DE60113184T2

DE60113184T2 - Feststoff-oder Gelelektrolyt und Batterie unter Verwendung desselben

Info

Publication number: DE60113184T2
Application number: DE60113184T
Authority: DE
Inventors: Koichiro Shinagawa-ku Keduka; Takahiro Shinagawa-ku Endo
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-05-24
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2021-05-24
Also published as: EP1158592B1; US6699622B2; CN1325147A; TW518791B; CN100334770C; EP1158592A3; JP2001332304A; DE60113184D1; KR20010107731A; EP1158592A2; US20020031710A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf einen Elektrolyt, enthaltend ein Elektrolytsalz, sowie eine Batterie unter Verwendung des Elektrolyten.
2. Beschreibung des diesbezüglichen Standes der Technik
Jüngst sind gemäß der Entwicklung in der elektronischen Technologie eine Anzahl von kleinen tragbaren elektronischen Vorrichtungen, wie VTR (Videobandaufzeichner – video tape recorder) mit eingebauter Kamera, Mobiltelefone und Notebook-Computer groß in Gebrauch gekommen, und Miniaturisierung und Leichterwerden der Vorrichtungen sind zum Thema geworden. Batterien, speziell Sekundärbatterien, sind auf dem Entwicklungsstadium, als tragbare Stromquelle für diese Vorrichtungen verwendet zu werden, angekommen. Insbesondere Lithiumionen-Sekundärbatterien haben Aufmerksamkeit auf sich gezogen, da die Batterien eine hohe Energiedichte erreichen können. Speziell Batterien vom dünnen Typ mit Formmerkmalen, die gefaltet werden können, und mit hoher Einsatzflexibilität wurden aktiv studiert und entwickelt.
In den Batterien mit Formmerkmalen mit hoher Einsatzflexibilität wird beispielsweise ein Feststoffelektrolyt ohne Möglichkeit eines Flüssigkeitsauslaufens verwendet. Da der Feststoffelektrolyt beispielsweise ein Gel-Elektrolyt, in dem ein Weichmacher, enthaltend ein Elektrolytsalz, in einem höheren Polymer gehalten wird, und ein höherer Polymerfeststoffelektrolyt, in dem ein Elektrolytsalz auf ein höheres Polymer dispergiert wird, haben Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Eine Anzahl von Berichten über den Gel-Elektrolyt oder den höheren Polymerfeststoffelektrolyt wurden gemacht. Beispielsweise können die Elektrolyten unter Verwendung eines einfachen Verfahrens, wie der Polymerisation von Lösungen, enthaltend Monomere, die in einem Gel- oder Feststoffzustand sein sollen, hergestellt werden.
Beispielsweise wird der Elektrolyt in einer Batterie, in der eine positive Elektrode und eine negative Elektrode mit einem dazwischen angeordneten Separator gestapelt sind, hergestellt durch Imprägnieren des Separators mit einer Lösung, enthaltend Monomere, und dann werden die Monomere polymerisiert. Auch der Elektrolyt wird durch Einsetzen einer Lösung, enthaltend Monomere, auf einer positiven Elektrode oder einer negativen Elektrode hergestellt, und dann werden die Monomere polymerisiert.
In der Batterie des diesbezüglichen Standes der Technik wird die Kollektorschicht einer negativen Elektrode jedoch aus Kupfer (Cu) hergestellt, welche einen Umstand zum Inhibieren der Reaktion darstellt, wodurch ein problemloses Verfahren der Monomerpolymerisation unterbrochen wird. Folglich verbleibt eine Anzahl von nicht-umgesetzten Monomeren im Elektrolyten, und die verbliebenen Monomeren lösen sich oder reagieren gemäß der Elektrodenreaktion, was in einer Beeinträchtigung der Ladungs-/Entladungseffizienz oder der Ladungs-/Entladungs-Charakteristik resultiert. Eine Polymerisation kann durch Ändern der Bedingungen, wie dem Erhöhen der Reaktionstemperatur, gefördert werden. Wenn jedoch die Reaktionstemperatur erhöht wird, zersetzt sich der Elektrolyt. Folglich wird die Ladungs-/Entladungseffizienz oder die Ladungs-/Entladungs-Charakteristik ebenfalls beeinträchtigt.
Die US-A-5 223 353 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Feststoffelektrolyten, der durch Polymerisation ungesättigter Carbonsäureester erhalten wird, die durch Umsetzung eines Al-lylalkoholes mit aliphatischen oder aromatischen Mono- oder Polycarbonsäuren gebildet werden.
Die EP-A-1 001 477 bezieht sich auf einen Feststoff- oder Gelpolymerelektrolyten, enthaltend Lithiumsalze.
Die US-A-5 660178 offenbart einen hydrophilen Haftkleber als eine Komponente einer biomedizinischen Elektrode. Eine reaktive Mischung, die difunktionelles Poly(ethylenglykol), am Ende gekappt mit ethylenisch ungesättigten copolymerisierbaren Monomeren, enthält, wird auf ein Substrat beschichtet und dann wird der Film polymerisiert.
Die EP-A-0 809 314 bezieht sich auf unterschiedliche Polymerisationsreaktionen, um einen Schutzfilm zu bilden, der an sich ein Elektrolytmaterial auf der Oberfläche des negativen Pols darstellt und somit das Wachstum von Dendriten von Lithium- oder Zinkelektroden von sekundären Batterien verhindert.
Die DE-A-19713 072 beschreibt die Reduktion von Polymerelektrolyten für Lithiumbatterien, enthaltend Pigmente, polymere Bindemittel, Weichmacher, Lithiumsalze und schließlich (gegebenenfalls) ein Lösungsmittel.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung wurde geschaffen, um die vorangehenden Probleme zu überwinden. Gegenstand der Erfindung ist es, einen Elektrolyt bereitzustellen, der in der Lage ist, einen ausgezeichneten Elektrolyten zu erhalten, sowie eine Batterie unter Verwendung des Elektrolyten. Diese Aufgabe wird durch eine Batterie gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Elektrolyt der Erfindung wird durch eine Polymerisationsreaktion hergestellt und enthält mindestens ein oder mehrere Carbonsäuren, Alkalimetallcarboxylat und Erdalkalimetallcarboxylat. Eine Batterie der Erfindung umfasst eine positive Elektrode, eine negative Elektrode und einen Elektrolyten. Der Elektrolyt wird hergestellt durch Polymerisationsreaktion und enthält mindestens ein oder mehrere Carbonsäuren, Alkalimetallcarboxylat und Erdalkalimetallcarboxylat.
