專利名稱：作為電化學電池電解質的添加劑的硅烷化合物的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用硅烷化合物作為電解質的添加劑，以改進電化學電池的性能。
鋰離子電池是用于移動通訊中最有前途的電池系統(tǒng)。應用領域從高價值的電子設備(例如移動電話、便攜式攝像機)到電動汽車。
這些電池由陰極、陽極、隔板以及非水電解質組成。作為陰極，一般使用Li(MnMe)2O4、Li(CoMez)O2、Li(CoNiXMez)O2或其它的鋰嵌入和插入化合物。陽極可以由鋰金屬、碳、石墨、石墨碳或其它鋰嵌入和插入化合物或和合金組成。所用的電解質是鋰鹽(例如LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2或LiC(CF3SO2)3以及它們的混合物)在非質子溶劑中的溶液。
由于對常用在鋰離子電池組的電解質鹽LiPF6對水和其它質子雜質敏感，這些電解質總含可測得量的氫氟酸。除此，這些電解質由于制造方法的不同而含有至少50ppm的HF。此外，加熱系統(tǒng)也可以生成HF。生成的氫氟酸極易同電池的各種成分反應。
石墨電極一般涂有碳酸烷基酯、碳酸鋰、氫氧化鋰以及氧化鋰。氫氟酸同這種涂層會發(fā)生反應。在包括LiPF6作為電解質鹽的電解質中，電池的電阻會不斷地增加。這是由于對碳酸鹽涂層的侵蝕并生成LiF膜的緣故。
HF同涂層的反應式如下。
與最初的涂層不同，含LiF的膜對Li離子(即使可以透過的話)透過性也很差。
在現(xiàn)有的技術中，公開了加入添加劑，這些添加劑常常同HF反應，從而防止了生成HF膜。
在文獻中已經討論過許多用在鋰離子電池組的添加劑。例如，三丁胺用作HF捕集劑。這種添加劑非常有效地降低了HF含量，但是，對于電化學氧化它們是不穩(wěn)定的。在高于3.5伏(相對于Li/Li+)時，會不可逆地分解。
在JP03821311中，將各種醋酸鹽和草酸鹽以及硅烷用作添加劑。在陽極上這些添加劑形成層，據說防止了電解質和陽極之間的反應。
和現(xiàn)有的技術不同，本發(fā)明不是尋求從電解質中除去HF或生成新膜。相反，新的出發(fā)點是溶解已經生成的氟化鋰，并因此穩(wěn)定電池的電阻。
因此，本發(fā)明的目的是提供添加劑，這種添加劑在電解質上不成膜，并具有足夠高的電化學穩(wěn)定性。
通過使用下面通式的化合物作為添加劑，可以達到本發(fā)明的目的SiR1R2R3R4其中，R1-R4各為氫，CYF2Y+1-ZHZ，OCYF2Y+1-ZHZ，OC(O)CYF2Y+1-ZHZ，OSO2CYF2Y+1-ZHZ，1≤x＜6，1≤y≤8，和0≤z≤2y+1以及R1-R4可相同或不同，各為選自被F、CYF2Y+1-ZHZ或OCYF2Y+1-ZHZ、OC(O)CYF2Y+1-ZHZ、OSO2CYF2Y+1-ZHZ、N(CnF2n+1-ZHz)2未取代或單取代或多取代的苯基、萘基的芳環(huán)，或選自被F、CYF2Y+1-ZHZ或O CYF2Y+1-ZHZ、OC(O)CYF2Y+1-ZHZ、OSO2CYF2Y+1-ZHZ、N(CnF2n+1-ZHZ)2單取代的或多取代的吡啶基、吡唑基和嘧啶基的芳族雜環(huán)。這些硅烷化合物用作由溶解于非質子溶劑中的含鋰的無機電解質鹽或含鋰的有機電解質鹽組成的電解質中的添加劑。
