RU2019120395A - Аккумуляторная батарея на основе сероорганического соединения - Google Patents
Аккумуляторная батарея на основе сероорганического соединения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2019120395A RU2019120395A RU2019120395A RU2019120395A RU2019120395A RU 2019120395 A RU2019120395 A RU 2019120395A RU 2019120395 A RU2019120395 A RU 2019120395A RU 2019120395 A RU2019120395 A RU 2019120395A RU 2019120395 A RU2019120395 A RU 2019120395A
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- organosulfur compound
- organic
- formula
- battery according
- cathode
- Prior art date
Links
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 title claims 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 title claims 2
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 title 1
- 150000002898 organic sulfur compounds Chemical class 0.000 claims 23
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims 11
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims 10
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 claims 10
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 claims 10
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 claims 10
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims 10
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims 7
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 claims 7
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims 6
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims 6
- 239000011777 magnesium Chemical group 0.000 claims 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims 6
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims 5
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 5
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims 5
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims 5
- 125000005496 phosphonium group Chemical group 0.000 claims 5
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims 5
- 229940021013 electrolyte solution Drugs 0.000 claims 4
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 claims 4
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 claims 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims 4
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical group [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical group [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 239000002482 conductive additive Substances 0.000 claims 3
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 claims 3
- 239000003880 polar aprotic solvent Substances 0.000 claims 3
- 239000011591 potassium Chemical group 0.000 claims 3
- BGPJLYIFDLICMR-UHFFFAOYSA-N 1,4,2,3-dioxadithiolan-5-one Chemical compound O=C1OSSO1 BGPJLYIFDLICMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 claims 2
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 claims 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims 2
- 150000004252 dithioacetals Chemical group 0.000 claims 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims 2
- 150000008116 organic polysulfides Chemical class 0.000 claims 2
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 claims 2
- HDFRDWFLWVCOGP-UHFFFAOYSA-M sulfanylformate Chemical compound [O-]C(S)=O HDFRDWFLWVCOGP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 2
- 150000007944 thiolates Chemical class 0.000 claims 2
- -1 thiophosphonate Chemical compound 0.000 claims 2
- 229910017008 AsF 6 Inorganic materials 0.000 claims 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 229910020366 ClO 4 Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims 1
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 claims 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims 1
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 claims 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 claims 1
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 claims 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 claims 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims 1
- 125000000475 sulfinyl group Chemical group [*:2]S([*:1])=O 0.000 claims 1
- 125000000472 sulfonyl group Chemical group *S(*)(=O)=O 0.000 claims 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 claims 1
- RYYWUUFWQRZTIU-UHFFFAOYSA-K thiophosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=S RYYWUUFWQRZTIU-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims 1
- 150000008111 thiosulfinates Chemical class 0.000 claims 1
- GWIKYPMLNBTJHR-UHFFFAOYSA-M thiosulfonate group Chemical group S(=S)(=O)[O-] GWIKYPMLNBTJHR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/411—Organic material
- H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C321/00—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides
- C07C321/12—Sulfides, hydropolysulfides, or polysulfides having thio groups bound to acyclic carbon atoms
- C07C321/14—Sulfides, hydropolysulfides, or polysulfides having thio groups bound to acyclic carbon atoms of an acyclic saturated carbon skeleton
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C323/00—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups
- C07C323/10—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups containing thio groups and singly-bound oxygen atoms bound to the same carbon skeleton
- C07C323/11—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups containing thio groups and singly-bound oxygen atoms bound to the same carbon skeleton having the sulfur atoms of the thio groups bound to acyclic carbon atoms of the carbon skeleton
- C07C323/12—Thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides substituted by halogen, oxygen or nitrogen atoms, or by sulfur atoms not being part of thio groups containing thio groups and singly-bound oxygen atoms bound to the same carbon skeleton having the sulfur atoms of the thio groups bound to acyclic carbon atoms of the carbon skeleton the carbon skeleton being acyclic and saturated
