TW501301B

TW501301B - Nonaqueous electrolyte lithium secondary batteries

Info

Publication number: TW501301B
Application number: TW089113103A
Authority: TW
Inventors: Christopher Marc Doyle; Andrew Edward Feiring; Paul Gregory Bekiarian; William Brown Farnham; Susan Kuharcik Choi
Original assignee: Du Pont
Priority date: 1999-07-02
Filing date: 2000-07-06
Publication date: 2002-09-01
Also published as: AU5896500A; KR20020033651A; JP2003504813A; WO2001003230A1; MXPA01013467A; EP1203419A1; CA2374335A1; CN1372704A

Description

1 五、發明說明（曼，範疇本發月係關於電解質溶液組合物及使之鋰離子電池。此等泰妒所、、、寺包洛液液低的揮發性，同時仍：：2 ▲於較技藝中已知之溶異電池性能。時仍保有使用石墨基負㈣性材料的優 B背景二：:ΐ:現ΐ全世界正被密集地發展，以提供新-代電池。不管明確的設計方式爲何，其皆 /…、有。含_子種類之電解質及提供使離子 =過之物理介質之非質子性液體(在此稱爲電解質溶劑）。商業的叙離子電池—般展現高的開路電壓， 3.8伏特。此意謂在充電馬·6至怔Υ 叙和違到鬲至約4 · 2伏特〈电壓’且局郅的暫時電壓甚至更高。二級鋰離子電池不僅可在電池組件所暴露至的電壓一般較高，並且可在鋰離子電池之電池組件必需在無數的充電/放電循環中承受重複暴露至此等高度氧化條件上與技藝中之—㈣金屬電池作區別。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製、峰子電池之各個組件必需可承受重複暴露至此等電塵所呈現之非常鬲的電化學氧化及還原位能。許多適用於其他類型電池的熟知電解質溶劑單單不對鋰離子電池的用途展現必需的安定性。技藝中對於選擇可展現必需安定性之該等電解質溶劑，除了試誤之矿，似乎並無一般化的方案可以採用。實務上，此點將在鋰離子電池技藝中所使用之電解質溶劑的選擇侷限於無環及環狀有機碳酸酯，主要爲本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 501301 A7 _B7__ 五、發明說明（2 ) 碳酸二曱酯（DMC)、碳酸二乙酯（DEC)、碳酸乙基甲酯 (EMC)、碳酸丙二酯（PC)、及碳酸乙二酉旨（EC)，及-單元酯諸如乙酸甲酯（MA)、乙酸乙酯（EA)、甲酸甲酯（MF)、丙酸甲酉旨（MP)、丙酸乙醋（EP)、及，-丁内醋（GBL)，如説明於 B. A· Johnson，及R. E. White，「市售Ιϊ離子電池之特性 (Characterization of Commercially Available Li-ion Batteries) 」，電源期刊（Journal of Power Sources)，70，48-54，（1998) 。此等電解質溶劑最常以包含環狀有機碳酸酯，通常爲EC 或PC，及無環碳酸酯，通常爲DMC、DEC、或EMC之組合使用，如揭示於發證給Matsushita之美國專利號數5,525,443 。此等組合在實務上經發現可獲致期望性質的優異组合，諸如在寬廣溫度範圍内之高離子導電性及相當低的揮發性，同時可在鋰離子電池中獲致優異的壽命及性能。最新式的技藝亦清楚説明在M· Morita、M· Ishikawa、及Y. Matsuda 著之「可再充電Ιϊ電池之電解質（Electrolytes for Rechargeable Lithium Batteries)」，麵離子電池、基礎及性能(Lithium-Ion Batteries， Fundamentals and Performance)之第 7 章，M. Wakihara及O. Yamamoto編輯，Wiley VCH，1998 〇亦有大量的專利技藝揭示使用於鐘離子電池之電解質溶劑。所揭示之適用於鐘離子電池的電解質溶劑大致可歸爲三類：（1 )經鹵素取代的有機碳酸酯諸如碳酸2 -氟乙二酯， (2)有機碳酸酯與無環或環狀酯乏混合物，諸如EC+DMC+ 甲酸甲醋，及（3 )不飽和有機破酸g旨諸如碳酸乙晞二g旨。代表性的技藝範圍如下：U.S. 5,192,629，其中揭示自 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 501301 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製五、發明說明（ 2 0/80至8 0/2 0之比之碳酸乙二酯及碳酸二甲酯的混合物； U.S· 5,474,862，其中揭示環狀及CH3CHC(0)0R之無▼有機碳酸酯之組合，其中R = Ci至c3烷基；U.S. 5,571，635，其中揭示EC、PC、及碳酸氣乙二酯之組合；U.S· 5,578,395，其中揭示EC、二甲氧乙烷（DME)、及碳酸丁二酯（BC)之組合；U.S· 5,626,981，其中揭示環狀及無環有機碳酸酯、及不飽和有機碳酸酯諸如碳酸乙烯二酯（VC)之組合；U.S. 5,626,985，其中揭示環狀及無環有機碳酸酯與4 〇 - 8 0 %醚諸如DME之組合；U.S· 5,633,099，其中揭示無環不對稱經氟取代的有機碳酸酯；U.S· 5,659,062，其中揭示 CH30C(0)0CH2CR3，其中至(：2燒基、經氟取代烷基、或氟；及U.S· 5,773，165，其中揭示 EC/PC(50-60%)與 GBL(10-2 5%)、DMC、及EC/ΜΑ結合。在技藝中的每個情況中，爲獲致據認爲係大部分鋰離子電池應用所需之離子導電性，無環酯或無環有機碳酸酯係組合物中的必需成份。然而，無環酯及無環有機碳酸酯在電池製造所考慮使用的一些條件下不期望地不安定且可燃。技藝中明顯需要具有降低揮發性及可燃性的高導電性電解質組合物。