這些硅烷化合物溶解于常用于電化學電池的電解質，優(yōu)選非水二次鋰電池的電解質中。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，四配位的硅烷化合物，尤其是四甲氧基硅烷、乙基三乙酰氧基硅烷、二苯基甲氧基硅烷、二氟二苯基硅烷以及三乙基甲硅烷基氟代甲烷磺酸鹽用于電化學電池是適宜的添加劑。
現(xiàn)已令人吃驚地發(fā)現(xiàn)，硅烷化合物能將HF在有機非質子溶劑中溶解成高濃度。本發(fā)明所用的添加劑能防止在電極上生成LiF膜，這樣使電池的電阻穩(wěn)定。
這些添加劑具有良好的電化學穩(wěn)定性。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，這種硅烷化合物的氧化穩(wěn)定性足夠高，可用于電化學電池，優(yōu)選用于鋰離子電池。
這些硅烷化合物可以用在包括傳統(tǒng)的電解質鹽的電解質中。適宜的電解質鹽例如選自LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiN(CF3CF2SO2)2或LiC(CF3SO2)3以及它們的混合物。
這些電解質還可包括有機異氰酸酯(DE 199 44 603)以降低水含量。
下面通式的化合物也可以存在(DE 9941566)[([R1(CR2R3)K]1AX)yKt]+-N(CF3)2其中，Kt是N、P、As、Sb、S、SeA是N、P、P(O)、O、S、S(O)、SO2、As、As(O)、Sb、Sb(O)R1、R2和R3可相同或不同，各為H、鹵素、取代的和/或未取代的烷基CnH2n+1、取代和/或未取代的具有1-18個碳原子的和一個或多個雙鍵的鏈烯基、取代的和/或未取代的具有1-18個碳原子和一個或多個叁鍵的鏈炔基、取代和/或未取代的環(huán)烷基CmH2m-1、單取代的或多取代的和/或未取代的苯基、取代的和/或未取代的芳族雜環(huán)，其中，A可以包含在R1、R2和/或R3的不同位置，Kt可以包含在環(huán)上或雜環(huán)上，結合Kt的基團可相同或不同以及
n是1-18m是3-7k是0、1-6l是1或2(當x＝1時)，是1(x＝0時)x是0、1y是1-4，制備這些化合物的方法包括使下面通式的堿金屬鹽D+-N(CF3)2(其中的D+選自堿金屬)在極性有機溶劑中同下面通式的鹽進行反應[([R1(CR2R3)K]1AX)YKt]+-E其中，Kt、A、R1、R2、R3、k、l、x和y的定義如上，和-E是F-、Cl-、Br-、I-、BF4-、ClO4-、AsF6-、SbF6-或PF6-按照本發(fā)明使用的這些化合物也可以存在于包括下面通式的化合物的電解質中X-(CYZ)m-SO2N(CR1R2R3)2其中X是H、F、Cl、CnF2n+1、CnF2n-1、(SO2)kN(CR1R2R3)2Y是H、F、ClZ是H、F、ClR1、R2、R3各為H和/或烷基、氟代烷基、環(huán)烷基m是0-9，當X＝H時，m≠0n是1-9k是0(當m＝0時)和k＝1(當m＝1-9時)，這些化合物可以通過部分氟代的或全氟代的烷基磺酰氟同二甲胺在有機溶劑中反應而制得(DE 199 466 73)。
也可以使用包括下面通式的絡合物鹽的電解質(DE 199 51 804)MX+[EZ]Y-X/Y