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/054—Accumulators with insertion or intercalation of metals other than lithium, e.g. with magnesium or aluminium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0567—Liquid materials characterised by the additives
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0568—Liquid materials characterised by the solutes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/134—Electrodes based on metals, Si or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/136—Electrodes based on inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/581—Chalcogenides or intercalation compounds thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/581—Chalcogenides or intercalation compounds thereof
- H01M4/5815—Sulfides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/446—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
- H01M6/16—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0025—Organic electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0085—Immobilising or gelification of electrolyte
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Claims (40)
1. Аккумуляторная батарея, включающая в себя
a) анод, содержащий активный материал анода, включающий натрий, литий или сплав или композит, по меньшей мере, одного из натрия или лития, по меньшей мере, с одним другим металлом, для обеспечения ионами;
b) катод, содержащий активный материал катода, включающий элементарную серу, элементарный селен или смесь элементарных халькогенов; и
c) промежуточный разделительный элемент, размещенный между анодом и катодом, предназначенный для разделения жидких или гелеобразных растворов электролита, находящихся в контакте с анодом и катодом, через который ионы металла и их противоионы движутся между анодом и катодом во время циклов зарядки и разрядки аккумуляторной батареи;
где упомянутые жидкие или гелеобразные растворы электролита включают неводный полярный апротонный растворитель или полимер и электропроводящую соль и выполняется, по меньшей мере, одно из условий (i), (ii), (iii) или (iv):
(i) по меньшей мере, один из жидких или гелеобразных растворов электролита дополнительно включает, по меньшей мере, одно сероорганическое соединение;
(ii) катод дополнительно включает в себя, по меньшей мере, одно сероорганическое соединение;
(iii) промежуточный разделительный элемент включает в себя функционализированный пористый полимер, содержащий, по меньшей мере, одно сероорганическое соединение;
(iv) анод дополнительно включает в себя, по меньшей мере, одно сероорганическое соединение, или он предварительно обработан с помощью, по меньшей мере, одного сероорганического соединения;
при этом сероорганическое соединение включает, по меньшей мере, один органический фрагмент и, по меньшей мере, одну -S-Sn- связь, где n представляет собой 0 или целое число, равное или больше 1.
2. Аккумуляторная батарея по п. 1, где сероорганическое соединение выбирают из группы, состоящей из органических полисульфидов, органических тиолатов и органических политиолатов и их смесей.
3. Аккумуляторная батарея по п. 1, где сероорганическое соединение содержит одну или более серосодержащих функциональных групп, выбранных из группы, состоящей из дитиоацеталя, дитиокеталя, тритиоортокарбоната, тиосульфоната [-S(O)2-S-], тиосульфината [-S(O)-S-], тиокарбоксилата [-C(O)-S-], дитиокарбоксилата [-C(S)-S-], тиофосфата, тиофосфоната, монотиокарбоната, дитиокарбоната и тритиокарбоната.
4. Аккумуляторная батарея по п. 1, где сероорганическое соединение выбирают из группы, состоящей из ароматических полисульфидов, полиэфирполисульфидов, солей полисульфидных кислот и их смесей.
5. Аккумуляторная батарея по п. 1, где сероорганическое соединение представляет собой органический полисульфид формулы R1-S-Sn-R2, где R1 и R2 независимо представляют C1-C20 органический фрагмент, который может быть линейным, разветвленным или циклическим алифатическим или ароматическим и который может необязательно включать одну или более функциональных групп, содержащих N, O, P, S, Se, Si, Sn, галоген и/или металл, и n представляет собой целое число, равное или больше 1.
6. Аккумуляторная батарея по п. 1, где сероорганическое соединение представляет собой органический тиолат формулы R1-S-M или органический политиолат формулы R1-S-Sn-M, где R1 представляет собой C1-C20 органический фрагмент, который может быть линейным, разветвленным или циклическим алифатическим или ароматическим и который может необязательно включать одну или более функциональных групп, содержащих N, O, P, S, Se, Si, Sn, галоген и/или металл, M представляет собой литий, натрий, калий, магний, четвертичный аммоний или четвертичный фосфоний и n представляет собой целое число, равное или больше 1.
7. Аккумуляторная батарея по п. 1, где сероорганическое соединение представляет собой дитиоацеталь или дитиокеталь формул (I) или (II) или тритиоортокарбоксилат формулы (III):
где каждый R3 представляет собой независимо H или C1-C20 органический фрагмент, который может быть линейным, разветвленным или циклическим алифатическим или ароматическим и который необязательно может включать одну или более функциональных групп, содержащих N, O, P, S, Se, Si, Sn, галоген и/или металл, o, p и q каждый представляет собой независимо целое число, равное или больше 1, и каждый Z независимо представляет собой: C1-C20 органический фрагмент, который может быть линейным, разветвленным или циклическим алифатическим или ароматическим и который может необязательно включать одну или более функциональных групп, содержащих N, O, P, S, Se, Si, Sn, галоген и/или металл; Li; Na; K; Mg; четвертичный аммоний или четвертичный фосфоний.