Der Elektrolyt der Erfindung enthält mindestens entweder eine Carbonsäure oder ein Carboxylat. Daher kann die Polymerisation von Monomeren problemlos ablaufen, selbst in Gegenwart von Kupfer im Fall, wo der Elektrolyt das höhere Polymer enthält, erhalten durch beispielsweise Polymerisation von Monomeren. Folglich kann eine ausgezeichnete Qualität eines Elektrolyten mit geringer Menge an zurückbleibenden Monomeren erhalten werden.
Die Batterie der Erfindung zeigt eine ausgezeichnete Batterie-Charakteristik, da die Batterie den Elektrolyten der Erfindung umfasst.
Andere und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden vollständiger aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Draufsicht, die den Aufbau einer Batterie gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
2 ist ein Querschnitt der Batterie entlang der Linie A-A in 1.
3 ist ein Querschnitt, der den Aufbau einer Batterie gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS-FORMEN
Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung in Einzelheiten anhand der Zeichnungen beschrieben.
[Erste Ausführungsform]
1 zeigt eine ebene Struktur einer Batterie gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. 2 ist eine Querschnittsstruktur entlang der Linie A-A in 1. Die Batterie wird erhalten durch Einschließen einer Batterievorrichtung 20, an der ein positiver Elektrodenanschluss 11 und ein negativer Elektrodenanschluss 12 befestigt sind, innerhalb eines äußeren Bauelements 30. Die Batterievorrichtung 20 hat einen Aufbau, in dem eine positive Elektrode 21 und eine negative Elektrode 22 mit einem Separator 23, der mit dem Elektrolyt imprägniert wird und dazwischen angeordnet ist, gestapelt sind.
Die positive Elektrode 21 wird beispielsweise aus einer positiven Elektrodenmischungsschicht 21a und einer positiven Elektrodenkollektorschicht 21b gebildet. Die positive Elektrodenmischungsschicht 21a ist auf einer Seite der positiven Elektrodenkollektorschicht 21b vorgesehen. Obwohl in der Figur nicht gezeigt, kann die positive Elektrodenmischungsschicht 21a auf beiden Seiten der positiven Elektrodenkollektorschicht 21b vorgesehen werden. Die positive Elektrodenkollektorschicht 21b enthält beispielsweise Aluminium (A1) und ist insbesondere hergestellt aus beispielsweise Aluminiumfolie.
Die positive Elektrodenmischungsschicht 21a wird gebildet, enthaltend beispielsweise ein positives Elektrodenmaterial, ein Leitfähigkeitsmittel, wie Carbon Black oder Graphit, und ein Bindemittel, wie Polyvinylidenfluorid. Bevorzugte Beispiele des positiven Elektrodenmaterials sind ein zusammengesetztes Lithiumoxid oder ein zusammensetztes Lithiumsulfid, enthaltend Lithium (Li), ein metallisches Sulfid oder Oxid, das kein Lithium enthält, wie TiS₂, MoS₂, NbSe₂ oder V₂O₅, und spezifische höherpolymere Materialien und ein oder zwei Arten und mehr werden aus der oben erwähnten Gruppe gemäß der Verwendung der Batterie ausgewählt.
Speziell zusammengesetztes Lithiumoxid, ausgedrückt durch Li_xMaO₂, ist bevorzugt, da es eine hohe Energiedichte erreichen kann. In der zusammensetzten Formel ist Ma bevorzugt ein oder mehrere Arten von Übergangsmetallen. Speziell ist es bevorzugt, mindestens eine Art, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Kobalt (Co), Nickel (Ni) und Mangan (Mn). Der Wert von × liegt normalerweise im Bereich von 0,05 ≤ × ≤ 1,10. Spezifische Beispiele des zusammengesetzten Lithiumoxids sind LiNi_yCo_1–yO₂ (worin 0 ≤ y ≤ 1) oder LiMn₂O₄ und dergleichen. Es gibt ebenfalls zusammengesetztes Lithiumoxid, das ausgedrückt wird durch LiMbPO₄. In der zusammengesetzten Formel bedeutet Mb mindestens eine Art von Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Kobalt, Nickel, Eisen (Fe), Mangan, Kupfer (Cu), Magnesium (Mg), Zink (Zn), Calcium (Ca), Cadmium (Cd), Strontium (Sr) und Barium (Ba). Das zusammengesetzte Lithiumoxid hat eine sogenannte Olivin-Struktur.
Die negative Elektrode 22 ist wie die positive Elektrode 21 gebildet aus beispielsweise einer negativen Elektrodenmischungsschicht 22a und einer negativen Elektrodenkollektorschicht 22b. Die negative Elektrodenmischungsschicht 22a ist auf einer Seite der negativen Elektrodenkollektorschicht 22b vorgesehen. Obwohl in der Figur nicht gezeigt, kann die negative Elektrodenmischungsschicht 22a auf beiden Seiten der negativen Elektrodenkollektorschicht 22a vorgesehen werden. Die negative Elektrodenkollektorschicht 22b enthält beispielsweise Kupfer und wird speziell hergestellt aus beispielsweise einer Kupferfolie. Kupfer ist eine Substanz mit einer ausgezeichneten Leitfähigkeit, so dass die negative Elektrodenkollektorschicht 22b, enthaltend Kupfer, bevorzugt ist, da sie aus ein ausgezeichneter Kollektor fungiert.
Die negative Elektrodenmischungsschicht 22a wird gebildet, enthaltend beispielsweise ein negatives Elektrodenmaterial und ein Bindemittel, wie Polyvinylidenfluorid. Das negative Elektrodenmaterial enthält beispielsweise ein Material, das in der Lage ist, Lithium einzuschließen oder freizusetzen, oder ein Material, das in der Lage ist, Lithium abzutrennen oder zu lösen. Von diesen ist es bevorzugt, dass sie ein Material als das negative Elektrodenmaterial enthalten, das in der Lage ist, Lithium einzuschließen oder freizusetzen, so dass eine ausgezeichnete Ladungs-/Entladungszyklus-Charakteristik erhalten werden kann. Es ist ebenfalls möglich, eine Kombination des Materials zu verwenden, das in der Lage ist, Lithium einzuschließen/freizusetzen, und des Materials, das in der Lage ist, Lithium abzutrennen/zu lösen.