其中X、Y各為1、2、3、4、5、6MX+是金屬離子E是選自BR1R2R3、AlR1R2R3、PR1R2R3R4R5、AsR1R2R3R4R5、VR1R2R3R4R5的路易斯酸，R1-R5可相同或不同，可以通過單鍵或雙鍵直接相互連接，并在每種情況下是單獨或一起地，是鹵素(F、Cl、Br)，是可以被F、Cl、Br部分或完全取代的烷基、烷氧基(C1-C8)，是選自可以通過氧鍵合的和可以被烷基(C1-C8)和F、Cl、Br未取代或單-六取代的苯基、萘基、蒽基和菲基的芳族環(huán)，是選自可以通過氧鍵合和可以被烷基(C1-C8)或F、Cl、Br未取代或單-四取代的吡啶基、吡唑基和嘧啶基的芳族雜環(huán)，以及Z是OR6、NR6R7、CR6R7R8、OSO2R6、N(SO2R6)(SO2R7)、C(SO2R6)(SO2R7)(SO2R8)、OCOR6，其中R6-R8可相同或不同，可以通過單鍵或雙鍵直接相互連接，在每種情況下是單獨或一起地是氫原子或按R1—R5的定義，這些化合物可以通過使適當?shù)呐鸹蛄茁芬姿顾?溶劑加合物同鋰或四烷基碘化銨、甲烷化物或三氟甲基磺酸鹽反應而制得。
對于下面通式的硼鹽也可以存在 其中M是金屬離子或四烷基銨離子X、Y各為1、2、3、4、5或6R1-R4是通過單鍵或雙鍵可以相互直接連接的相同或不同的烷氧基或羧基(C1-C8)。
這些硼酸鹽可以通過使四烷氧基硼酸鋰或醇鋰同硼酸酯的1∶1混合物在非質子溶劑中同適宜的羥基或羧基化合物以2∶1或4∶1的比例反應而制得。
本發(fā)明所用的化合物也可以用在包括下面通式的氟代烷基磷酸鋰的電解質中Li+[PFX(CYF2Y+1-zHz)6-x]-其中1≤x≤53≤y≤80≤z≤2y+1且配體(CYF2Y+1-zHz)可相同或不同，下面通式的化合物是除外Li+[Pfa(CHbFc(CF3)d)e]-其中，a是2-5的整數(shù)，b＝0或1，c＝0或1，d＝2以及e是1-4的整數(shù)，條件是，b和c不能同時為0，a+e的總和為6，以及配體(CHbFc(CF3)d)可相同或不同(DE 100 089 55)。制備氟代烷基磷酸鋰的方法包括將下面通式中至少一種化合物通過在氟化氫中電解而氟化，HmP(CnH2n+1)3-m，OP(CnH2n+1)3，ClmP(CnH2n+1)3-m，F(xiàn)mP(CnH2n+1)3-m，CloP(CnH2n+1)5-o，F(xiàn)oP(CnH2n+1)5-o，其中，在每種情況下，0＜m＜2，3＜n＜8和0＜o＜4，通過提取、相分離和/或蒸餾將得到的氟化產物混合物分離以及在非質子溶劑中或溶劑混合物中使得到的氟化的烷基正膦同氟化鋰在沒有水分存在下反應，并用常規(guī)方法將得到的鹽提純和分離。
本發(fā)明使用的化合物也可以用在包括下面通式的鹽的電解質中Li[P(OR1)a(OR2)b(OR3)c(OR4)dFe]其中，0＜a＋b＋c＋d≤5，和a＋b＋c＋d＋e＝6，和R1-R4相互獨立地是烷基、芳基或芳族雜環(huán)基，其中R1-R4中至少兩個通過單鍵或雙鍵可直接相互結合(DE 100 16 801)。這些化合物是通過下面通式的磷(V)化合物P(OR1)a(OR2)b(OR3)c(OR4)dFe(其中，0＜a＋b＋c＋d≤5，和a＋b＋c＋d＋e＝5，R1-R4如上述定義)在有機溶劑存在下同氟化鋰反應而制得。
