钾盐和锂盐的混合物、以及其在电池中的用途制造技术

本发明专利技术涉及包括如下的混合物：99重量％‑99.9999重量％的至少一种锂盐A，其选自LiPF

The mixture of potassium salt and lithium salt and its application in battery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】钾盐和锂盐的混合物、以及其在电池中的用途
本申请涉及锂盐和钾盐的混合物、及其在电池中的用途。
技术介绍
典型地，电池(例如锂离子电池或Li-硫电池)包括至少负极(阳极)、正极(阴极)、隔板和电解质。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，以具有良好的在粘度和介电常数之间的折衷。在电池领域中，在第一次充电/放电循环期间形成的钝化层对于电池寿命是重要的。作为钝化层，可特别提及：在铝上的钝化层，铝为在阴极处使用的集流体；或者“固体电解质界面”(SEI)，其为在阳极/电解质和阴极/电解质界面处形成的无机和聚合物层。如果钝化层不正确地形成和/或不稳定，则其在充电/放电循环期间的再形成是电池寿命的降低的原因：这是因为电流的一部分将用于再形成这些钝化层，而不是对电池寿命做贡献。在锂金属阳极上的枝晶的形成也导致电池寿命的降低。因此，需要克服上述缺点，且特别地需要改善包括Li离子型电池在内的电池的寿命。
技术实现思路
混合物本申请涉及包括如下(优选地基本上由如下组成、和优先地由如下组成)的混合物：·i)99重量％-99.9999重量％的至少一种锂盐A，其选自：LiPF6；LiBF4；CH3COOLi；CH3SO3Li；CF3SO3Li；CF3COOLi；Li2B12F12；LiBC4O8；下式(I)的盐：R1-SO2-NLi-SO2-R2(I)，其中R1和R2彼此独立地表示F、CF3、CHF2、CH2F、C2HF4、C2H2F3、C2H3F2、C2F5、C3F7、C3H2F5、C3H4F3、C4F9、C4H2F7、C4H4F5、C5F11、C6F13、C7F15、C8F17、或C9F19；下式(II)的盐：其中Rf表示F、CF3、CHF2、CH2F、C2HF4、C2H2F3、C2H3F2、C2F5、C3F7、C3H2F5、C3H4F3、C4F9、C4H2F7、C4H4F5、C5F11、C6F13、C7F15、C8F17、或C9F19；及其混合物；·ii)按重量计1ppm-10000ppm的至少一种钾盐B，其选自：KPF6；KBF4；CH3COOK；CH3SO3K；CF3SO3K；CF3COOK；K2B12F12；KBC4O8；下式(III)的盐：R3-SO2-NK-SO2-R4(III)，其中R3和R4彼此独立地表示F、CF3、CHF2、CH2F、C2HF4、C2H2F3、C2H3F2、C2F5、C3F7、C3H2F5、C3H4F3、C4F9、C4H2F7、C4H4F5、C5F11、C6F13、C7F15、C8F17、或C9F19；下式(IV)的盐：其中Rp表示F、CF3、CHF2、CH2F、C2HF4、C2H2F3、C2H3F2、C2F5、C3F7、C3H2F5、C3H4F3、C4F9、C4H2F7、C4H4F5、C5F11、C6F13、C7F15、C8F17、或C9F19；及其混合物。在本专利技术的上下文中，术语“ppm”或“百万分率”意指按重量计的ppm。