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1. WO2012004839 - BATTERIE SECONDAIRE

Numéro de publication WO/2012/004839
Date de publication 12.01.2012
N° de la demande internationale PCT/JP2010/005832
Date du dépôt international 28.09.2010
CIB
H01M 10/0567 2010.01
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
MPROCÉDÉS OU MOYENS POUR LA CONVERSION DIRECTE DE L'ÉNERGIE CHIMIQUE EN ÉNERGIE ÉLECTRIQUE, p.ex. BATTERIES
10Eléments secondaires; Leur fabrication
05Accumulateurs à électrolyte non aqueux
056caractérisés par les matériaux utilisés comme électrolytes, p.ex. électrolytes mixtes inorganiques/organiques
0564l'électrolyte étant constitué uniquement de matériaux organiques
0566Matériaux liquides
0567caracterisés par les additifs
H01M 4/505 2010.01
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
MPROCÉDÉS OU MOYENS POUR LA CONVERSION DIRECTE DE L'ÉNERGIE CHIMIQUE EN ÉNERGIE ÉLECTRIQUE, p.ex. BATTERIES
4Électrodes
02Electrodes composées d'un ou comprenant un matériau actif
36Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs
48d'oxydes ou d'hydroxydes inorganiques
50de manganèse
505d'oxydes ou d'hydroxydes mixtes contenant du manganèse pour insérer ou intercaler des métaux légers, p.ex. LiMn2O4 ou LiMn2OxFy
H01M 4/525 2010.01
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
MPROCÉDÉS OU MOYENS POUR LA CONVERSION DIRECTE DE L'ÉNERGIE CHIMIQUE EN ÉNERGIE ÉLECTRIQUE, p.ex. BATTERIES
4Électrodes
02Electrodes composées d'un ou comprenant un matériau actif
36Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs
48d'oxydes ou d'hydroxydes inorganiques
52de nickel, de cobalt ou de fer
525d'oxydes ou d'hydroxydes mixtes contenant du fer, du cobalt ou du nickel pour insérer ou intercaler des métaux légers, p.ex. LiNiO2, LiCoO2 ou LiCoOxFy
H01M 4/58 2010.01
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
MPROCÉDÉS OU MOYENS POUR LA CONVERSION DIRECTE DE L'ÉNERGIE CHIMIQUE EN ÉNERGIE ÉLECTRIQUE, p.ex. BATTERIES
4Électrodes
02Electrodes composées d'un ou comprenant un matériau actif
36Emploi de substances spécifiées comme matériaux actifs, masses actives, liquides actifs
58de composés inorganiques autres que les oxydes ou les hydroxydes, p.ex. sulfures, séléniures, tellurures, halogénures ou LiCoFy; de structures polyanioniques, p.ex. phosphates, silicates ou borates
H01M 4/62 2006.01
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
MPROCÉDÉS OU MOYENS POUR LA CONVERSION DIRECTE DE L'ÉNERGIE CHIMIQUE EN ÉNERGIE ÉLECTRIQUE, p.ex. BATTERIES
4Électrodes
02Electrodes composées d'un ou comprenant un matériau actif
62Emploi de substances spécifiées inactives comme ingrédients pour les masses actives, p.ex. liants, charges
H01M 10/052 2010.01
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
MPROCÉDÉS OU MOYENS POUR LA CONVERSION DIRECTE DE L'ÉNERGIE CHIMIQUE EN ÉNERGIE ÉLECTRIQUE, p.ex. BATTERIES
10Eléments secondaires; Leur fabrication
05Accumulateurs à électrolyte non aqueux
052Accumulateurs au lithium
CPC
H01M 10/0525
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
10Secondary cells; Manufacture thereof
05Accumulators with non-aqueous electrolyte
052Li-accumulators
0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
H01M 10/0567
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
10Secondary cells; Manufacture thereof
05Accumulators with non-aqueous electrolyte
056characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
0564the electrolyte being constituted of organic materials only
0566Liquid materials
0567characterised by the additives
H01M 10/0569
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
10Secondary cells; Manufacture thereof
05Accumulators with non-aqueous electrolyte
056characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
0564the electrolyte being constituted of organic materials only
0566Liquid materials
0569characterised by the solvents
H01M 10/4235
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
10Secondary cells; Manufacture thereof
42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
4235Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