下面通式的離子液體也可以存在于電解質中(DE 100 265 65)K+A-其中，K+是選自下面通式的陽離子 其中R1-R5可相同或不同，可以通過單鍵或雙鍵相互直接連接，在每種情況下是單獨或一起地是-H-鹵素-可以部分或完全被其它基團，優(yōu)選被F、Cl、N(CnF(2n+1-X)HX)2、O(CnF(2n+1-X)HX)、SO2(CnF(2n+1-X)HX)、CnF(2n+1-X)HX(其中1＜n＜6，0＜X≤13)取代的烷基(C1-C8)，以及A-是下面通式的陰離子，[B(OR1)n(OR2)m(OR3)o(OR4)p]-其中，0≤n，m，o，p≤4，以及m＋n＋o＋p＝4其中，R1-R4成對地可相同或不同，可以通過單鍵或雙鍵相互直接連接，在每種情況下是單獨或一起地，是選自可被CnF(2n+1-X)HX(其中1＜n＜6，0＜X≤13)或鹵素(F、Cl、Br)未取代或單或多取代的苯基、萘基、蒽基和菲基的芳族環(huán)，是選自可被CnF(2n+1-X)HX(其中1＜n＜6，0＜X≤13)或鹵素(F、Cl、Br)未取代或單或多取代的吡啶基、吡唑基和嘧啶基的芳族雜環(huán)，是可以部分或完全被其它基團，優(yōu)選為F、Cl、N(CnF(2n+1-X)HX)2、O(CnF(2n+1-X)HX)、SO2(CnF(2n+1-X)HX)、CnF(2n+1-X)HX(其中1＜n＜6，0＜X≤13)取代的烷基(C1-C8)，或OR1-OR4單獨或一起是芳族或脂族羧基、二羧基、氧磺?；蜓豸然?，這些基團可以再被其它基團，優(yōu)選為F、Cl、N(CnF(2n+1-X)HX)2、O(CnF(2n+1-X)HX)、SO2(CnF(2n+1-X)HX)、CnF(2n+1-X)HX(其中1＜n＜6，0＜X≤13)(DE100 265 65)部分或完全取代。還可以存在離子液體K+A-(DE 100 27995)，其中K+如上述定義，以及A-是下面通式的離子[PFX(CYF2Y+1-ZHz)6-X]-其中，1≤x＜61≤y≤8以及0≤z≤2y+1。
本發(fā)明使用的化合物也可以存在于包括下面通式的化合物的電解質中NR1R2R3其中R1和R2各為H、CYF2Y+1-ZHz或(CnF2n-mHm)X，其中X是芳族或雜環(huán)基團，以及R3是(CnF2n-mHm)Y，其中Y是雜環(huán)基或(CoF2o-PHP)Z，其中Z是芳族基團以及n、m、o、p、y和z滿足下面的條件0≤n≤6，0≤m≤2n，2≤0≤6，0≤p≤20，1≤y≤8以及0≤z≤2y+1，以降低電化學電池的非質子電解質中的酸含量。
下面通式的氟代烷基磷酸鹽也可以存在Mn+[PFX(CYF2Y+1-ZHz)6-X]n-其中1≤X≤6
1≤y≤80≤z≤2y＋11≤n≤3以及Mn+為1-3價的陽離子，尤其是NR1R2R3R4，PR1R2R3R4，P(NR1R2)kR3mR44-k-m(其中，k＝1-4，m＝0-3和k＋m≤4)，C(NR1R2)(NR3R4)(NR5R6)，C(芳基)3，Rb或鎓其中，R1-R8各為H、可以被F、CL或Br部分取代的烷基和芳基(C1-C8)，例外的是Mn+＝Li+、Na+、Cs+、K+和Ag+。這些氟代烷基磷酸鹽是通過氟化物同正膦或者金屬氟代烷基磷酸鹽同氟化物或氯化物在有機非質子溶劑中進行反應得到的(DE 100 388 58)。
這種電解質還可包括下面組成的混合物a)至少一種下面通式的氟代烷基磷酸鋰Li+[PFX(CYF2Y+1-ZHZ)6-X]-其中，1≤x≤51≤y≤8以及0≤z≤2y+1并且在每種情況下配體(CYF2Y+1-ZHz)可相同或不同，以及b)至少一種聚合物(DE 100 58 264)。下面通式的四氟代烷基硼酸鹽Mn+([BR4]-)n其中Mn+是一價、二價或三價陽離子，配體R在每種情況下為相同的，各為(CXF2X+1)，其中1≤x≤8，以及n＝1、2或3(DE 100 558 11)，也可以存在于電解質中。制備四氟代烷基硼酸鹽的方法包括將至少一種通式為Mn+([B(CN)4]-)n(其中Mn+和n定義如上)在至少一種溶劑存在下同至少一種氟化劑反應，經常規(guī)方法提純和分離所得到氟化物。