Webber的美國專利號數5,219,683揭示使用Y_〇〇(_〇_C(〇)_R 之類型的溶劑，其中11爲(：1-€：10烷基，X爲（：广^無環基團，及Y爲C i - c1()燒基或黢基。其之較佳組合物包括乙二醇二乙酸酯，其以與碳酸丙二酯及鹽諸如三氟甲磺酸鋰混合較佳。其所提出的專利申請爲在鋰一級電池諸如L丨/ 電 --------------裝— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，-線- -6 - 501301 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 • A7 B7_ 五、發明說明（4 ) 池中使用二乙酸醋溶劑。此溶劑所暴露的最大電壓爲約2伏特。 -

Horiba等人之JP 86017106在1$ —級電池中使用來自二叛酸之二元酯。其所例舉的電池具有2 · 9伏特之開路電壓，且未進行再充電。

Liu等人之W0 99/44246説明使用以二燒基己二酸二元酯爲主之塑化劑製備得的鋰離子聚合物電池。根據Liu等人，在加入電池電解質之前利用萃取程序將己二酸酯塑化劑實質上地自電池移除。然而，Liu等人敎授直至多至20重量百分比之殘留的己二酸酯塑化劑並不會影響電池性能。

Chang於WO 00/01027中揭示在I里離子電池中使用不含有泛氫之丙二酸二元酯作爲電解質溶劑。發明總結本發明提供一種包含鐘電解質溶液與石墨基電極活性材料離子導電性接觸之電極組合物，其中該溶液包括鐘電解質及由以下化學式 R1C(0)0R20C(0)R3 (I) 或由以下化學式所表示之溶劑 R10C(0)R2C(0)0R3 (II) 其中R1及R3各分別指示1-4個碳之無環烷基基根，C(O) 指示羰基基根，及R2爲2或3個碳之晞基基根。本發明更提供一種鋰離子電池、其包括正極、負極、設置於正極與負極之間的隔離物、及包含溶劑及鋰離子的電解質溶液，該陽極、陰極、或隔離物之至少一者係與該電本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I------------裝 -----I--訂----------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 501301

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製解質溶液離子導電性接觸；及該溶劑係由以下化學式 R1C(0)0R20C(0)R3 (I) - 或由以下化學式表示 R10C(0)R2C(0)0R3 (II) 其中R1及R3各分別指示丨_4個碳之無環烷基基根，c(〇) 指示黢基基根，及R2爲2或3個碳之烯基基根。發明詳述關於本發明，術語「電解質溶劑」將係指在鋰電池中之使用條件下爲液體，且可提供使一或多種離子種類溶解於八中及田迅池經歷充電或放電時使離子種類可通過其輸运〈任何物質組合物。術語「鋰電解質」將係指提供鋰離子使溶解於電解質溶劑中及通過其輸送之任何物質組合物。術語「電解質溶液」將係指其中溶解有由Μ電解質所提供之鋰離子的電解質溶劑。、在本發明中驚人地發現先前在技藝中僅知爲—級㈣池 &通當溶劑之具有二或多個g旨基團的特^醋極度適用於可再充電趣離子電化學電池之更爲苛刻的氧化環境。現經發 =輕用独離子電池之特徵在於較單元酿及無環有機碳鉍酯具有令人期望的較高咿·，、占I具有一或多個酯基團的 U X佳替代物’其以與環狀有機碳酸自旨結合較佳， =，電解質溶劑對於降低可燃性及揮發性的需求，同時 …貝在-級鐘離子電池中賦予高料導電性及高氧化安定發明之@旨係心離子電池所使用之離子導電性成份中’王邵或部分用於替代技藝中之單元醋及無環有機碳酸 I--------^----------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度刺+ _祕準（CNS)A4祕⑵G x 2^^ 五、發明說明（ Α7 Β7 酯。 * 適用於實行本發明之g旨係由以下化學式 - ^lC(0)〇R2〇c(〇)R3 ⑴ 或由以下化學式表示 *·· ^00(0)^0(0)0^ (11) 其中R及R各分別指示i_4個碳之無環烷基基根，c(〇)指示羰基基根，及R2指示由以下化學式表示之烯基基根經濟部智慧財產局員工消費合作社印製其中η-2或3及各χ及γ分別可爲個碳原子之烷基、h、或F，其限制條件爲除了在當n = 3之中心亞甲基的情況中外，及Y不可同時爲F。X及¥爲11較佳。Rl&R3相同較佳，R及113爲甲基或乙基，及n = 2更佳。二元酯爲琥珀酸二甲酯-CH 3 〇C(〇)CH2 ch2 c(o)〇ch3 -最佳。在本發明之一具體實例中，電解質溶劑係經由將至少— 種適用毛K行本發明之二元酿與環狀碳酸醋，以碳酸丙二醋或碳酸乙二酯較佳，以90 : 10至3 0 : 70之體積比結合而形成。在較佳具體實例中，碳酸乙二酯及琥珀酸二甲酯係各別以6 7 : 3 3之體積比結合，。