H01M 4/505
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
02Electrodes composed of or comprising active material
36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
48of inorganic oxides or hydroxides
50of manganese
505of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
H01M 4/5825
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
4Electrodes
02Electrodes composed of or comprising active material
36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
58of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
5825Oxygenated metallic slats or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
Déposants
  • 三菱重工業株式会社 MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD. [JP/JP]; 東京都港区港南二丁目16番5号 16-5, Konan 2-chome, Minato-ku, Tokyo 1088215, JP (AllExceptUS)
  • 中島 潤二 NAKAJIMA, Junji [JP/JP]; JP (UsOnly)
Inventeurs
  • 中島 潤二 NAKAJIMA, Junji; JP
Données relatives à la priorité
2010-15487907.07.2010JP
Langue de publication japonais (JA)
Langue de dépôt japonais (JA)
États désignés
Titre
(EN) SECONDARY BATTERY
(FR) BATTERIE SECONDAIRE
(JA) 二次電池
Abrégé
(EN)
In secondary batteries, CO, CH4 and other gases may be generated as a result of the decomposition of a carbonate organic solvent during the reaction to form an SEI layer, and the thickness of the battery may increase during recharging. In addition, when the secondary battery is fully charged and stored at a high temperature, the SEI layer may gradually break down over time and a side reaction may occur wherein exposed negative electrode surfaces and the electrolyte react. The generated gases may increase the pressure within the battery and increase, expand, or deform the thickness of the battery. Disclosed is a highly stable, high-performance battery that uses an electrolyte that does not readily degrade even at high potentials, has a wide temperature range and a wide potential window as a result of containing: a material with a relative permittivity of 20 or more at room temperature and/or a dielectric loss (tan δ) of 10 max., at 60° and 1 kHz; several nitrile-group containing organic solvents; lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide or sodium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide; and fluorinated cyclic carbonate.
(FR)
L'invention concerne des batteries secondaires dans lesquelles du CO, du CH4 et d'autres gaz peuvent être générés en résultat de la décomposition d'un solvant organique carboné pendant la réaction pour former une couche SEI, et l'épaisseur de la batterie peut augmenter pendant la recharge. De plus, lorsque la batterie secondaire est entièrement chargée et stockée à température élevée, la couche SEI peut progressivement se dégrader dans le temps et une réaction secondaire peut se produire, au cours de laquelle les surfaces exposées de l'électrode négative et l'électrolyte réagissent. Les gaz générés peuvent augmenter la pression à l'intérieur de la batterie et aussi accroître, étendre ou déformer l'épaisseur de la batterie. L'invention réalise une batterie à haute stabilité et à hautes performances qui utilise un électrolyte ne se dégradant pas facilement même à des potentiels élevés, qui possède une large plage de températures et un large créneau de potentiels du fait qu'elle contient : un matériau ayant une constante diélectrique de 20 ou plus à température ambiante et/ou une perte diélectrique (tan δ) de 10 max. à 60° et à 1 kHz ; plusieurs solvants organiques contenant un groupe de nitriles ; du lithium bis(trifluorométhanesulfonyl)imide ou du sodium bis(trifluorométhanesulfonyl)imide ; et du carbonate cyclique fluoré.
(JA)
 二次電池において、SEI層の形成反応中に炭酸塩系有機溶媒の分解に起因して、CO、CH等の気体が発生し、充電時に電池の厚さが膨張する場合がある。また、満充電状態において、高温保存時に時間経過に応じてSEI層が徐々に崩壊し、露出した負極表面と電解液が反応する副反応が発生する。この時、気体の発生により電池内圧が上昇し、電池の厚さの増加、膨れ、変形することがある。 電解液において、常温の比誘電率が20以上もしくは、又は及び、60℃における誘電損失tanδが1kHzにおいて10以下である材料を含有し、ニトリル基を有するいくつかの有機溶媒とリチウムビストリフルオロメタンスルホニルイミドもしくはナトリウムビストリフルオロメタンスルホニルイミドとフッ化環状カーボネートを含有することで、高い電位においても分解し難く、広い温度範囲、広い電位窓を有する高安全且つ高性能な電池を提供する。
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