電解質還可以包括下面通式的硼酸鹽Mn+[BFX(CYF2Y+1-ZHz)4-X]n-其中1＜x＜3，1≤y≤8，0≤z≤2y+1以及M是1-3價的陽離子(1≤n≤3)，例外的是鉀和鋇，尤其是Li，NR1R2R3R4、PR5R6R7R8、P(NR5R6)kR7mR84-k-m(其中k＝1-4，m＝0-3，k＋m≤4)或C(NR5R6)(NR7R8)(NR9R10)，其中R1-R4各為CYF2Y+1-ZHz，以及R5-R10各為H或CYF2Y+1-ZHz或芳族雜環(huán)陽離子，尤其是含氮和/或含氧和/或含硫的芳族雜環(huán)陽離子(DE 101 031 89)。制備這些化合物的方法包括a)使BF3-溶劑絡合物1∶1同烷基鋰反應，同時冷卻，緩慢加熱混合物，然后除去大多數(shù)溶劑，隨后將固體濾出，并用適宜的溶劑洗，或b)在適宜的溶劑中將鋰鹽同B(CF3)F3-1∶1反應，在高溫下攪拌混合物，除去溶劑后，將反應混合物同非質子非水溶劑，優(yōu)選電化學電池用的溶劑混合，干燥，或c)在高溫下在水中使B(CF3)F3-鹽同鋰鹽在1∶1到1∶1.5下反應，在沸點加熱混合物0.5-2小時，除去水，將反應混合物同非質子非水溶劑混合，優(yōu)選電化學電池中用的溶劑混合，并干燥。
電解質還可以包括下面通式的氟代烷基磷酸鹽Mn+([PFX(CYF2Y+1-ZHz)6-X]-)n其中，Mn+是一價、二價或三價的陽離子，1≤x≤5，1≤y≤8以及0≤z≤2y+1，n＝1，2或3，配體(CYF2Y+1-ZHZ)在每種情況下都可相同或不同，例外的是氟代烷基磷酸鹽，其中Mn+是鋰陽離子和鹽M+([PF4(CF3)2]-)，其中M+＝Cs+、Ag+或K+，M+([PF4(C2F5)2]-)其中M+＝Cs+，M+([PF4(C2F5)3]-)其中M+＝Cs+、K+、Na+或對-Cl(C6H4)N2+M+([PF3(C3F7)3]-)其中M+＝Cs+、K+、Na+、對-Cl(C6H4)N2+或對-O2N(C6H4)N2+(DE 100 558 12)。制備這些氟代烷基磷酸鹽的方法包括將下面通式的至少一種化合物通過在氟化氫中電解氟化，HrP(CsH2S+1)3-r，OP(CsH2S+1)3，ClrP(CsH2S+1)3-r，F(xiàn)rP(CsH2S+1)3-r，CltP(CsH2S+1)5-t和/或FtP(CsH2S+1)5-t，其中，在每種情況下，0≤r≤23≤s≤8以及0≤t≤4，將得到的氟化產物混合物分餾，使得到的氟化的烷基正膦在非質子溶劑或溶劑混合物中在沒有水分下同通式為Mn+(F-)n(其中Mn+和n的定義如上)的化合物反應，用常規(guī)方法將得到的氟代烷基磷酸鹽提純和分離。
本發(fā)明所用的化合物也可以用在電化學電池的電解質中，這種電化學電池包括選自Sb、Bi、Cd、In、Pb、Ga和tin或其合金(DE 10016 024)的涂布的金屬芯組成的陽極材料。制備這種陽極材料的方法包括a)制備金屬或合金芯在烏洛托品中的懸浮液或溶膠，b)用C5-C12-烴乳化此懸浮液，
c)將該乳液沉淀在金屬或合金芯上，以及d)通過加熱該系統(tǒng)將金屬氫氧化物或羥基氧化物轉化成相應的氧化物。