8. Аккумуляторная батарея по п. 1, где сероорганическое соединение представляет собой ароматический полисульфид формулы (IV), полиэфирполисульфид формулы (V), соль полисульфидной кислоты формулы (VI) или соль полисульфидной кислоты формулы (VII):
где R4 представляет собой независимо третбутил или третамил, R5 независимо представляет собой OH, OLi или ONa и r представляет собой 0 или большее число в формуле (IV), где ароматические кольца необязательно замещены в одном или более положениях с помощью заместителей, не являющихся водородом, R6 представляет собой двухвалентный органический фрагмент в формуле (VI), R5 представляет собой двухвалентный органический фрагмент в формуле (VII), каждый Z представляет собой независимо C1-C20 органический фрагмент, Li, Na или четвертичный аммоний, каждый M представляет собой независимо Li, Na, K, Mg, четвертичный аммоний или четвертичный фосфоний и o и p каждый независимо представляет собой целое число, равное или больше 1.
9. Аккумуляторная батарея по п. 1, где сероорганическое соединение представляет собой органический или металлорганический полисульфид, содержащий тритиокарбонатную функциональность формулы (IX), органический или металлорганический полисульфид, содержащий дитиокарбонатную функциональность формулы (X) или органический или металлорганический полисульфид, содержащий монотиокарбонатную функциональность формулы (XI):
где Z представляет собой C1-C20 органический фрагмент, Na, Li, четвертичный аммоний или четвертичный фосфоний и o и p каждый независимо представляет собой целое число, равное или больше 1.
10. Аккумуляторная батарея по п. 1, где жидкий или гелеобразный раствор электролита дополнительно включает в себя диметаллполитиолатное соединение формулы M-S-Sn-M, где каждый M независимо представляет собой Li, Na, K, Mg, четвертичный аммоний или четвертичный фосфоний и n представляет собой целое число, равное или больше 1.
11. Аккумуляторная батарея по п. 1, где катод дополнительно включает в себя, по меньшей мере, одну электропроводящую добавку и/или, по меньшей мере, одно связующее вещество.
12. Аккумуляторная батарея по п. 1, где сероорганическое соединение присоединяют к главной цепи функционализированного пористого полимера.
13. Аккумуляторная батарея по п. 1, где сероорганическое соединение подвергают реакции образования поперечных связей в функционализированном пористом полимере или оно образует часть главной цепи функционализированного пористого полимера.
14. Аккумуляторная батарея по п. 1, где органический фрагмент содержит, по меньшей мере, два углеродных атома.
15. Аккумуляторная батарея по п. 1, где промежуточный пористый сепаратор разделяет аккумуляторную батарею на зону анолита, относящуюся к аноду, и зону католита, относящуюся к катоду, и где сероорганическое соединение присутствует, по меньшей мере, в одной из зоны анолита или зоны католита.
16. Аккумуляторная батарея по п. 1, где неводный полярный апротонный растворитель или полимер содержит одну или более функциональных групп, выбранных из простого эфира, карбонила, сложного эфира, карбоната, амино, амидо, сульфидила [-S-], сульфинила [-S(O)-] или сульфонила [-SO2-].
17. Аккумуляторная батарея по п. 1, где электропроводящая соль соответствует формуле MX, где M представляет собой Li, Na или четвертичный аммоний и X представляет собой (CF3SO2)2N, CF3SO3, CH3SO3, ClO4, PF6, NO3, AsF6 или галоген.
18. Аккумуляторная батарея по п. 1, где органический фрагмент является олигомерным или полимерным и сероорганическое соединение включает, по меньшей мере, одну -S-S- связь, которая присоединена к главной цепи олигомерного или полимерного органического фрагмента.
19. Аккумуляторная батарея по п. 1, где органический фрагмент является олигомерным или полимерным и сероорганическое соединение включает, по меньшей мере, одну -S-S- связь, которая введена в главную цепь олигомерного или полимерного органического фрагмента.
20. Электролит, включающий, по меньшей мере, один неводный полярный апротонный растворитель или полимер, по меньшей мере, одну электропроводящую соль и, по меньшей мере, одно сероорганическое соединение, состоящее, по меньшей мере, из одного органического фрагмента и, по меньшей мере, одной -S-Sn- связи, где n представляет собой 0 или целое число, равное 1, или большее целое число.
21. Катод, включающий a) элементарную серу, элементарный селен или смесь элементарных халькогенов, b) по меньшей мере, одну электропроводящую добавку, c) и, по меньшей мере, одно сероорганическое соединение, включающее, по меньшей мере, один органический фрагмент и, по меньшей мере, одну -S-Sn- связь, где n представляет собой 0 или целое число, равное или больше 1.
22. Катод по п. 21 в комбинации с токосъемником.
23. Катод по п. 21, где, по меньшей мере, одна электропроводящая добавка включает, по меньшей мере, один из таких материалов, как графит, углеродные нанотрубки, углеродные нановолокна, графен, углеродная сажа или нагар.
24. Катод по п. 21, дополнительно включающий, по меньшей мере, одно связующее вещество.
25. Анод, включающий в себя активный материал анода, содержащий натрий, литий, калий или магний или сплав или композит, по меньшей мере, одного из металлов натрия, лития, калий или магния, по меньшей мере, с одним другим металлом, для обеспечения ионами, где анод дополнительно включает, по меньшей мере, одно сероорганическое соединение или анод был предварительно обработан с помощью, по меньшей мере, одного сероорганического соединения, включающего, по меньшей мере, один органический фрагмент и, по меньшей мере, одну -S-Sn- связь, где n представляет собой 0 или целое число, равное или больше 1.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15/367,379 | 2016-12-02 | ||
| US15/367,379 US10243237B2 (en) | 2012-04-13 | 2016-12-02 | Battery based on organosulfur species |
| PCT/US2017/064185 WO2018102667A1 (en) | 2016-12-02 | 2017-12-01 | Battery based on organosulfur species |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2019120395A true RU2019120395A (ru) | 2021-01-11 |
| RU2019120395A3 RU2019120395A3 (ru) | 2021-07-22 |
| RU2755479C2 RU2755479C2 (ru) | 2021-09-16 |
Family
ID=62242762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019120395A RU2755479C2 (ru) | 2016-12-02 | 2017-12-01 | Аккумуляторная батарея на основе сероорганического соединения |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3548459A4 (ru) |
| JP (1) | JP2020501314A (ru) |
| KR (1) | KR102600942B1 (ru) |
| CN (1) | CN110023275B (ru) |
| BR (1) | BR112019011107B1 (ru) |
| CA (1) | CA3045463A1 (ru) |
| RU (1) | RU2755479C2 (ru) |
| SG (1) | SG10202006657SA (ru) |
| WO (1) | WO2018102667A1 (ru) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109704302B (zh) * | 2018-12-03 | 2020-12-04 | 江苏理工学院 | 一种磷掺杂多孔碳材料及其制备和在锂硫电池用涂层隔膜中的应用 |
| CN109698331B (zh) * | 2018-12-11 | 2021-04-23 | 温州大学 | 锂硫电池中亚硫酸盐/碳管载硫复合正极材料的制备方法 |
| CN113054250B (zh) * | 2019-12-27 | 2023-03-10 | 张家港市国泰华荣化工新材料有限公司 | 一种电解液及锂离子电池 |
| KR102893454B1 (ko) * | 2021-01-07 | 2025-12-02 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 리튬 이차전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지 |
| CN114597347A (zh) * | 2022-03-15 | 2022-06-07 | 清华大学深圳国际研究生院 | 固态锂硫电池正极及制备方法、固态锂硫电池及制备方法 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4472489A (en) * | 1983-11-30 | 1984-09-18 | Allied Corporation | Polymeric electrode coated with reaction product or organosulfur compound |
| US4833048A (en) * | 1988-03-31 | 1989-05-23 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Metal-sulfur type cell having improved positive electrode |
| EP0495895A4 (en) * | 1989-10-13 | 1993-02-03 | The Regents Of The University Of California | Cell for making secondary batteries |
| JPH0636797A (ja) * | 1992-07-15 | 1994-02-10 | Fuji Photo Film Co Ltd | リチウム二次電池 |
| US5516598A (en) * | 1994-07-28 | 1996-05-14 | Polyplus Battery Company, Inc. | Secondary cell using organosulfur/metal charge transfer materials as positive electrode |
| JP4114259B2 (ja) * | 1999-01-26 | 2008-07-09 | 宇部興産株式会社 | リチウム二次電池用電解液およびそれを用いたリチウム二次電池 |
| WO2001036206A1 (en) * | 1999-11-12 | 2001-05-25 | Fargo Electronics, Inc. | Thermal printhead compensation |
| JP4304570B2 (ja) * | 2002-06-28 | 2009-07-29 | 日本電気株式会社 | 非水電解液およびそれを用いた二次電池 |
| KR100450208B1 (ko) * | 2002-09-23 | 2004-09-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 전지 |
| KR100472513B1 (ko) * | 2002-11-16 | 2005-03-11 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 설퍼 전지용 유기 전해액 및 이를 채용한 리튬 설퍼전지 |
| KR100508923B1 (ko) * | 2003-06-27 | 2005-08-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 비수성 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 |
| KR100553776B1 (ko) * | 2003-09-05 | 2006-02-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 유기 전해액 및 이를 포함한 리튬 설퍼 전지 |
| JP2005108724A (ja) * | 2003-09-30 | 2005-04-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| WO2005092847A1 (en) * | 2004-03-29 | 2005-10-06 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Dendron and dendrimer, method of producing the same, and method of producing a thioacetal compound |
| US10079405B2 (en) * | 2012-04-13 | 2018-09-18 | Arkema Inc. | Battery based on organosulfur species |
-
2017
- 2017-12-01 KR KR1020197018913A patent/KR102600942B1/ko active Active
- 2017-12-01 RU RU2019120395A patent/RU2755479C2/ru active
- 2017-12-01 BR BR112019011107-7A patent/BR112019011107B1/pt active IP Right Grant
- 2017-12-01 SG SG10202006657SA patent/SG10202006657SA/en unknown
- 2017-12-01 CN CN201780074924.8A patent/CN110023275B/zh active Active
- 2017-12-01 WO PCT/US2017/064185 patent/WO2018102667A1/en not_active Ceased
- 2017-12-01 CA CA3045463A patent/CA3045463A1/en active Pending
- 2017-12-01 EP EP17875212.7A patent/EP3548459A4/en not_active Withdrawn
- 2017-12-01 JP JP2019529905A patent/JP2020501314A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3548459A1 (en) | 2019-10-09 |
| WO2018102667A1 (en) | 2018-06-07 |
| BR112019011107A2 (pt) | 2019-10-08 |
| CN110023275A (zh) | 2019-07-16 |
| RU2755479C2 (ru) | 2021-09-16 |
| KR102600942B1 (ko) | 2023-11-14 |
| KR20190083672A (ko) | 2019-07-12 |
| BR112019011107B1 (pt) | 2022-08-30 |
| RU2019120395A3 (ru) | 2021-07-22 |
| SG10202006657SA (en) | 2020-08-28 |
| EP3548459A4 (en) | 2020-07-22 |
| CA3045463A1 (en) | 2018-06-07 |
| JP2020501314A (ja) | 2020-01-16 |
| CN110023275B (zh) | 2022-11-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2014144995A (ru) | Батарея на основе сераорганических соединений | |
| RU2019120395A (ru) | Аккумуляторная батарея на основе сероорганического соединения | |
| Sang et al. | Organosulfur materials for rechargeable batteries: structure, mechanism, and application | |
| JP6567649B2 (ja) | 長いサイクル寿命のリチウム硫黄固体電気化学セル | |
| Dong et al. | Controlled synthesis of sulfur-rich polymeric selenium sulfides as promising electrode materials for long-life, high-rate lithium metal batteries | |
| JP5294631B2 (ja) | 安全な電池溶媒 | |
| JP2020501314A5 (ru) | ||
| CN109585909B (zh) | 用于锂硫电池的电解质组合物 | |
| Singh et al. | Poly (ionic liquid)–zinc polyoxometalate composite as a binder-free cathode for high-performance lithium–sulfur batteries | |
| RU2007131385A (ru) | Электролит и химический источник электрической энергии | |
| CN105830258A (zh) | 锂硫电池 | |
| CN103700858B (zh) | 钠-氟化碳一次电池 | |
| US10879564B2 (en) | Polar cyclicsiloxanes as high voltage stable electrolytes for lithium batteries | |
| JPWO2014170979A1 (ja) | 溶融塩電解液を使用するナトリウム二次電池用の負極活物質、負極及び溶融塩電解液を使用するナトリウム二次電池 | |
| KR20150004179A (ko) | 리튬황 전지의 전해질 | |
| Harte et al. | Solvate ionic liquids: past, present and future | |
| Kolosnitsyn et al. | Influence of lithium salts on physicochemical properties of lithium polysulphide solutions in sulfolane | |
| JPWO2023133641A5 (ru) | ||
| JPWO2024029419A5 (ru) |