在一种实施方式中，本专利技术涉及包括如下(优选地基本上由如下组成、和优先地由如下组成)的混合物：·i)99重量％-99.9999重量％的至少一种锂盐A，其选自：LiPF6；LiBF4；CH3COOLi；CH3SO3Li；CF3SO3Li；CF3COOLi；Li2B12F12；LiBC4O8；下式(I)的盐：R1-SO2-NLi-SO2-R2(I)，其中R1和R2彼此独立地表示F、CF3、CHF2、CH2F、C2HF4、C2H2F3、C2H3F2、C2F5、C3F7、C3H2F5、C3H4F3、C4F9、C4H2F7、C4H4F5、C5F11、C6F13、C7F15、C8F17、或C9F19；·ii)按重量计1ppm-10000ppm的至少一种钾盐B，其选自：KPF6；KBF4；CH3COOK；CH3SO3K；CF3SO3K；CF3COOK；K2B12F12；KBC4O8；下式(III)的盐：R3-SO2-NK-SO2-R4(III)，其中R3和R4彼此独立地表示F、CF3、CHF2、CH2F、C2HF4、C2H2F3、C2H3F2、C2F5、C3F7、C3H2F5、C3H4F3、C4F9、C4H2F7、C4H4F5、C5F11、C6F13、C7F15、C8F17、或C9F19；下式(IV)的盐：其中Rp表示F、CF3、CHF2、CH2F、C2HF4、C2H2F3、C2H3F2、C2F5、C3F7、C3H2F5、C3H4F3、C4F9、C4H2F7、C4H4F5、C5F11、C6F13、C7F15、C8F17、或C9F19；及其混合物。根据一种实施方式，所述混合物包括：-i)99.1重量％-99.9999重量％、优选地99.2重量％-99.9999重量％、优先地99.3重量％-99.9999重量％、有利地99.4重量％-99.9999重量％、甚至更优先地99.5重量％-99.9999重量％、甚至更有利地99.6重量％-99.9999重量％、优选地99.7重量％-99.9999重量％、例如99.8重量％-99.9999重量％、且特别地99.9重量％-99.9999重量％的上述至少一种锂盐A，和/或-ii)1ppm-9000ppm、优选地1-8000ppm、优先地1-7000ppm、有利地1-6000ppm、甚至更优先地1-5000ppm、甚至更有利地1-4000ppm、优选地1-3000ppm、例如1-2000ppm、且特别地1-1000ppm的上述至少一种钾盐B。根据一种实施方式，所述混合物包括1-1000ppm、优选地1-50ppm、优先地1-20ppm、且甚至更优选地1-10ppm的上述至少一种钾盐B。根据一种实施方式，所述混合物以如下的重量含量包括如上定义的至少一种锂盐A：大于或等于99重量％，相对于所述混合物的总重量，优选地大于或等于99.5重量％，优先地大于或等于99.9重量％，有利地大于或等于99.95重量％，甚至更优先地大于或等于99.99重量％，甚至更有利地大于或等于99.995重量％，优选地大于或等于99.999重量％，例如大于或等于99.9995重量％，相对于所述混合物的总重量。根据一种实施方式，所述混合物以如下的重量含量包括如上定义的至少一种钾盐B：按重量计小于或等于10000ppm、优选地小于或等于5000ppm、优先地小于或等于1000ppm、有利地小于或等于500ppm、甚至更优先地小于或等于100ppm、甚至更有利地小于或等于50ppm、优选地小于或等于10ppm、例如小于或等于5ppm，相对于所述混合物的总重量。根据一种实施方式，所述混合物包括：-i)99重量％-99.999重量％、优选地99.5重量％-99.999重量％、优先地99.7重量％-99.999重量％、有利地99.85重量％-99.999重量％、甚至更优先地99.85重量％-99.995重量％、甚至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.混合物，包括：/n·99重量％-99.9999重量％的至少一种锂盐A，其选自：LiPF