本發(fā)明所用的化合物也可以用在包括常規(guī)的鋰嵌入或插入化合物的陰極或陰極材料由涂以一種或多種金屬氧化物的鋰混合氧化物粒子(DE 199 22 522)組成的電化學電池的電解質中。這些陰極材料也可以由涂以一種或多種聚合物的鋰混合氧化物組成(DE 199 46 066)，其制法是將這些粒子懸浮在溶劑中隨后將涂布的粒子濾出、干燥，或適當?shù)臒Y。本發(fā)明所用的化合物也可以用在涂以一層或多層堿金屬化合物和金屬氧化物的鋰的混合氧化物組成的陰極系統(tǒng)(DE 100 14884)中。制備這些材料的方法包括將這些粒子懸浮在有機溶劑中，加入懸浮在有機溶劑中的堿金屬鹽化合物，加入溶解在有機溶劑中的金屬氧化物，將此懸浮液同水解溶液混合，隨后將涂布的粒子濾出、干燥和燒結。本發(fā)明所用的化合物也可以用在包括含摻雜氧化錫的陽極材料的系統(tǒng)(DE 100 257 61)中。這種陽極材料的制法是a)將氯化錫溶液同脲混合，b)將此溶液同烏洛托品和適宜的摻雜化合物混合，c)在石油醚中將得到的溶膠乳化，d)將得到的凝膠洗滌，通過吸濾除去溶劑，以及e)將凝膠干燥和熱處理。
本發(fā)明所用的化合物液可以用在包括含還原的氧化錫的陽極材料的系統(tǒng)(DE 100 257 62)中，這種陽極材料的制法是a)將將氯化錫溶液同脲混合，b)將此溶液同烏洛托品混合，c)在石油醚中將得到的溶膠乳化，d)將得到的凝膠洗滌，通過吸濾除去溶劑，e)將凝膠干燥和熱處理，以及f)在氣體可通過的爐中用還原氣流處理得到的SnO2。
因此，本發(fā)明提供了一種用于電化學電池的非水電解質，優(yōu)選用于二次鋰電池，其操作性能得到改進，例如，通過加入特殊的添加劑可以使LiF膜的生成減至最少，并相應地降低了電阻。
現(xiàn)在，將通過一般的實施例說明本發(fā)明。氟化鋰溶解度的檢驗占電解質重量0.01-10％重量的LiF加入到選自EC、DMC、PC、DEC、EC、PC、BC、VC、環(huán)戊酮、環(huán)丁砜、DMS、3-甲基-1，3-噁唑烷-2-酮、DMC、DEC、γ-丁內酯、EMC、MPC、BMC、EPC、BEC、DPC、1，2-二乙氧基甲烷、THF、2-甲基四氫呋喃、1，3-二氧戊環(huán)、醋酸甲酯、醋酸乙酯以及它們的混合物的溶劑混合物中。將此懸浮液在室溫下攪拌。
為了對比，平行地將同樣的溶液同0.01-10％重量，優(yōu)選為0.1-5％重量的下面通式(I)的硅烷混合SiR1R2R3R4(I)其中，R1-R4各為H，CYF2Y+1-ZHZ，OCYF2Y+1-ZHZ，OC(O)CYF2Y+1-ZHZ，OSO2CYF2Y+1-ZHZ，其中1≤x≤6，1≤y≤8，和0≤z≤2y+1以及R1-R4可相同或不同，各為選自可以被F、CYF2Y+1-ZHZ或OCYF2Y+1-ZHZ、OC(O)CYF2Y+1-ZHZ、OSO2CYF2Y+1-ZHZ、N(CnF2n+1-ZHZ)2未取代或單取代或多取代的苯基和萘基的芳族環(huán)，或選自可以被F、CYF2Y+1-ZHZ或OCYF2Y+1-ZHZ、OC(O)CYF2Y+1-ZHZ、OSO2CYF2Y+1-ZHZ、N(CnF2n+1-ZHZ)2單取代的或多取代的吡啶基、吡唑基和嘧啶基的芳族雜環(huán)，特別優(yōu)選是使用選自四甲氧基硅烷、乙基三乙酰氧基硅烷、二苯基甲氧基硅烷、二氟二苯基硅烷以及三乙基甲硅烷基氟代甲烷磺酸鹽的硅烷化合物。將此懸浮液在室溫下攪拌。
硅烷將氟化鋰不同程度地溶解。
下面的實施例說明本發(fā)明而不是限制本發(fā)明。
