用于高功率电池组的聚合物凝胶电解质制造技术

本发明专利技术公开了用于高功率电池组的聚合物凝胶电解质。本文提供了一种用于电化学电池如固态电池组的聚合物凝胶电解质，以及包含聚合物凝胶电解质的电化学电池。所述聚合物凝胶电解质包括一种或多种锂盐、增塑剂组分、添加剂组分和聚合物主体。增塑剂组分的实例包括碳酸酯、内酯、腈、砜、醚、磷酸酯及其组合。添加剂组分包括含硼添加剂和含碳酸酯添加剂。分包括含硼添加剂和含碳酸酯添加剂。分包括含硼添加剂和含碳酸酯添加剂。

【技术实现步骤摘要】
用于高功率电池组的聚合物凝胶电解质


[0001]本专利技术涉及一种用于电化学电池的聚合物凝胶电解质和一种循环锂离子的电化学电池。

技术介绍

[0002]本部分提供了与本公开相关的背景信息，其不一定是现有技术。
[0003]电化学能量存储装置，例如锂离子电池组，可以用于广泛种类的产品，包括汽车产品，例如启停系统(例如12V启停系统)、电池组辅助系统(“μBAS”)、混合动力电动车辆(“HEVs”)和电动车辆(“EVs”)。典型的锂离子电池组包括两个电极和电解质组分和/或隔离件。两个电极中的一个可以用作正电极或阴极，而另一个电极可以用作负电极或阳极。锂离子电池组还可包括各种端子和封装材料。可再充电的锂离子电池组通过在负电极和正电极之间可逆地来回传递锂离子而工作。例如，锂离子可在电池组充电期间从正电极移动到负电极，而在电池组放电时沿相反方向移动。隔离件和/或电解质层可设置在负电极和正电极之间。电解质适于在电极之间传导锂离子，并且与两个电极一样，可以是固体形式、液体形式或固
‑
液混合形式。在包括设置在固态电极之间的固态电解质层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电化学电池的聚合物凝胶电解质，其中所述聚合物凝胶电解质包含：一种或多种锂盐；增塑剂组分，所述增塑剂组分选自碳酸酯、内酯、腈、砜、醚、磷酸酯、及其组合；添加剂组分，其包含含硼添加剂和含碳酸脂添加剂；以及聚合物主体。2.根据权利要求1所述的聚合物凝胶电解质，其中所述一种或多种锂盐的浓度大于或等于约1M至小于或等于约4M。3.根据权利要求1所述的聚合物凝胶电解质，其中：(i)所述一种或多种锂盐各自包含锂阳离子(Li
+
)和选自以下的阴离子：双
‑
三氟甲磺酰亚胺根(TFSI
‑
)、双(氟磺酰)亚胺根(FSI
‑
)、三氟甲磺酸根(triflate
‑
)、双(五氟乙磺酰)亚胺根(BETI
‑
)、环
‑
二氟甲烷
‑
1,1
‑
双(磺酰)亚胺根(DMSI
‑
)、环
‑
六氟丙烷
‑
1,1
‑
双(磺酰)亚胺根(HPSI
‑
)、四氟硼酸根(BF4‑
)、双(草酸根合)硼酸根(BOB
‑
)、四氰基硼酸根(bison
‑
)、二氟(草酸)硼酸根(DFOB
‑
)、双(氟丙二酸根合)硼酸根(BFMB
‑
)以及其组合；(ii)所述增塑剂组分包含碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸甘油酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸氟代亚乙酯、碳酸1,2
‑
亚丁酯、γ
‑
丁内酯(GBL)、δ
‑
戊内酯、丁二腈、戊二腈、己二腈、环丁砜、乙基甲基砜、乙烯基砜、苯基砜、4
‑
氟苯基砜、苄基砜、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、1,3
‑
二甲氧基丙烷、1,4
‑
二噁烷、磷酸三乙酯、磷酸三甲酯或其组合；(iii)含硼添加剂包含锂阳离子(Li
+
)和选自以下的阴离子：双(草酸根合)硼酸根(BOB
‑
)、四氰基硼酸根(bison
‑
)、二氟(草酸)硼酸根(DFOB
‑
)、双(氟丙二酸根合)硼酸根(BFMB
‑
)及其组合；(iv)所述碳酸酯添加剂选自：碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、碳酸亚乙烯酯、碳酸氟代亚乙酯及其组合；并且(v)所述聚合物主体选自：聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚偏二氟乙烯
‑
六氟丙烯(PVDF
‑
HFP)、聚环氧乙烷(PEO)、聚(丙烯酸) (PAA)、聚环氧丙烷(PPO)、聚丙烯腈(PAN)、聚甲基丙烯腈(PMAN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、羧甲基纤维素(CMC)、聚(乙烯醇) (PVA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)及其组合。4.根据权利要求1所述的聚合物凝胶电解质，其中满足以下中的一项或多项：(i)一种或多种锂盐具有大于或等于约1.2M至小于或等于约4M的浓度；(ii)增塑剂组分包括碳酸酯和内酯，所述碳酸酯与内酯的w/w比为约5:5 w/w至约0:10 w/w;(iii)添加剂组分以0.1重量%至约10重量%的量存在；和(iv)聚合物主体以0.5重量%至约40重量%的量存在。5.根据权利要求1所述的聚合物凝胶电解质，其进一步包含固态电解质颗粒。6.一种循环锂离子的电化学电池，所述电化学电池包括：包含第一电活性材料的正电极；包含第二电活性材料的负电极；以及电解质层，所述电解质层设置在所述第一电极和所述第二电极之间，其中所述第一电极、所述第二电极和所述电解质层中的至少一个包含聚合物凝胶电解质，所述聚合物凝胶电解质包含：
一种或多种锂盐；增塑剂组分，所述增塑剂组分选自碳酸酯、内酯、腈、砜、醚、磷酸酯、及其组合；添加剂组分，其包含含硼添加剂和含碳酸脂添加剂；以及聚合物主体。7.根据权利要求6所述的电化学电池，其中所述电解质层包括：多个固态电解质颗粒，并且所述聚合物凝胶电解质至少部分地填充固态电解质颗粒之间的空隙空间；或其中所述电解质层还包括隔离件，其中所述凝胶聚合物电解质聚合物凝胶电解质至少部分填充所述隔离件中的空隙空间。8.根据权利要求6所述的电化学电池，其中：所述第一电活性材料选自Li
(1+x)
Mn2O4，其中0.1≤x≤1；LiMn
(2
‑
x)
Ni
x
O4，其中0≤x≤0.5；LiCoO2；Li(Ni
x
Mn
y
Co
z
)O2，其中0...

【专利技术属性】
技术研发人员：李喆，苏启立，吴美远，刘海晶，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：