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180129 FR 18506641.混合物，包括：
·99重量％-99.9999重量％的至少一种锂盐A，其选自：LiPF6；LiBF4；CH3COOLi；CH3SO3Li；CF3SO3Li；CF3COOLi；Li2B12F12；LiBC4O8；下式(I)的盐：R1-SO2-NLi-SO2-R2(I)，其中R1和R2彼此独立地表示F、CF3、CHF2、CH2F、C2HF4、C2H2F3、C2H3F2、C2F5、C3F7、C3H2F5、C3H4F3、C4F9、C4H2F7、C4H4F5、C5F11、C6F13、C7F15、C8F17、或C9F19；下式(II)的盐：



其中Rf表示F、CF3、CHF2、CH2F、C2HF4、C2H2F3、C2H3F2、C2F5、C3F7、C3H2F5、C3H4F3、C4F9、C4H2F7、C4H4F5、C5F11、C6F13、C7F15、C8F17、或C9F19；及其混合物；
·按重量计1ppm-10000ppm的至少一种钾盐B，其选自：KPF6；KBF4；CH3COOK；CH3SO3K；CF3SO3K；CF3COOK；K2B12F12；KBC4O8；下式(III)的盐：R3-SO2-NK-SO2-R4(III)，其中R3和R4彼此独立地表示F、CF3、CHF2、CH2F、C2HF4、C2H2F3、C2H3F2、C2F5、C3F7、C3H2F5、C3H4F3、C4F9、C4H2F7、C4H4F5、C5F11、C6F13、C7F15、C8F17、或C9F19；下式(IV)的盐：



其中Rp表示F、CF3、CHF2、CH2F、C2HF4、C2H2F3、C2H3F2、C2F5、C3F7、C3H2F5、C3H4F3、C4F9、C4H2F7、C4H4F5、C5F11、C6F13、C7F15、C8F17、或C9F19；及其混合物。


2.如权利要求1所述的混合物，包括：
-99.1重量％-99.9999重量％、优选地99.2重量％-99.9999重量％、优先地99.3重量％-99.9999重量％、有利地99.4重量％-99.9999重量％、甚至更优先地99.5重量％-99.9999重量％、甚至更有利地99.6重量％-99.9999重量％、优选地99.7重量％-99.9999重量％、例如99.8重量％-99.9999重量％、且特别地99.9重量％-99.9999重量％的至少一种锂盐A，和/或
-1ppm-9000ppm、优选地1-8000ppm、优先地1-7000ppm、有利地1-6000ppm、甚至更优先地1-5000ppm、甚至更有利地1-4000ppm、优选地1-3000ppm、例如1-2000ppm、且特别地1-1000ppm的至少一种钾盐B。


3.如权利要求1和2任一项所述的混合物，包括：
·99重量％-99.999重量％、优选地99.5重量％-99.999重量％、优先地99.7重量％-99.999重量％、有利地99.85重量％-99.999重量％、甚至更优先地99.85重量％-99.995重量％、甚至更有利地99.9重量％-99.99重量％的至少一种锂盐A，和/或
·10ppm-10000ppm、优选地10-5000ppm、优先地10-3000ppm、有利地10-1500ppm、甚至更优先地50-1500ppm、甚至更有利地100-1000ppm的至少一种钾盐B。


4.如权利要求1和2任一项所述的混合物，其特征在于它包括1-1000ppm、优选地1-50ppm、优先地1-20ppm、且甚至更优选地1-10ppm的至少一种钾盐B。