為測定硅烷化合物的影響，在每一情況下加入等摩爾量的硅烷，表1表示得到的結果
表1O輕微沉積物 +無沉積物++無沉積物，LiF很快溶解乙基三乙酰氧基硅烷、二苯基甲氧基硅烷、二氟二苯基硅烷和三乙基甲硅烷基氟代甲烷磺酸鹽能夠溶解LiF，其中，二氟二苯基硅烷和三乙基甲硅烷基氟代甲烷磺酸鹽是特別有效的。
所用的電解質是LiPF6在EC/DMC中的1摩爾溶液，這種溶液在每種情況下含5％的硅烷添加劑。表2表示得到結果。

圖1表示使用乙基三乙酰氧基硅烷作為添加劑得到的循環(huán)伏安圖。
所有的硅烷用在電化學電池中具有足夠的穩(wěn)定性。
為此目的，分別將1％的硅烷添加劑加入到由1摩爾/升的LiPF6溶于EC∶DEC∶DMC(2∶1∶2)中組成的電解質中。
圖2-7表示在60℃得到的循環(huán)試驗結果，圖2和3表示無添加劑電解質作為參考的試驗結果。
加入硅烷無論在循環(huán)產率還是在循環(huán)穩(wěn)定性對于電極的循環(huán)能力都得到改善。
權利要求
1.由溶解在非質子溶劑中的含鋰的無機電解質鹽或含鋰的有機電解質鹽組成的電解質，其特征在于，所述電解質包括至少一種硅烷化合物作為添加劑。
2.權利要求1的電解質，其特征在于，添加劑選自四配位的硅烷化合物。
3.權利要求1或2的電解質，其特征在于，添加劑是下面通式的硅烷化合物作為添加劑SiR1R2R3R4(I)其中，R1-R4各為H，CYF2Y+1-ZHz，OCYF2Y+1-ZHz，OC(O)CYF2Y+1-ZHz，OSO2CYF2Y+1-ZHz和1≤x＜6，1≤y≤8，和0≤z≤2y+1以及R1-R4可相同或不同，各為選自可被F、CYF2Y+1-ZHz或0CYF2Y+1-ZHz、OC(O)CYF2Y+1-ZHz、OSO2CYF2Y+1-ZHz、N(CnF2n+1-ZHz)2未取代或單取代或多取代的苯基、萘基的芳環(huán)，或選自可被F、CYF2Y+1-ZHz或OCYF2Y+1-ZHz、OC(O)CYF2Y+1-ZHz、OSO2CYF2Y+1-ZHz、N(CnF2n+1-ZHz)2單取代或多取代的吡啶基、吡唑基和嘧啶基的芳族雜環(huán)。
4.權利要求1-3中任一項的電解質，其特征在于，添加劑選自四甲氧基硅烷、乙基三乙酰氧基硅烷、二苯基甲氧基硅烷、二氟二苯基硅烷以及三乙基甲硅烷基氟代甲烷磺酸鹽。
5.權利要求1-4中任一項的電解質，其特征在于，在電解質中添加劑的濃度為0.01-10％重量。
6.權利要求1-5中任一項的電解質，其特征在于，在電解質中添加劑的濃度為0.1-5％重量。
7.由陰極、陽極、隔板和電解質組成的電化學電池，特征在于，電池包括在權利要求1-6中的電解質。
8.硅烷化合物作為電化學電池、電池組和二次鋰電池的添加劑的用途。
9.下面通式的硅烷化合物作為電化學電池、電池組、和鋰二次電池的添加劑的用途SiR1R2R3R4(I)其中R1、R2、R3、R4定義如上。
10.權利要求8或9的硅烷化合物溶解氟化鋰的用途。
11.權利要求8或9的硅烷化合物同其它鋰鹽配合的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用硅烷化合物作為電解質的添加劑,以改進電化學電池的性質。
文檔編號H01M6/16GK1328355SQ0112145
公開日2001年12月26日 申請日期2001年6月7日 優(yōu)先權日2000年6月7日
發(fā)明者M·施密德特, A·庫納, D·派提格克 申請人:默克專利股份有限公司