Beispiele des negativen Elektrodenmaterials, das in der Lage ist, Lithium einzuschließen/freizusetzen, sind kohlenstoffhaltige Materialien, wie nicht-graphitisierter Kohlenstoff, graphitisierter Kohlenstoff und Graphit. Die kohlenstoffhaltigen Materialien sind bevorzugt, da zusätzlich zur Fähigkeit, ausgezeichnete Ladungs-/Entladungs-Zykluscharakteristik zu erhalten, diese in Luft stabil sind und für den industriellen Gebrauch leicht hergestellt werden können. Spezifische Beispiele der Kohlenstoffmaterialien sind gecrackter Kohlenstoff, Koks, Graphit, glasartiger Kohlenstoff, aus höherer polymerer organischer Verbindung kalzinierte Materialien, Kohlenstofffaser und aktivierter Kohlenstoff. Der Koks umfasst Pechkoks, Nadelkoks und Petroleumkoks. Das aus höherem Polymer kalzinierte Material ist ein Material, erhalten durch Kalzinieren eines höherpolymeren Materials, wie phenolischem Harz oder Furanharz, bei einer geeigneten Temperatur, um carbonisiert zu werden.
Andere Beispiele des negativen Elektrodenmaterials, die in der Lage sind, Lithium einzuschließen und freizusetzen, sind ein Metall oder ein Halbleiter, das/der in der Lage ist, eine Legierung oder Verbindung mit Lithium zu bilden, und die Legierung und Verbindung dieser. Das Metall, die Legierung oder die Verbindung jener wird ausgedrückt beispielsweise durch eine chemische Formel D_sE_tLi_u. In der chemischen Formel bedeutet D mindestens eine Art von metallischem Element oder Halbleiterelement, das in der Lage ist, mit Lithium eine Legierung oder Verbindung zu bilden, und E bedeutet mindestens eine Art von metallischem Element oder Halbleiterelement, außer Lithium und D. Die Werte von s, t und u sind jeweils s > 0, t ≥ 0 bzw. u ≥ 0.
Als die metallischen Elemente und die Halbleiterelemente, die in der Lage sind, mit Lithium Legierungen und Verbindungen zu bilden, sind 4B-Gruppen-Metallelemente und Halbleiterelemente bevorzugt. Silicium (Si) und Zinn (Sn) sind noch bevorzugter, und Silicium ist am meisten bevorzugt. Die Legierungen und Verbindungen dieser sind ebenfalls bevorzugt. Spezifische Beispiele dieser sind SiB₄, SiB₆, Mg₂Si, Mg₂Sn, Ni₂Si, TiSi₂, MoSi₂, CoSi₂, NiSi₂, CaSi₂, CrSi₂, Cu₅Si, FeSi₂, MnSi₂, NbSi₂, TaSi₂, VSi₂, WSi₂ und ZnSi₂.
Noch andere Beispiele des negativen Elektrodenmaterials, die in der Lage sind, Lithium einzuschließen und freizusetzen, sind metallisches Oxid und hochpolymeres Material. Ein Beispiel des metallischen Oxids ist Zinnoxid, und Beispiele des höherpolymeren Materials sind Polyacetylen und Polypyrrol.
Materialien, die in der Lage sind, Lithium abzutrennen/zu lösen, sind beispielsweise Lithiummetalle und Lithiumlegierungen. Beispiele von Lithiumlegierung sind Legierungen von Lithium kombiniert mit einem oder zwei oder mehr Arten von Aluminium (Al), Zinn (Sn), Zink (Zn), Blei (Pb), Silicium (Si), Gallium (Ga), Indium (In), Kobalt (Co), Titan (Ti) und Cadmium (Cd).
Der Separator 23 wird beispielsweise gebildet aus einem porösen Film, hergestellt aus Material auf Polyolefin-Basis, wie Polypropylen oder Polyethylen, oder einem porösen Film, hergestellt aus einem anorganischen Material, wie keramischem nicht-gewebtem Gewebe. Eine Struktur, in der zwei oder mehr Arten der porösen Filme gestapelt sind, kann ebenfalls verwendet werden.
Der den Separator 23 imprägnierende Elektrolyt ist ein sogenannter Gel-Elektrolyt und enthält beispielsweise ein höheres Polymer, einen Weichmacher und Lithiumsalz als ein Elektrolytsalz.
Das höhere Polymer ist zum Beibehalten der Form des Elektrolyten und zur Aufrechterhaltung der mechanischen Festigkeit und kann ionische Leitfähigkeit aufweisen oder auch nicht.
Beispiele des verwendeten höheren Polymers sind jene, hergestellt durch radikalische Polymerisation von Monomeren, wie höherer Polymerester, höherer Polymerether, und höheres Fluorpolymer. Monomere umfassen monofunktionelle Monomere, die eine polymerisierende funktionelle Gruppe in einem Molekül aufweisen, und polyfunktionelle Monomere, die zwei und mehr polymerisierende funktionelle Gruppen in einem Molekül aufweisen. Eines dieser allein oder zwei und mehrere Arten werden zur Verwendung gemischt. Speziell im Falle der Herstellung beispielsweise von höherem Esterpolymer können als monofunktionelle Monomere, solche wie Methacrylat, Acrylat, Dimethacrylat, Trimethacrylat oder Diacrylat, verwendet werden.
Der Weichmacher hat zusätzlich zur Erweichung des Elektrolyten die Funktion, das Lithiumsalz zu lösen. Beispiele des Weichmachers sind Ester, wie Butyrat, Acetat, Propionat, Ether, wie Diethylether, Dimethylether oder dergleichen, und Estercarbonat, wie Propylencarbonat, Ethylencarbonat, Diethylcarbonat und Dimethylcarbonat. Eines dieser allein oder zwei oder mehrere Arten werden zur Verwendung gemischt.
Die Konzentration des höheren Polymers im Elektrolyten liegt bevorzugt im Bereich beispielsweise von 3 bis 50 Vol.-%, beides inklusive. Die Konzentration des Weichmachers im Elektrolyten liegt bevorzugt im Bereich von 50 bis 97 Vol.-%, beides inklusive. Der Grund ist, dass, wenn die Konzentration des Weichmachers zu hoch ist, und diejenige des höheren Polymers zu niedrig ist, die mechanische Festigkeit nicht aufrecherhalten werden kann, während die Ionenleitfähigkeit verbessert werden kann. Im Gegensatz hierzu, wenn die Konzentration des höheren Polymers zu hoch ist, wird die ionische Leitfähigkeit verringert, während die mechanische Festigkeit verbessert werden kann.