5.如权利要求1-4任一项所述的混合物，其中锂盐A和钾盐B具有相同的阴离子。


6.如权利要求1-5任一项所述的混合物，其中：
·锂盐A选自：LiPF6、LiBF4、CH3COOLi、CH3SO3Li、CF3SO3Li、CF3COOLi、Li2B12F12、LiBC4O8、及其混合物，锂盐A优选地为LiPF6；和钾盐B选自KPF6、KBF4、CH3COOK、CH3SO3K、CF3SO3K、CF3COOK、K2B12F12、KBC4O8、及其混合物，钾盐B优选地为KPF6；
或
·锂盐A选自：LiPF6、LiBF4、CH3COOLi、CH3SO3Li、CF3SO3Li、CF3COOLi、Li2B12F12、LiBC4O8、及其混合物，锂盐A优选地为LiPF6；和钾盐B具有式(III)R3-SO2-NK-SO2-R4，其中R3和R4彼此独立地表示F、CF3、CHF2、CH2F、C2HF4、C2H2F3、C2H3F2、C2F5、C3F7、C3H2F5、C3H4F3、C4F9、C4H2F7、C4H4F5、C5F11、C6F13、C7F15、C8F17、或C9F19，其中R3和R4优选地彼此独立地表示F或CF3、且优先地F；
或
·锂盐A选自：LiPF6、LiBF4、CH3COOLi、CH3SO3Li、CF3SO3Li、CF3COOLi、Li2B12F12、LiBC4O8、及其混合物，锂盐A优选地为LiPF6；和钾盐B具有如权利要求1中定义的式(IV)，其中Rp表示F、CF3、CHF2、CH2F、C2HF4、C2H2F3、C2H3F2、C2F5、C3F7、C3H2F5、C3H4F3、C4F9、C4H2F7、C4H4F5、C5F11、C6F13、C7F15、C8F17、或C9F19，Rp优选地表示CF3；
或
·锂盐A具有式(I)R1-SO2-NK-SO2-R2，其中R1和R2彼此独立地表示F、CF3、CHF2、CH2F、C2HF4、C2H2F3、C2H3F2、C2F5、C3F7、C3H2F5、C3H4F3、C4F9、C4H2F7、C4H4F5、C5F11、C6F13、C7F15、C8F17、或C9F19，其中R1和R2优选地彼此独立地表示F或CF3、且优先地F；和钾盐B选自KPF6、KBF4、CH3COOK、CH3SO3K、CF3SO3K、CF3COOK、K2B12F12、KBC4O8、及其混合物，钾盐优选地为KPF6；
或
·锂盐A具有式(I)R1-SO2-NK-SO2-R2，其中R1和R2彼此独立地表示F、CF3、CHF2、CH2F、C2HF4、C2H2F3、C2H3F2、C2F5、C3F7、C3H2F5、C3H4F3、C4F9、C4H2F7、C4H4F5、C5F11、C6F13、C7F15、C8F17、或C9F19，其中R1和R2优选地彼此独立地表示F或CF3、且优先地F；和钾盐B具有式(III)R3-SO2-NK-SO2-R4，其中R3和R4彼此独立地表示F、CF3、CHF2、CH2F、C2HF4、C2H2F3、C2H3F2、C2F5、C3F7、C3H2F5、C3H4F3、C4F9、C4H2F7、C4H4F5、C5F11、C6F13、C7F15、C8F17、或C9F19，其中R3和R4优选地彼此独立地表示F或CF3、且优先地F；
或
·锂盐A具有式(I)R1-SO2-NK-SO2-R2，其中R1和R2彼此独立地表示F、CF3、CHF2、CH2F、C2HF4、C2H2F3、C2H3F2、C2F5、C3F7、C3H2F5、C3H4F3、C4F9、C4H2F7、C4H4F5、C5F11、C6F13、C7F15、C8F17、或C9F19，其中R1和R2优选地彼此独立地表示F或CF3、且优先地F；和钾盐B具有如权利要求1中定义的式(IV)，其中Rp表示F、CF3、CHF2、CH2F、C2HF4、C2H2F3、C2H3F2、C2F5、C3F7、C3H2F5、C3H4F3、C4F9、C4H2F7、C4H4F5、C5F11、C6F13、C7F15、C8F17、或C9F19，Rp优选地表示CF3；
或
·锂盐A具有以上提及的式(II)，其中Rf表示F、CF3、CHF2、CH2F、C2HF4、C2H2F3、C2H3F2、C2F5、C3F7、C3H2F5、C3H4F3、C4F9、C4H2F7、C4H4F5、C5F11、C6F13、C7F15、C8F17、或C9F19，Rf优选地表示CF3；和钾盐B选自KPF6、KBF4、CH3COOK、CH3SO3K、CF3SO3K、CF3COOK、K2B12F12、KBC4O8、及其混合物，钾盐B优选地为KPF6；
或
·锂盐A具有如权利要求1中定义的式(II)，其中Rf表示F、CF3、CHF2、CH2F、C2HF4、C2H2F3、C2H3F2、C2F5、...

【专利技术属性】
技术研发人员：G施密特，
申请(专利权)人：阿科玛法国公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR