF_2z+1或1≤z＜8的[N(SO₂″R)₂]、FSI、CF₃SO₃以及CF₃CO₂。

本发明涉及可再充电锂离子(Li-离子)电池的总体领域。

本发明更具体地涉及用于包含正极、碳基负极和隔膜的Li-离子电池的电解质。

常规地，Li-离子电池包含一个或多个正极、一个或多个负极、电解质以及用于避免电极之间的任何直接接触的由多孔聚合物或任何其他合适的材料构成的隔膜。

Li-离子电池越来越多地用作自主能源，特别是在与电动移动相关的应用中。这种趋势特别是通过以下来解释：质量以及体积能量密度明显高于传统的镍-镉(Ni-Cd)和镍-金属氢化物(Ni-MH)电池的体积能量密度，没有记忆效应，与其他电池相比自放电率低，以及还有与此技术相关的千瓦时成本下降。

通常用于Li-离子电池的电解质包含一种或多种锂盐、一种或多种溶剂和一种或多种添加剂。

最熟知的添加剂是丙磺酸内酯和碳酸亚乙烯酯。它们用于改善在负极表面上被称为“固体电解质界面”(SEI)的层的品质。为了获得良好的电化学性能品质，必需形成固体且稳定的SEI。这是因为可能由于电极/电解质界面处的二次反应产生的SEI恶化导致性能品质下降。

不幸的是，这些添加剂不能解决所有问题，特别是关于不足够稳定的电池单元的阻抗，或者还有关于电解质的电阻。

文献WO 2015/134783披露了一种旨在用于Li-离子电池的经表面处理的电极活性材料。该电极活性材料包括包含多价金属的离子导电层。经表面处理的电极活性材料使得可以改善Li-离子电池的容量保持率和寿命，并且还可以减少电极活性材料表面处的不希望的反应。

此文献还描述了包含根据从0.01M至0.2M的浓度范围的金属盐的电解质。

此文献还说明了所述电解质用于包含基于选自以下各项的化学实体的负极的电池单元中：钛酸锂、锂钴氧化物、锂锰氧化物、磷酸铁锂、锂镍锰钴氧化物和锂镍钴铝氧化物。

因此，提供包含特定电解质的Li-离子电池单元是有利的，该电解质使得可以改善所述电池单元特别是在容量保持率方面以及还有在电池单元阻抗方面的电化学性能品质。

因此，本发明的主题是一种包含用于正极的材料、用于碳基负极的材料、隔膜和电解质的Li离子电池单元，所述电解质包含：

-至少一种添加剂；