Geeignete Beispiele von Lithiumsalzen sind LiPF₆, LiBF₄, LiAsF₆, LiClO₄, LiCF₃SO₃, LiN(SO₂CF₃)₂, LiC(SO₂CF₃)₃, LiAlCl₄ und LiSiF₆, und zwei und mehr Arten dieser können zur Verwendung ebenfalls gemischt werden. Speziell LiPF₆ und LiBF₄ sind bevorzugt als Lithiumsalze, da sie ausgezeichnete Oxidationsstabilität aufweisen. Die Konzentration von Lithiumsalz im Weichmacher liegt bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 3,0 Mol/dm³ und noch bevorzugter im Bereich von 0,5 bis 2,0 Mol/dm³.
Der Elektrolyt enthält ebenfalls mindestens entweder eine Carbonsäure oder ein Carboxylat. Daher läuft die Reaktion im Elektrolyten problemlos ab, selbst wenn das höhere Polymer hergestellt wird durch Durchführen einer Polymerisation von Monomeren in einem Zustand, wo die positive Elektrode 21 und die negative Elektrode 22 gestapelt sind, und der Elektrolyt dazwischen angeordnet ist. Mit anderen Worten läuft die Reaktion problemlos ab, selbst wenn die negative Elektrode 22 einen Bestandteil zum Inhibieren der Reaktion, wie Kupfer, enthält.
Spezifische Beispiele von Carbonsäuren sind: Alkylmonocarboxylat, wie Ameisensäure, Essigsäure, Octansäure und Stearinsäure; Alkyldicarboxylat, wie Oxalsäure, Malonsäure und Adipinsäure; aromatische Carbonsäure, wie Benzoesäure und Terephthalsäure; und fluoriertes Alkylcarboxylat, wie Perfluor-n-caprylat. Beispiele von Carboxylat sind Alkalimetallcarboxylat und Erdalkalimetallcarboxylat. Beispiele von Alkalimetallcarboxylat sind Lithiumsalz jeder oben erwähnten Carbonsäure, und Beispiele von Erdalkalimetallcarboxylat sind die Magnesiumsalze einer oben er wähnten Carbonsäure. Zu diesem Zeitpunkt können eine Art allein oder zwei und mehr Arten der Carbonsäuren oder Carboxylate zur Verwendung gemischt werden.
Die Gesamtkonzentration von Carbonsäure und Carboxylat im Elektrolyt beträgt bevorzugt 10 ppm (Massenfraktion) und mehr. Der Grund hierfür ist, dass, wenn dieser geringer als der Wert ist, die Monomere nicht ausreichend polymerisiert werden. Auch die Konzentration beträgt bevorzugt 10% (Massenfraktion) und weniger. Der Grund hierfür ist, dass, wenn dieser zu hoch ist, die Batterie-Charakteristik beeinträchtigt wird.
Jeweils der positive Elektrodenanschluss 11 und der negative Elektrodenanschluss 12 wird aus dem Inneren des äußeren Bauelements 30 in Richtung nach außen, beispielsweise in dieselbe Richtung, herausgeführt. Ein Teil des positiven Elektrodenanschlusses 11 wird mit der positiven Elektrodenkollektorschicht 21b innerhalb des äußeren Bauelements 30 verbunden. Auch ein Teil des negativen Elektrodenanschlusses 12 wird mit der negativen Elektrodenkollektorschicht 22b innerhalb des äußeren Bauelements 30 verbunden. Jeweils der positive Elektrodenanschluss 11 und der negative Elektrodenanschluss 12 wird aus einem metallischen Material, wie Aluminium, Kupfer, Nickel oder rostfreiem Stahl hergestellt.
Das äußere Bauelement 30 ist gebildet aus beispielsweise einem laminierten Film, in dem ein hochpolymerer Film, ein metallischer Film und ein hochpolymerer Film, in dieser Reihenfolge, laminiert werden. Der hochpolymere Film wird gebildet aus beispielsweise einem Polyolefinharz, wie Polypropylen oder Polyethylen. Der metallische Film wird gebildet aus beispielsweise einem Aluminiumfilm.
Das äußere Bauelement 30 und der positive Elektrodenanschluss 11 und der negative Elektrodenanschluss 12 werden fest befestigt mit beispielsweise einem Versiegelungsfilm 31, der dazwischen angeordnet ist, wodurch der Lufteintritt in ausreichendem Maße verhindert wird. Der Versiegelungsfilm 31 ist hergestellt aus einer Substanz, die an den positiven Elektrodenanschluss 11 und den negativen Elektrodenanschluss 12 befestigbar ist. Beispielsweise im Falle, wo der positive Elektrodenanschluss 11 und der negative Elektrodenanschluss 12 aus dem oben erwähnten metallischen Material gebildet werden, ist der Versiegelungsfilm 31 bevorzugt hergestellt aus einem Polyolefinharz, wie Polyethylen, Polypropylen, denaturiertem Polyethylen oder denaturiertem Polypropylen.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung der Batterie beschrieben.
Zuerst wird eine positive Elektrodenmischung hergestellt durch Mischen des positiven Elektrodenmaterials, eines Leitfähigkeitsmittels und eines Bindemittels. Die positive Elektrodenmischung wird in einem Lösungsmittel, wie N-Methylpyrrolidon, dispergiert, wodurch ein positive Elektrodenmischungsaufschlämmung erhalten wird. Die positive Elektrodenmischungsaufschlämmung wird auf die positive Elektrodenkollektorschicht 21b aufgebracht, und dann das Lösungsmittel getrocknet. Eine positive Elektrodenmischungsschicht 21a wird durch Durchführen von Formpressen gebildet. Hierdurch wird eine positive Elektrode 21 hergestellt. Dann wird der positive Elektrodenanschluss 11 an der positiven Elektrodenkollektorschicht 21b durch Schweißen oder dergleichen befestigt.
Als nächstes wird die negative Elektrodenmischung hergestellt durch Mischen beispielsweise des negativen Elektrodenmaterials, das in der Lage ist, Lithium einzuschließen/freizusetzen, sowie eines Bindemittels. Die negative Elektrodenmischung wird in einem Lösungsmittel, wie N-Methylpyrrolidon dispergiert, wodurch eine negative Elektrodenmischungsaufschlämmung erhalten wird. Die negative Elektrodenmischungsaufschlämmung wird auf die negative Elektrodenkollektorschicht 22b aufgebracht, und dann wird das Lösungsmittel getrocknet. Eine negative Elektrodenmischungsschicht wird durch Durchführen von Formpressen gebildet. Hierdurch wird eine negative Elektrode 22 hergestellt. Dann wird der negative Elektrodenanschluss 12 auf der negative Elektrodenkollektorschicht 22b durch Schweißen oder dergleichen befestigt.
Dann wird ein Separator 23 bereitgestellt. Die positive Elektrode 21 und die negative Elektrode 22 werden mit der positiven Elektrodenmischungsschicht 21a und der negativen Elektrodenmischungsschicht 22a, die einander gegenüberliegen, laminiert, wobei der Separator 23 dazwischen angeordnet ist.
Dann werden beispielsweise Monomere, die radikalisch polymerisierbar sind, Lithiumsalz, ein Weichmacher, mindestens entweder eine Carbonsäure oder ein Carboxylat und, wenn notwendig, ein radikalisches Polymerisations-Startmittel gemischt. Dann wird der Separator 23 mit dem erhaltenen gemischten Lösungsmittel imprägniert. Zu diesem Zeitpunkt ist es bevorzugt, dass die positive Elektrodenmischungsschicht 21a und die negative Elektrodenmischungsschicht 22a mit dem gemischten Lösungsmittel imprägniert sind. Beispiele des radikalischen Polymerisations-Startmittel sind Diacylperoxid, Peroxycarbonat, Peroxyester, Peroxyketal, Dialkylperoxid, Hydroperoxid und eine Azo-Verbindung. Einer dieser allein oder zwei und mehrere Arten können gemischt verwendet werden.
Nach Imprägnieren des Separators 23 mit dem gemischten Lösungsmittel wird beispielsweise ein äußeres Bauelement 30 hergestellt, und die Batterievorrichtung 20 wird in das äußere Bauelement 30 eingeführt. Das äußere Bauelement 30 wird an der Batterievorrichtung 20 in einer Dekompressionsatmosphäre adsorbiert, während der äußere Rahmen des äußeren Elements 30 durch thermische Fusion versiegelt wird. Im Endabschnitt des äußeren Bauelements 30, aus dem der positive Elektrodenanschluss 11 und der negative Elektrodenanschluss 12 herausgeführt werden, wird ein Versiegelungsfilm 31 aufgebracht, jeweils so, dass der positive Elektrodenanschluss 11 und der negative Elektrodenanschluss 12 dazwischen liegt. Dann werden die äußeren Rahmen mit dem Versiegelungsfilm 31, der dazwischen angeordnet ist, aneinander befestigt.
Nach Versiegeln der äußeren Rahmen am äußeren Bauelement 30 wird das gemischte Lösungsmittel verfestigt (hier: geliert) durch Einsatz einer Wärmebehandlung bei einer vorbestimmten Temperatur, bei beispielsweise 95°C und darunter, um beispielsweise eine radikalische Polymerisation von Monomeren durchzuführen, wodurch der Elektrolyt erhalten wird. Hierdurch wird die in 1 und 2 gezeigte Batterie vervollständigt. Zu diesem Zeitpunkt ist mindestens entweder eine Carbonsäure oder ein Carboxylat in dem gemischten Lösungsmittel enthalten, so dass selbst wenn die negative Elektrodenkollektorschicht 22b Kupfer enthält, eine Polymerisation von Mono meren problemlos abläuft und das verbleibende Verhältnis von nicht-reagierten Monomeren sehr klein wird. Auch werden Monomere nach Aufbau der Batterie polymerisiert, so dass ein Teil des Elektrolyten in die positive Elektrodenmischungsschicht 21a und die negative Elektrodenmischungsschicht 22a eintritt. Folglich werden die positive Elektrode 21, die negative Elektrode 22 und der Elektrolyt fest befestigt. Zusätzlich läuft die Polymerisation in ausreichendem Maße ab, selbst wenn die Polymerisationstemperatur so niedrig ist wie 95°C und geringer, so dass eine Zersetzung des Elektrolyten unterdrückt wird.
Die Batterie wirkt wie folgt.
Wenn die Batterie geladen wird, wird beispielsweise Lithium von der positiven Elektrode 21 freigesetzt und wird in der negativen Elektrode 22 durch den Elektrolyt eingeschlossen. Wenn die Batterie entladen wird, wird beispielsweise Lithium von der negativen Elektrode 22 freigesetzt und wird in der positiven Elektroden 21 durch den Elektrolyt eingeschlossen. Zu diesem Zeitpunkt ist zumindest entweder eine Carbonsäure oder ein Carboxylat im Elektrolyt enthalten. Daher werden Monomere ausreichend polymerisiert, um ein höheres Polymer zu werden, und die Menge an nichtumgesetzten Monomeren, die im Elektrolyt verbleibt, wird extrem klein. Folglich wird eine Zersetzung und Umsetzung von Monomeren selbst nach wiederholtem Laden/Entladen unterdrückt, so dass die Beeinträchtigung der Ladungs-/Entladungseffizienz und der Ladungs-/Entladungs-Charakteristik verhindert werden kann.
In der Ausführungsform der Erfindung umfasst die Batterie den Elektrolyt, enthaltend mindestens entweder eine Carbonsäure oder ein Carboxylat. Im Falle, wo der Elektrolyt ein höheres Polymer, erhalten durch Polymerisieren von Monomeren, enthält, kann eine Polymerisation von Monomeren daher problemlos ablaufen, selbst wenn es einen Bestandteil zur Inhibierung der Reaktion, wie Kupfer, gibt. Folglich kann die Menge an nicht-umgesetzten Monomeren, die im Elektrolyten verbleibt, auf eine extrem kleine Menge unterdrückt werden. Daher kann eine Beeinträchtigung der Batterie-Charakteristik, wie die Ladungs-/Entladungseffizienz und die Ladungs-/Entladungs-Charakteristik, verhindert werden, selbst wenn die negative Elektrodenkollektorschicht 22b aus Kupfer gebildet wird.
Auch ein Polymerisieren von Monomeren kann problemlos ablaufen, selbst in Gegenwart von Kupfer, so dass Monomere, selbst in einem Zustand, benachbart zu den Elektroden, polymerisiert werden können. Folglich können die positive Elektrode 21, die negative Elektrode 22 und der Elektrolyt fest befestigt werden.
[Zweite Ausführungsform]
3 zeigt die Querschnittstruktur einer Batterie gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. 3 entspricht der Querschnittstruktur entlang der Linie A-A in 1. Die Batterie weist denselben Aufbau, Wirkung und Effekte, wie jene der ersten Ausführungsform, auf, außer dass die Batterie einen Elektrolyt 41 anstatt des Elektrolyts der Batterie gemäß der ersten Ausführungsform umfasst, und dass die Batterie keinen Separator umfasst. Daher werden dieselben Nummerierungen und Ziffern für dieselben Elemente verwendet, und die detaillierte Beschreibung wird weggelassen.
Ein Elektrolyt 41 ist ein sogenannter höherer Polymerfeststoffelektrolyt und enthält beispielsweise mindestens entweder eine Carbonsäure oder ein Carboxylat, ein höheres Polymer und Lithiumsalz als Elektrolytsalz. Mit anderen Worten, außer dass dieser keinen Weichmacher enthält, ist es derselbe wie der Elektrolyt gemäß der ersten Ausführungsform. Als das höhere Polymer können diejenigen mit ionischer Leitfähigkeit von den in der ersten Ausführungsform beschriebenen verwendet werden.
Die Batterie gemäß der Ausführungsform der Erfindung kann in derselben Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform hergestellt werden, außer für nachfolgendes: Mindestens entweder eine Carbonsäure oder ein Carboxylat, die Monomeren, die radikalisch polymerisiert werden können, Lithiumsalz und ein Weichmacher werden gemischt, und das erhaltene gemischte Lösungsmittel wird auf die positive Elektrodenmischungsschicht bzw. die negative Elektrodenmischungsschicht aufgebracht; die positive Elektrode und die negative Elektrode werden so laminiert, dass jeder Elektrolyt direkt einander gegenüberliegt. Auch die Batterie kann erzeugt werden durch Herstellen eines Elektrolyts, enthaltend einen Weichmacher, in derselben Art und Weise wie in der ersten Ausführungsform und dann durch Entfernen des Weichmachers, beispielsweise durch Trocknen.
BEISPIELE
Spezifische Beispiele der Erfindung werden anhand von 1 und 2 im Detail beschrieben.
Beispiele 1 bis 18
Zunächst wurden 1 Mol Kobaltcarbonat (CoCO₃) mit 0,5 Mol Lithiumcarbonat (Li₂CO₃) gemischt, und die Mischung wurde für 5 Stunden an Luft bei 900°C kalziniert, wodurch LiCoO₂ erhalten wurde. Dann wurde eine positive Elektrodenmischung durch Mischen von 85 Vol.-Teilen LiCoO₂ als dem positiven Elektrodenmaterial, 5 Vol.-Teilen Graphit als einem Leitfähigkeitsmittel und 10 Vol.-Teilen Polyvinylidenfluorid als ein Bindemittel hergestellt. Die positive Elektrodenmischung wurde dann in einem Lösungsmittel, wie N-Methyl-2-pyrrolidon, dispergiert, wodurch eine positive Elektrodenmischungsaufschlämmung erhalten wurde. Die positive Elektrodenmischungsaufschlämmung wurde homogen auf die positive Elektrodenkollektorschicht 21b, hergestellt aus einer bandförmigen Aluminiumfolie von 20 μm Dicke, homogen aufgebracht und dann das Lösungsmittel getrocknet. Eine positive Elektrodenmischungsschicht 21a wurde durch Formpressen unter Verwendung einer Walzenpresse oder dergleichen gebildet. Hierdurch wurde eine positive Elektrode 21 hergestellt.
Ebenfalls wurde eine negative Elektrodenmischung durch Mischen von 90 Vol.-Teilen pulverisierten Graphitpulvers als dem negativen Elektrodenmaterial und 10 Vol.-Teilen Polyvinylidenfluorid als einem Bindemittel hergestellt. Die negative Elektrodenmischung wurde dann in einem Lösungsmittel, wie N-Methyl-2-pyrrolidon, dispergiert, wodurch eine negative Elektrodenmischungs aufschlämmung erhalten wurde. Die negative Elektrodenmischungsaufschlämmung wurde homogen auf eine Seite der negativen Elektrodenkollektorschicht 22b, hergestellt aus einer bandförmigen Kupferfolie von 15 μm Dicke, aufgebracht, und dann wurde das Lösungsmittel getrocknet. Eine negative Elektrodenmischungsschicht 22a wurde durch Formpressen unter Verwendung einer Walzenpresse oder dergleichen gebildet. Hierdurch wurde eine negative Elektrode 22 hergestellt.
Nach Herstellen der positiven Elektrode 21 und der negativen Elektrode 22 wurde der positive Elektrodenanschluss 11 an der positiven Elektrodenkollektorschicht 21b befestigt, während der negative Elektrodenanschluss 12 an der negativen Elektrodenkollektorschicht 22b befestigt wurde. Dann wurde ein Separator 23, hergestellt aus einem mikroporösen Polypropylenfilm, von 25 μm Dicke hergestellt, und die positive Elektrode 21 und die negative Elektrode 22 wurden mit dem Separator 23, der dazwischen angeordnet wurde, zusammengestapelt.
Dann wurden Monomere, die zur Radikalpolymerisation in der Lage sind, wie Methoxydiethylenglykolmethacrylat und Polyethylenglykolmethacrylat, und Weichmacher, wie Propylencarbonat, Ethylencarbonat und Diethylcarbonat, in den folgenden Massenfraktionen gemischt; Methoxydiethylenglykolmethacrylat : Polyethylenglykolmethacrylat : Propylencarbonat : Ethylencarbonat Diethylcarbonat = 5 : 5 : 20 : 20 : 50. Dann wurde ein gemischtes Lösungsmittel durch Lösen von Carbonsäure oder Carboxylat, Lithiumphosphathexafluorid (LiPF₆) als einem Elektrolytsalz und Bis-(4-t-butylcyclohexyl)peroxydicarbonat (BCHPC) als einem Radikalpolymerisations-Startmittel im gemischten Lösungsmittel hergestellt. Zu diesem Zeitpunkt wurden die Arten von Carbonsäure oder Carboxylat, die in den Beispielen 1 bis 18 verwendet wurden, wie in Tabelle 1 gezeigt, variiert. Die Konzentration von Carbonsäure oder Carboxylat, gemischt im Elektrolyt, betrug 10 ppm pro Massenfraktion. Auch wurde LiPF₆ so gemischt, dass die Konzentration im Weichmacher 1 Mol/dm³ betrug, und 15 Mol BCHPC wurden mit 1 Mol Monomeren, die zur radikalischen Polymerisation in der Lage sind, gemischt.
[Tabelle 1]
Nach Herstellung des gemischten Lösungsmittels wurden der Separator 23 und die Nachbarregionen mit dem gemischten Lösungsmittel imprägniert, und das äußere Bauelement 30 wurde an der positiven Elektrode 21 und der negativen Elektrode 22 mit einem dazwischen in einer Dekom pressionsatmosphäre aufgebrachten Versiegelungsmttel 40, befestigt. Dann wurde ein Versiegelungsfilm 31 zwischen der positiven Elektrode 11, der negativen Elektrode 12 und dem äußeren Bauelement 30 vorgesehen, und die äußeren Rahmen des äußeren Bauelements 30 wurden durch thermische Fusion versiegelt. Dann wurden Monomere, enthalten im gemischten Lösungsmittel, durch Erhitzen bei 75°C für 45 Minuten radikalisch polymerisiert, um einen Elektrolyt zu erhalten. Hierdurch wurde die in 1 gezeigte Batterie hergestellt.
Als Vergleichsbeispiel 1 für Beispiele 1 bis 18 wurde eine Batterie in derselben Art und Weise wie in den Beispielen 1 bis 18 hergestellt, außer dass eine Carbonsäure oder ein Carboxylat nicht zum gemischten Lösungsmittel, das der Elektrolyt darstellt, zugegeben wurde. Als Vergleichsbeispiel 2 und 3 für Beispiele 1 bis 18 wurden Batterien in derselben Art und Weise wie in Beispiel 1 bis 18 hergestellt, außer dass die in Tabelle 2 gezeigten Verbindungen anstelle von einer Carbonsäure oder einem Carboxylat in dem gemischten Lösungsmittel gelöst wurden, um jeweils den Elektrolyt darzustellen.
[Tabelle 2]
Die Elektrolyten wurden aus dem Inneren der Batterien, die in derselben Art und Weise wie in den Beispielen 1 bis 18 und Vergleichsbeispiel 1 bis 3 hergestellt wurden, herausgenommen, und Infrarotspektroskopie-Analysen wurden hiermit durchgeführt, um die Konzentration von Monomeren, die im Elektrolyt verblieben, auf Basis der spektralen Intensität von 1.636 cm^–1 zu erhalten, die die Existenz von Doppelbindung von Monomeren angibt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 1 und der Tabelle 2 gezeigt. In Tabelle 1 und in Tabelle 2 geben die Werte vom verbliebenen Verhältnis von Monomeren das Verhältnis nach Polymerisation an, vorausgesetzt, die Konzentration von Monomeren vor der Polymerisation beträgt 1.
Wie aus Tabelle 1 und Tabelle 2 ersehen werden kann, wird das verbliebene Verhältnis von Monomeren in den Beispielen 1 bis 18 auf weniger als 0,01 abgesenkt, und im Gegensatz hierzu, wurde das verbliebene Verhältnis von Monomeren in den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 so hoch wie 0,42 und mehr. Mit anderen Worten wurde festgestellt, dass der Gehalt an Monomeren im Elektrolyt, enthaltend eine Carbonsäure oder ein Carboxylat, extrem klein war.
Auch Ladung/Entladung wurde mit den Batterien, hergestellt in den Beispielen 1 bis 18 und Vergleichsbeispielen 1 bis 3, durchgeführt, wodurch die Entladungskapazität (anfängliche Entladungskapazität) und die Ladungs-/Entladungseffizienz, die das Verhältnis der Entladungskapazität gegen die Ladungskapazität darstellt, erhalten. Zu diesem Zeitpunkt wurde ein Laden bei einem konstanten Strom von 150 mA durchgeführt, bis die Batteriespannung 4,2 V erreichte, dann für insgesamt 15 Stunden bei einer konstanten Spannung von 4,2 V fortgesetzt. Entladen wurde bei einem konstanten Strom von 100 mA durchgeführt, bis die Batteriespannung 2,5 V erreichte. Beides wurde bei 23°C durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.
Wie aus Tabelle 1 bis Tabelle 2 ersehen werden kann, war die anfängliche Entladungskapazität in den Beispielen 1 bis 18 so groß wie 493 mAh und mehr, und die anfägliche Entladungskapazität in den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 war jeweils so niedrig wie 287 mAh und niedriger. Auch die Ladungs-/Entladungseffizienz in den Beispielen 1 bis 18 war so hoch wie 92% und mehr und die Ladungs-/Entladungskapazität in den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 war jeweils so niedrig wie 50% und darunter. Mit anderen Worten, es wurde festgestellt, dass eine große anfängliche Entladungskapazität und eine hohe Ladungs-/Entladungseffizienz erhalten werden kann, indem eine Carbonsäure oder ein Carboxylat im Elektrolyt enthalten ist.
Weiterhin wurden 500 Zyklen von Ladung/Entladung mit den Batterien der Beispiele 1 bis 18 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 unter denselben wie oben beschriebenen Bedingungen durchgeführt. Dann wurde der Anteil des 500-ten Zyklus der Entladungskapazität gegen den 1-sten Zyklus der Entladungskapazität, d.h. die Kapazitätsretentionsrate bei 500-tem Zyklus erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt.
Wie aus Tabelle 1 und Tabelle 2 ersehen werden kann, war die Kapazitätsretentionsrate beim 500-sten Zyklus in den Beispielen 1 bis 18 so hoch wie 78% und mehr und im Gegensatz hierzu war die Kapazitätsretentionsrate beim 500-sten in den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 jeweils so niedrig wie 1% und weniger. Mit anderen Worten wurde festgestellt, dass eine ausgezeichnete Ladungs/Entladungs-Zykluscharakteristik erhalten werden kann, indem eine Carbonsäure oder ein Carboxylat im Elektrolyt enthalten ist.
Obwohl zu diesem Zeitpunkt nicht speziell beschrieben, können dieselben Ergebnisse unter Verwendung von Methoxydiethylenglykolmethacrylat oder Polyethylenglykoldimethacrylat alleine als Monomeren erhalten werden. Auch können dieselben Ergebnisse unter Verwendung von Monomeren, außer Methoxydiethylenglykohmethacrylat und Polyethylenglykoldimethacrylat erhalten werden.
Die Erfindung wurde anhand der Ausführungsformen und Beispiele beschrieben. Jedoch ist die Erfindung auf die Ausführungsformen und Beispiele nicht beschränkt, sondern verschiedene Modifikationen sind möglich. Beispielsweise wurden die oben erwähnte erste Ausführungsform und die Beispiele beschrieben anhand einer Batterie, umfassend den Separator 23. Jedoch muss diese den Separator 23 nicht aufweisen. Auch die zweite Ausführungsform wurde anhand einer Batterie beschrieben, die keinen Separator umfasst. Jedoch kann ein Separator zwischen der positiven Elektrode 21 und der negativen Elektrode 22 angeordnet sein.
Weiterhin wurde in den oben erwähnten Ausführungsformen und den Beispielen eine flache Batterievorrichtung 20 beschrieben. Jedoch kann die Batterievorrichtung 20 innerhalb des äußeren Bauelements 30 gefaltet oder aufgerollt sein.
Zusätzlich wurde in der oben erwähnten Ausführungsform und den Beispielen ein Elektrolyt, enthaltend Lithiumsalz als das Elektrolytsalz, speziell beschrieben. Jedoch ist die Erfindung auch anwendbar auf einen Elektrolyt, enthaltend ein anderes Elektrolytsalz, wie Natrium(Na)salz oder Calcium(Ca)salz.
Auch wurde ein Typ von Batterie, in dem die Batterievorrichtung 20 innerhalb des äußeren Bauelements 30, hergestellt aus einem laminierten Film, in der oben erwähnten Ausführungsform und den Beispielen eingeschlossen ist, beschrieben. jedoch ist die Erfindung auch auf Batterien vom Knopf-Typ oder Münzen-Typ anwendbar.
Zusätzlich wurde eine sekundäre Batterie in den oben erwähnten Ausführungsformen und Beispielen beschrieben. Jedoch ist der Elektrolyt der Erfindung ebenfalls auf andere Batterien, wie primäre Batterien, anwendbar. Weiterhin kann der Elektrolyt für andere elektrische Vorrichtungen, wie Kondensatoren, Kapazitäten oder elektrochromatische Vorrichtungen, eingesetzt werden.
Wie beschrieben, enthält der Elektrolyt der Erfindung mindestens entweder eine Carbonsäure oder ein Carboxylat. Daher kann die Polymerisation von Monomeren problemlos ablaufen, selbst in Gegenwart von Kupfer im Falle, wo der Elektrolyt das höhere Polymer, erhalten durch beispielsweise Polymerisation von Monomeren, enthält, und die Menge an nicht-umgesetzten Monomeren, die im Elektrolyten verbleibt, kann auf extrem kleine Mengen unterdrückt werden. Folglich kann eine ausgezeichnete Qualität eines Elektrolyten mit kleiner Menge an verbliebenen Monomeren erhalten werden.
Auch in der Batterie der Erfindung kann eine Beeinträchtigung der Batterie-Charakteristik verhindert werden, da die Batterie hergestellt ist, um den Elektrolyt der Erfindung zu umfassen.
Offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung im Lichte der obigen Lehren möglich. Es ist daher verständlich, dass im Schutzumfang der beigefügten Ansprüche die Erfindung auch anders ausgeführt werden kann, als dies speziell beschrieben wurde.

Claims

Batterie, umfassend eine positive Elektrode, eine negative Elektrode und einen Elektrolyten, worin der Elektrolyt ein Feststoff- oder Gelelektrolyt ist, hergestellt durch radikalische Polymerisationsreaktion, enthaltend mindestens ein oder mehrere von Carboxylsäure, Alkalimetallcarboxylat und Erdalkalimetallcarboxylat, zugegeben vor der Polymerisation, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamtkonzentration von Carbonsäure und Carboxylat im Elektrolyt im Bereich von 10 ppm Massenanteil zu 10% Massenanteil liegt.
Batterie nach Anspruch 1, worin die Carbonsäure ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Alkylmonocarbonsäure, Alkyldicarbonsäure, aromatischer Carbonsäure und fluorierter Alkylcarbonsäure.
Batterie nach Anspruch 2, worin die Alkylmonocarbonsäure Ameisensäure, Essigsäure, Octansäure oder Stearinsäure darstellt.
Batterie nach Anspruch 2, worin die Alkyldicarbonsäure Oxalsäure, Malonsäure oder Adipinsäure darstellt.
Batterie nach Anspruch 2, worin die aromatische Carbonsäure Benzoesäure oder Terephthalsäure darstellt.
Batterie nach Anspruch 2, worin die fluorierte Alkylcarbonsäure Perfluor-n-caprylsäure darstellt.
Batterie nach Anspruch 1, worin das Alkalimetallcarboxylat ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Lithiumalkylmonocarboxylat, Lithiumalkyldicarboxylat, Lithium-aromatischem Carboxylat und einem Lithiumsalz einer fluorierten Alkylcarbonsäure.
Batterie nach Anspruch 7, worin das Lithiumalkylmonocarboxylat Lithiumformiat, Lithiumacetat, Lithiumoctanoat oder Lithiumstearat darstellt.
Batterie nach Anspruch 7, worin das Lithiumalkyldicarboxylat Lithiumoxalat, Lithiummalonat oder Lithiumadipat darstellt.
Batterie nach Anspruch 7, worin das Lithium-aromatische Carboxylat Lithiumbenzoat oder Lithiumterephthalat darstellt.
Batterie nach Anspruch 7, worin das Lithiumsalz einer fluorierten Alkylcarbonsäure ein Lithiumsalz von Perfluor-n-caprylsäure darstellt.
Batterie nach Anspruch 1, worin das Erdalkalimetallcarboxylat ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Magnesiumalkylmonocarboxylat, Magnesiumalkyldicarboxylat, Magnesiumaromatischem Carboxylat und Magnesiumsalz von fluorierter Alkylcarbonsäure.
Batterie nach Anspruch 12, worin das Magnesiumalkylmonocarboxylat Magnesiumformiat, Magnesiumacetat, Magnesiumoctanoat oder Magnesiumstearat darstellt.
Batterie nach Anspruch 12, worin das Magnesiumalkyldicarboxylat Magnesiumoxalat, Magnesiummalonat oder Magnesiumadipat darstellt.
Batterie nach Anspruch 12, worin das Magnesium-aromatische Carboxylat Magnesiumbenzoat oder Magnesiumterephthalat darstellt.
Batterie nach Anspruch 12, worin das Magnesiumsalz des fluorierten Alkylcarbonsäurefluorids Magnesiumsalz von Perfluor-n-caprylsäure darstellt.
Batterie nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 16, worin die negative Elektrode Kupfer enthält.
Batterie nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 16, worin die negative Elektrode ein Material enthält, das in der Lage ist, Lithium einzuschließen und freizusetzen.
Batterie nach Anspruch 18, worin das Material, das in der Lage ist, Lithium einzuschließen und freizusetzen, ein kohlenstoffhaltiges Material darstellt.
Batterie nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 16, worin die positive Elektrode ein zusammengesetztes Lithiumoxid enthält.