在另一具體實例中，將至少一&種適用於實行本發明之二元@曰與鋰離子電池之至少一組份結合，此組份爲根據以其他液怎氣~質溶劑實行之技藝之敎授的正極、負極、及隔 W · ------------I ^---^--------------% <請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁} /冬- ΐ紙張尺度適用中國藏標準（⑽认4規格⑽χ$7公髮)— 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 501301 A7 _B7_ 五、發明說明（7 ) 離物。在正及負極的情況中，將介電質溶劑與電極活性材料及根據技藝中之實務加入的任何輔助劑混合。在-隔離物之情況中，如隔離物爲多孔性本體，則使電解質溶劑吸入於孔隙中。在半透膜的情況中，電解質溶劑係被薄膜吸收。在離子交聯聚合物薄膜的情況中，電解質溶劑係被離子交聯聚合物吸收。本發明之電解質溶劑必需至少與正極、負極、或隔離物作離子導電性接觸，以使電化學程序發生。電解質溶劑一般將與全部三者作離子導電性接觸。在實行本發明時，電解質溶劑必需與一或多種可將離子提供至電解質，因此使其成爲離子導電性之電解質結合。適當的電解質包括低分子量鋰鹽及稱爲離子交聯聚合物之離子性聚合物。適當的低分子量鋰鹽包括有機及無機鹽，尤其係諸如 LiPF6、LiBF4、LiC104、LiAsF6、LiN(S02CF3)2、 LiN(S02CF2CF3)2、LiC(S02CF3)3。鋰離子在電解質溶液中之體積莫耳濃度可自0.1至3.0 Μ，較佳的範圍爲0.5至1.5 Μ。當離子種類爲離子交聯聚合物時，可能仍需要以自0.01至 1·0 Μ之範圍内的濃度將一定量的低分子量鋰鹽加至電解質溶劑。本發明之鋰電池可爲使用夾於電極薄膜層之間之多孔性聚烯烴隔離物的液體電池，其諸如説明在Y. Nishi著之「一級鐘離子電池之性能及其製程技请（Performance of the First Lithium-ion Battery and Its Process Technology)」，！里離子電池、基礎及性能之第8章，M. Wakihara及0. Yamamoto編輯 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 501301 A7 B7_ 五、發明說明（8 ) ，Wiley VCH，1998。在一具體實例中，本發明之鋰電池係使用聚合物電解質作爲隔離物層及使用於電極薄膜層内，因此而使薄膜棱柱電池層合及组合之電池。在一具體實例中，聚合物電解質可包括諸如説明於美國專利號數 5,456,000中之非離子聚合物，及本發明之電解質溶劑。在再一具體實例中，聚合物電解質可包括離子性聚合物，諸如説明在Doyle等人之WO 98/20573中之全氟化磺酸酯離子交聯聚合物，及本發明之電解質溶劑。在本發明之電極組合物中，負極係經由將至少一種適用於實行本發明之酯與石墨基電極活性材料及鋰電解質結合而形成。所謂「石墨基」係指實質上由石墨製成的電極活性材料，但其可包含諸如技藝中所知曉之填隙摻雜劑及其他添加劑及取代物。技藝中知曉許多使组合物之元素結合的方法，且可使用任何便利的方法。此等方法包括桶混、熔融掺混、或連續薄膜製造及浸於電解質溶液中或注入電解質溶液。較佳的石墨基電極活性材料爲介碳微珠（mesocarbon microbeads)，諸如購自大阪氣體（Osaka Gas)之MCMB，或破纖維諸如購自Petoca之Melblon⑧，其可對經的插入達到 >280毫安培小時/克（mAh/g)之可逆容量。其他適當的碳基電極活性材料包括石墨薄片、購自大阪氣體之PCG石墨、石油焦、硬碳、及天然石墨。在、具體實例中，鋰電解質可爲任一種鋰鹽，以 LiPF6、LiBF4、UC104、LiAsF6、 LiN(S02CF3)2、LiN(S02CF2CF3)2、LiC(S02CF3)3 較佳·， -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I-------I 1---裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 刈 1301 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（9 )

LiPF6爲最佳。在另一具體實例中，麵電解質爲離子交聯聚合物、較佳的離子交聯聚合物爲包含偏二氟乙烯（vf2)之單體單元的聚合物’其更包含2-50莫耳百分比之具有包含由以下化學式所表示之基根之側基的單體單元 _(OCF2CFR)a〇CF2(CFRf)bS〇2x-(L+XY)c(Z)d 其中R及R·係分別選自F、Cl或視需要可經一或多個醚氧取代之具有1至10個碳原子之全氟烷基；a：=〇、l或2; b = 0至 6; X爲0、C、或N，其限制條件爲當乂爲〇時，c = d = 0, 當X爲C時，c = d=l，及當又爲汉時，e==1&d = 〇;其進一步的限制條件爲當X爲C時，γ友Z爲選自由CN、S02Rf、 S02R3、P(〇)(〇r3)2、C〇2R3、p(〇)R32、、c(⑺r3 及與其形成之環烯基所組成之群之拉電子基團，其中Rf爲視需要可經一或多個醚氧取代之個碳的全氟烷基；R3爲視需要可經一或多個醚氧取代之卜6個碳的烷基，或視需要可再經取代之芳基；γ及z爲相同或不同；或當d = 〇時，¥可爲視需要可經一或多個醚氧取代之以化學sS〇2Rf，表示之拉電子基團，其中Rf’爲以化學式·Rf"s〇2N_((Li+)s〇2：uRf,，，表示之基根，其中瓜^或！，及Rf"爲_CnF^，及及广爲嫌 cnF2n+ 1 ，其中 n = 1 麵 1 0 〇 R爲三氟甲基，R，爲F，a=i.，b=1，當時，γ&ζ 爲⑶或COW，其中R3爲C2H5极佳，而當時，丫爲 S〇2Rf，其中 R#CF3 或 C2F5 較佳。本發明之較佳的離子交聯聚合物可根據於共同申請中之 -------------裝--------訂--------—線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -12 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 501301 A7 _____B7___ 五、發明說明（1Q) 美國專利申請案編號09/023,244及09/260,204中所敎授之方法合成得，將其各別的全體内容以提及的方式併入本文中。在一較佳具體實例中，電極組合物將另包含聚合黏合劑及導電性添加劑，諸如碳黑諸如Super P碳黑（MMM碳 (MMM Carbon))。在一較佳具體實例中，其中隔離物爲 PVDF/HFP共聚物薄膜，較佳的黏合劑爲pVDF/HFP。在另一較佳具體實例中，其中隔離物爲本發明之較佳離子交聯聚合物，較佳的黏合劑爲相同或密切相關的離子交聯聚合物0 適用於本發明之鋰離子電池之負極之本發明的一較佳電極係經由將二元酯與石墨基電極活性材料、碳黑、及本發明之較佳離子交聯聚合物，以6 2份石墨、4份碳黑、1 0份離子交聯聚合物及其餘爲本發明之較佳電解質溶劑之比例結合形成較佳電極組合物而形成。將如此形成的組合物供應至螺桿型塑煉擠出機，於其中將此組合混合，均質化，及實質上根據於共同申請中之美國專利申請案編號 60/122,696中所敎授之方法利用熔融擠塑形成爲片材或薄膜，將此篇專利之全體内容以提及的方式併入本文中。在另一較佳具體實例中，本發明之電極薄膜係由6 5份石墨介碳微珠諸如MCMB、3.25份碳黑、及1 0份作爲聚合物黏合劑之聚偏二氟乙晞-六氟丙烯（PVDF/HFP)共聚物諸如 Kynar FLEX® 2801(Elf Atochem)·—、及其餘爲作爲黏合劑聚合物之塑化劑的對苯二甲酸二丁醋（Aldrich)所形成。形成本發明之較佳電極薄膜的一方法係將其成份分散或溶解於 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱)~ 丨— — 111 — — — — — — — · I I I I I I I 訂--------· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 五、發明說明（丙網或PVDF/HFP之其他適當溶劑中，經由加熱至約6 〇 ^ 而形成混合物，隨後再將混合物作爲塗料塗布於適當基材諸如Mylar®聚醋薄膜（杜邦公司（Dup〇nt c〇mpany))上。可 ~用任何空布基材I方^，諸如使用熟知之到板技術的溶液流延:將經如此塗布的基材乾燥，以在直至約6(rc之溫度:在眞空中乾燥較&,然後再愿延或以其他方式受到接觸壓力，以將電極塗層壓縮形成平滑表面。經由將經乾燥的塗布基材浸於揮發性溶劑諸如乙链或甲醇中至少】5分鐘 ’ &後再在輕度眞空中在室溫下乾燥至少丨小時，而萃取對 f二甲酸二丁㈣化劑。在萃取步驟之前或之中將薄膜自基材分離。接著可將經如此乾燥及萃取的薄膜浸於電解質溶液中，此電解質溶液爲咖6溶於包含本發明之二元醋之溶劑中的 1 · ο Μ溶液較佳。在與仃本發明時發現諸如由Webb“於引述著作中所敎授二醚/醋較二元醋在氧化上更不安定，因此其於較少的充電 f電循環後降解’因而較不佳。此種_旨之-例子爲乙鉍2 -乙氧乙酯。 ^發明之麵離子電池包括正極、負極、及隔離物，其之 ςΓ者’以全部較佳’將與本發明之電解質溶劑作離子性接觸。鐘離子電池亦將包含集電器，其典型上包括箔或網狀物或金屬化塑膠並中^ ^ ^具中又金屬包括鋁（用於陰極）及銅（用於陽極）。熟悉技藝人士各 _ 電池之組份之間的該離子導電：觸：：％池係藉由在彳私r接觸而操作，因而在正常 --------------^---------------^ ί請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -14- 五、發明說明（12 ) 的操作情訂，電池之时㈣將制該接觸。本發明 < 鋰離子電池的正極爲本發明之較佳二元、旨與含 :過渡金屬氧化物之混合物較佳，此過渡金屬氧化物係可將鐘離子吸收及釋放至> i⑻毫安培小時/克之容量，諸如

LiC〇〇2、LiNi〇2、LiNixC〇y〇2、及 LlMn2〇4。、本發明足鋰離子電池可利用諸如技藝中所知曉之任何方式而形成。可先將電池之組份以乾燥狀態結合，再在製程的後期步驟中加入電解質溶液。或者可在製程之任何步驟中加入電解質溶液。在用於形成本發明之鋰離子電池的一較佳方法中，如説明A舲其全體内容以提及的方式併入本文中之共同申請中足吴國專利申請案編號60/122,696中，先將本發明之電解質溶劑與離子交聯聚合物及在待形成之特殊電池組份之組合物中所需要或爲較佳的此等其他成份混合。然後使用螺桿型擠塑機利用熔融擠塑使所得之組合物進行薄膜形成步驟。干可以類似方式形成本發明之鋰離子電池的其他組份。負極以經由將石墨粉末、碳黑、離子交聯聚合物樹脂、及本發明之電解質溶劑結合’及將其擠塑成薄膜或片材而形成 2佳。同樣地，隔離物係經由擠塑電解質溶劑及較佳離子人如氷合物之混合物，然後將混合物擠塑成薄膜或片材而. 形成。在最佳的具體實例中，在連續、程中將本發明之鋰離電池的數層不同組份層合在一起。 ’子技藝中知曉在一些情況下，少量的額外溶劑可提供電池經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 501301 A7 ___B7___ 13 五、發明說明（）性質諸如高及低溫行爲及循環性的改良。因此，經發現可能需要將琥珀酸二甲酯及碳酸乙二酯之較佳混合物“與選自環狀碳酸酯（除E C之外）、無環碳酸酯、或無環酯之額外成份結合。本發明進一步説明於以下之特定具體實例中。實施例實施例1 使用技藝中已知之程序製備非水性電解質鋰離子型2032 幣型電池（coin cell)。幣型電池零件（罐、蓋、.隔離物、及蟄片）及幣型電池捲縮機係購自Hohsen Corp·。使用於幣型電池中之正極係自丙酮流延，於空氣中乾燥之溶液，及使用黃銅衝床衝出1 2毫米的圓形切片。此正極薄膜具有6 5份 LiCo02(FMC Corp·)、10份Kynar FLEX® 2801(Elf Atochem)、及 6 · 5份Super P碳黑（MMM碳）之組合物。其餘的電極包含對苯二甲酸二丁酯（Aldrich)爲塑化劑，經由利用乙醚萃取3 0 分鐘，隨後再在眞空中在2 3 °C下乾燥1小時而將其移除。陽極薄膜亦係自丙酮流延，乾燥，並衝成1 2毫米直徑的形狀。陽極包括65份MCMB 2528(大阪氣體）、1 〇份Kynar FLEX㊣2801及3.25份Super P破黑。陽極係使用與陰極相同的程序而萃取及乾燥。將陽極及陰極薄膜兩者夾於2 6微米厚Celgard® 3 501( Celanese Corp..)隔離物薄膜之1 8毫米直徑片材的周園。 -一電解質溶液係經由將1.52克之LiPF6溶解於1 〇毫升包含2份體積之EC(Selectipur，99 + %，EM工業（EM Industries))及 1 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210>< 297公釐） -------------裝-------訂---------線 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 501301 A7 B7__ 五、發明說明（14 ) 份體積之琥珀酸二甲酯（DBE4，9 8 %，Aldrich)之溶液中而製得。EC係以自EM工業取得的狀態使用。琥珀酸上甲酯在使用前於分子篩（類型3 A，EM工業）上乾燥兩天，且其根據卡爾費雪（Karl Fisher)分析，具有低於100 ppm之水份含量。在於經氬排空之眞空大氣手套箱内部組合幣型電池之前，使兩電極薄膜及隔離物薄膜各於包含1.0 M LiPF6溶於2 : 1 EC :琥珀酸二甲酯之電解質溶液中個別浸泡1小時。先使用0.5毫安培的電流將幣型電池充電至4.2伏特之上方截止電壓。然後使電池在0 · 5毫安培下放電至2.8伏特之放電截止位能。測量在各循環的容量。將表示爲容量比（放電容量/充電容量）之在最初充電的容量與後續之第一次放電之容量之間的差稱爲可逆容量。於五個相同的充電-放電循環後，在0.01赫茲（Hz)之頻率下測量電池之阻抗。將幣型電池之循環壽命定義爲僅達到電池起始容量之8 0 %的第一個循環。可逆容量、阻抗、及循環壽命之値係如表1所示。實施例2 使用與實施例1相同之步驟製造幣型電池，但電解質溶劑分別替代爲碳酸乙二酯及戊二酸二甲酯（DBE5，9 8 %， Aldrich)之2 : 1體積比混合物。DBE5在使用前於分子篩上乾燥兩天，且其根據卡爾費雪分析，具有低於100 ppm之水份含量。使用説明於實施例1之爹驟製造及測試幣型電池，結果示於表1。實施例3 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）~ -----I-------襄--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 501301 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7______ 五、發明說明（15 ) 使用與實施例1相同之步驟製造幣型電池，但電解質溶劑刀別替代爲後酸乙二醋及乙二醇二乙酸醋（EGD，-9 9 %， Aldrich)之2 : 1體積比混合物。EGD在使用前於分子篩上乾燥兩天，且其根據卡爾費雪分析，具有低於1〇〇 ppm之水份含量。使用說明於實施例1之步驟製造及測試幣型電池，結果示於表1。實施例4 使用與實施例1相同之步驟製造幣型電池，但電解質溶劑分別替代爲碳酸乙二酯及DBE4之1 : 2體積比混合物。使用説明於實施例1之步驟製造及測試幣型電池，結果示於表1。實施例_5 ‘ 使用與實施例1相同之步驟製造幣型電池，但電解質溶劑分別替代爲碳酸乙二酯及琥珀酸二乙酯（DES，9 9 %， Aldrich)之2 : 1體積比混合物。DES在使用前於分子篩上乾燥兩天，且其根據卡爾費雪分析，具有低於100 ppm之水份含量。使用説明於實施例1之步驟製造及測試幣型電池，結果示於表1。實施例6 使用與實施例1相同之步驟製造幣型電池，但電解質溶劑分別替代爲碳酸乙二酯、碳酸丙二酯、及DBE4之2 : 1 : / 體積比混合物。使用説明於實施例1之步骤製造及測試幣型電池，結果示於表1。 ^ 實施例7 使用與實施例1相同之步驟製造幣型電池，但電解質溶劑 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------裝·！ I I--訂--II----•線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 —-------E____ 五、發明說明（16 ) 替代爲單獨的DBE4。LiPF6於DBE4中之限制溶解度僅有約〇·5 Μ ’其係此實施例所使用之濃度。使用說明於實施例1 之步驟製造及測試幣型電池，結果示於表1。 ^ iH 8 使用與實施例1相同之步驟製造幣型電池，但電解質溶劑分別替代爲碳酸丙二酯及DBE4i ! : 2體積比混合物。使用説明於實施例1之步驟製造及測試幣型電池，結果示於表1。實施例9 使用與實施例1相同之步驟製造幣型電池，但電解質溶劑分別替代爲碳酸乙二酯、DBE4、及戊二酸二甲酯（DBE5， Aldrich)之1 ·· 1 : !體積比混合物。使用說明於實施例1之步驟製造及測試幣型電池，結果示於表1。實施例1 0 使用與實施例1相同之步骤製造幣型電池，但電解質溶劑分別替代爲碳酸乙二酯及〗，4 _環己烷二羧酸二曱酯（DMCH ，9 7 %，Aldrich)之2 : 1體積比混合物。DMCH在使用前於分子篩上乾燥兩天，且其根據卡爾費雪分析，具有低於〗〇〇 ppm之水份含量。使用説明於實施例1之步驟製造及測試幣型電池’結果示於表1。實施例1 1 使用與實施例1相同之步驟製造幣型電池，但電解質溶劑分別替代爲碳酸乙二酯及乙酸乙氧乙酯（EEA，99 + 〇/〇， Aldrich)之2 ·· 1體積比混合物。e e A在使用前於分子篩上乾燥兩天，且其根據卡爾費雪分析，具有低於丨〇〇 ρριη之水 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） ------1--------------訂---I----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 501301 A7 B7 五、發明說明（17) 份含量。使用説明於實施例1之步驟製造及測試幣型電池，結果示於表1。 - 實施例1 2 瘦-氧..基二2 -乙醯氧甲基-2 -曱某丙烷之製備^ 以乙酸酐（200毫升，2」莫耳）及乙酸鈉（2〇克，〇〇24莫耳）處理1，1，1 -參（羥甲基）乙烷（6 〇克，〇 5莫耳）。將所得混合物加熱至35°Cl8小時，然後再加熱至i35°Co 5小時。將冷卻的反應混合物加至丨公升的碎冰中，並使用碳酸氫鋼中和（p Η至約7 )。將混合物以乙醚萃取兩次，並以飽和氯化鈉溶液洗滌結合的乙醚層，及使用硫酸鈉/硫酸鎂乾燥。經瘵發及蒸餾而得1 1 5克之無色油，沸點9 4 °C ( 〇 · 1毫米）。 'H NMR(CDC13) : 4.02(s, CH20)、2.08(s, CH3C(0))、L02 (s，CH3) 〇使用與實施例1相同之步驟製造幣型電池，但電解質溶液分別替代爲碳酸乙二酯及1，3 -二乙醯氧基_ 2 -乙醯氧甲基_ 2-甲基丙燒（TA，如前述所製備得）之2 : !體積比混合物。使用説明於貫施例1之步骤製造及測試幣型電池，結果示於表1 〇 -!11!!!裝 i I — I — I I 訂------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 501301 A7 B7_ 五、發明說明（18 ) 表1 II離子幣型電池之性能結果總結 “ 實施例# 電解質溶劑阻抗可逆容量循環壽命 __(歐姆）（％)_(#) 1 2 ： :1 EC/DBE4 29 0.898 142 2 2 ： :1 EC/DBE5 29 0.895 108 3 2 ：：1 EC/EGD 34 0.877 70 4 1 : ：2 EC/DBE4 48 0.883 105 5 2 : :1 EC/DES 37 0.879 135 6 2 : ：1 ： 1 EC/PC/DBE4 30 0.893 107 7 DBE4 116 0.802 31 8 1 : ：2 PC/DBE4 39 0.864 112 9 1 : 1:1 47 0.851 60 EC/DBE4/DBE5 10 2 ： :1 EC/DMCH 51 0.854 137 11 2 ： :1 EC/EEA 42 0.794 70 12 2 : :1 EC/TA 37 0.870 85 實施例1 3 經由將偏二氟乙晞與微流體化PSEPVE共聚合，隨後在 Li2C03溶於MeOH及水之5 0/5 0混合物之1 Μ溶液中水解，然後乾燥，而形成鋰-離子交聯聚=合物之小片。將MicroFluidizer™之儲槽裝入2 2克全氟辛酸銨溶於260毫升去礦質水之溶液。將泵打開，及使流體再循環，以使表 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） — 11 — — — — — — — — — —^^·--I ---1 訂----1111— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 501301 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（）面活性劑溶液與容納於裝置内之5 0毫升的純去礦質水混合。將250克之全氟續醯氟乙氧丙基乙烯基醚（pSEpvE)緩慢地加至儲槽，及使系統再循環2 0分鐘，以產生經充份分散的PSEPVE乳劑。然後將流出物導引至5〇〇毫升的量瓶中。於儲槽被抽出後，加入100毫升之去礦質水，並使其栗送通過系統，以使其餘的PSEPVE乳劑沖洗通過，並使量瓶中之液位達到記號處。乳劑當離開MicroFluidizer™時爲半透明的藍色。乳劑之濃度爲0 · 5克PSEPVE/毫升。以氮氣沖洗4公升的水平不銹鋼攪拌聚合反應器，並經由裝入2公升之去礦質水、5克之過硫酸铵、5克之全氟辛酸銨，然後邊在每分鐘200轉（200 rpm)下攪拌邊將容器内容物加熱至100°C / 1 5分鐘而進行調理。使容器冷卻，將内容物丟棄，及以2公升之去礦質水將容器滌洗3次。將反應器裝入1.65公升之去礦質水及6克之全氟辛酸銨。將反應器密封，利用氮氣加壓至1 00 psi並排氣（3個循環）。將反應器抽眞空至-1 4 psi，並以偏二氟乙烯（VF2)沖洗至〇 psi( 3個循環），此時將如於以上實施例中製備得之含有！〇克乳化PSEPVE及0 · 9克全氟辛酸铵之2 0毫升水性前加料抽入。開始在200 rpm下攪拌，並使反應器溫度達到6 0 X：。以 VF2將反應器加壓至300 psi，此時將溶解於2 0毫升去礦質水中之0.9克過硫酸鉀在1 〇毫升/分鐘之速率下抽入。於0.07小時内引發聚合。視需―要將VF2及PSEPVE以1 : 1 之莫耳比供應至反應器，以維持3 00 psi的反應器壓力。於將215克之PSEPVE供應至反應器後，使PSEPVE之供給中斷 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） III----!丨||_ ----II--訂-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 501301 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（2Q) 。使聚合持續4· 72小時之總時間，視需要僅供應VF2以維持 300 psi之反應器壓力，直至將總計334克之vf2供應—至反應器爲止。使聚合終止，而產生含有2 3 %聚合物固體之乳白色的乳膠。將聚合物乳膠冰凍並解凍。使凝聚聚合物在5加侖之熱的 (50°C)經過濾、自來水中劇烈洗滌4次，然後於5加侖的去礦質水（2 0 °C )中洗滌最後一次。於最終的洗滌後，聚合物爲微細的白色粉末。使經洗滌聚合物於經噴灑氮氣之部分眞空中於100 C/24小時下乾燥，而產生52〇克之微細白色聚合物粉末。經在2 0 0 °C下加壓之厚薄膜（〇 025英吋）爲半透明的白色，潔淨且不含空隙或可見的顏色。分析：％c = 30 41 重量百分比；％ S = 3· 12重量百分比；％ η = 1 · 78重量百分比 (8.4莫耳百分比PSEPVE;當量= U46克/當量）；Dsc分析：

Tg = -2 4〇C(I)，Tm=166〇C。使以上製知之聚合物（100克）在惰性環境中與甲醇（5⑼毫升）及碳酸鋰（6.9克）結合於設有機械攪拌器、添加漏斗及蒸餾頭之1公升的3頸燒瓶中。使淤漿在2^c下攪拌22小時，此時加入200毫升之甲苯，並使内容物加熱至迴流。當甲苯/甲醇被自反應館出時’將純甲苯加至燒瓶中以補充體積的損耗。當蒸館頭溫度達到105X：時，加入碳酸乙二醋（1〇克）。收集額外的300毫升餾出液，此時將餾出液逐份收集並進行分析。當餾出液中之曱苯药比率超過99 5%時，停止。將聚合物於惰性環境中過濾，並於眞空中乾燥，而得105.7克之米色聚合物。F19 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐1 — 1!--II —---^ -------It!-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 501301 A7 B7_ 21 五、發明說明（） nmr分析（DMFd)顯示完全不含橫醯氟。將聚合物於密封容器中移至經氮氣排空之眞空大“氣手套箱中，及於手套箱之内部打開。將0.5克之聚合物小片與 1.5克之碳酸乙二酉旨（EC，Selectipur，EM工業）及DBE4 (DBE4，Aldrich)的2 : 1體積比混合物混合於玻璃瓶中，並加熱至100°C數小時，以徹底混合。此混合物當冷卻至室溫時形成潮濕、澄清、橡膠狀的凝膠。然後使用卡佛液壓單元 # 3912 型（Carver Hydraulic Unit Model #3 912)壓機，利用 120°C之壓台溫度及在兩片5密爾厚之Kapton®聚醯亞胺薄膜片材間之1仟磅的活塞推力將混合物熔融加壓。所產生的薄膜爲澄清及均勻及厚度爲3 - 4密爾。一旦經冷卻至室溫，則使用刀片自此熔融加壓薄膜切割出1 · 0公分乘1 · 5公分的薄膜樣品，並根據Doyle等人，WO 9δ/20573之四點探針法測定導電性。離子導電性等於7.04 X HT4秒/公分。實施例1 4 將設有機械攪拌器之4公升的水平熱壓釜利用氮氣排空，並裝入溶於水性全氟辛酸銨中之1 5 0克預乳化PSEPVE(根據説明於實施例1 3之方法使用3 5克全氟辛酸銨及600毫升水於Microfluidizer™中製備得，然後以蒸餾水稀釋至1 · 0公升 )及1500毫升蒸餾水。將反應器抽眞空，然後利用偏二氟乙烯加壓至0 psig( 3次），加熱至6 (TC，利用偏二氟乙烯加壓至300 psi g，並在200 rpm下攪摔。將過硫酸钾之水溶液 (0· 6%，50毫升）於5分鐘内加入。將反應器壓力維持於300 -24- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -------------裝--------訂-----------——線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 501301 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（22) PS1 ’直至於加入引發劑後已供應220克爲止。停止攪拌，及使反應咨冷卻並排氣。將所產生的乳狀分散物冰東及解凍以使產物凝集’將其過滤通過耐給布，並以水重複洗滌 ’以移除表面活性劑。於風乾後，將聚合物小片於經氮氣排空的眞空烘箱中在10〇t下乾燥24小時，而得35〇克之產物〇 19F NMR(丙酮）：+45.2(s, a=1.00) 、-78.0 至應 80.0 (m’s，a = 7.876)、-90.0 至 _95(m’s，a=21.343)、-108 至-116 (m 系列，a = 6.446)、-122 〇至-127 5 (m，s，結合 a=2 4296) 、-143.0 (bd s，a=1.283)，與 PSEPVE莫耳百分比=9· 1 % — 致。在實驗誤差内，加至反應器之所有液態共單體皆可於收集得的產物共聚物中找到。TGA( 1 0 °C /分鐘，N 2 ):直至 375Ό 無失重。DSC(2 0°C/分鐘）：在 159.1。(：（23.1 J/g)下之寬廣熔融過渡的最大値；Tg = -23°C。和士裝有頂邵槳式欖掉器（Tefl〇n⑧軸承）、迴流冷凝器、及熱電偶口的3公升3頸燒瓶裝入200克之VFVPSEPVE共聚物（183.4毫當量之S02F)、甲醇（ 1700毫升）、及碳酸鋰（13 6 克’ 184毫當量）。使混合物在室溫下攪拌2 4小時。加入甲苯（300毫升），及使混合物加熱至迴流，以移除溶劑。收集甲醇/甲苯共沸物，同時加入額外的甲苯，以使反應器内之體積保持不變。持續蒸餾，直至聚合物沈澱，且餾出液溫度達到約108°C爲止。加入碳酸·乙二酯（15 8毫升，18 8克經路餾，儲存於篩上），並繼續蒸嫁，直至餾出液不含曱醇爲止。使淤漿冷卻至室溫，並使用乾燥、經氮氣排空的壓力漏斗過濾。在氮氣中將殘留的曱苯移除，並將產物移入乾本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I--------^---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -25- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 501301 A7 B7_____ 五、發明說明（23 ) 燥環境中，而提供221.7克之自由流動的白色粉末。 19F NMR(丙酮-d6)定性：-76 至-82(bd信號，a=7.00)、 -9 1.2(主要的 s)、-91.65、-93.4 及-95.06(次要的 s，結合 a=18.418)、-108 至-112(bd)、bd 單線於-113.5 及-115 8、 bd m於-117.2(結合 a=5.328)、- 123(bd m 之中心）及 _ 127(bd m之中心’結合 a = 2.128)、-145(bd m 之中心，a=l.2i2)。積分與9.5莫耳百分比之1^-?8£?\^—致。 1 H NMR(丙酮-d 6 )每個聚合物鍵結鋰離子之_個瑗酸乙二酯分子一致。以下列方式形成負極組合物。在手套箱内部在乾燥氮氣環境下使用手混，將5 · 1克之偏二氟乙晞（VF2)與呈Li +離子X聯聚合物形態之9 · 5莫耳百分比全氟-2 - ( 2 -氟續醯基乙氧化物）丙基乙烯基醚之共聚物與34·8克之購自大阪氣體化學品公司之MCMB 6-28石墨、2.4克之購自ΜΜΜ碳之Super P後黑、17· 7克之購自EM工業之碳酸乙二酯與碳酸丙二酯之4 · 1體積比混合物結合於225毫升的玻璃罐中。於封在經乾燥氮氣排空之手套箱中之cs卜Max擠塑機， 1 94型中，將如此形成的負極組合物熔融混料。擠塑條件如下：轉子溫度：130X：

管集箱溫度：130°C 轉子與管集箱之間的間隙：〇 25公分轉子速度：192 rpm 將經溶融混料的材料擠塑通過直徑〇32公分之圓形模頭， -26- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） — — — — —--I----· --I ^------I--^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 501301 A7 B7 24 五、發明說明（並收集於在乾燥氮氣中的密封玻璃容器中。使用Pasadena液壓機利用110°C之壓台溫度及20仟-碲的活塞推力將經如此擠塑之負極組合物的樣品炫融加壓，而形成厚度〇· 015公分之負極薄膜。使用實施例1 4之方法測得此薄膜之導電性爲0.98秒/公分。以下列方式形成正極組合物。在手套箱内部在乾燥氮氣環境下使用手混，將4· 8克之使用於負極組合物中之Li-離子交聯聚合物與34.8克之購自EM工業之LiCo〇2、3.0克之麟自MMM碳之Super P碳黑、：i · 2冬之購自MMM碳之Ensac〇 350碳黑、及16·2克之購自£“工業之碳酸乙二酯與碳酸丙二酯之4 : 1體積比混合物結合於225毫升的玻璃罐中。於封在經乾燥氮氣排空之手套箱中之CSI· Μ狀擠塑機， 194型中，在用於加工負極材料之相同條件下，將如此形成的正極組合物熔融混料。 / 使用Pasadena液壓機利用丨1〇。〇之壓台溫度及2〇〇〇〇磅的活塞推力將經如此擠塑之材料的樣品熔融加壓，而形成严 :咖公分之薄膜。經測得此薄膜之導電性爲〇134秒,： =不錄鋼衝床衝出具有12毫米直徑及大約9密爾（對於 :」)及4密爾(對於陽極)厚度之此兩電极的薄膜樣品，並如則所述用其於組合成幣型電池。離物，將使用樣及正極組合物中之鋰_ 來合物在密封容器中移至經氮氣排空之手套相内，並料套箱之内部打開。將〇5克之聚 ‘紙張尺度適用中 - 1 - I ^---------^----------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 X 297公釐） -27- 501301 A7 _B7 25 五、發明說明（）與1.0克之EC、0.25克之PC、及0.050克之LiPF6 (EM工業）混合於玻璃瓶中，並加熱至100°C數小時，以徹底混合。此混合物當冷卻至室溫時形成潮濕、粉狀的凝膠。然後使用卡佛液壓單元#3912型壓機在115 °C及在兩片5密爾厚之 Kapton㊣聚驢亞胺薄膜片材間之2仟碡的壓力下將混合物溶融加壓。所產生的薄膜爲澄清及均勻及3密爾厚。由此薄膜衝出直徑1 8毫米之圓形樣品，以使用作爲隔離物。將如此製得之電極及隔離物薄膜皆浸於如實施例1所説明之1.0 M LiPF6溶於2 : 1 EC/DBE4之溶液中。使薄膜於此電解質溶液中浸泡2小時，然後於使用前移出並輕輕拍乾。使用技藝中已知之製造程序將電極友隔離物薄膜組合成尺寸 2032的幣型電池。使用説明於實施例1之步驟測試幣型電池。此幣型電池在第一次充電時之容量爲4.69毫安培小時，而在第一次放電回復的容量爲3.87毫安培小時，其產生82.5% 之可逆比率。幣型電池在0.01赫茲頻率下之阻抗等於3 5歐姆-平方公分。當在相當於1 C速率（在1小時内回復全部容量）之高放電速率下放電時，幣型電池在最低的放電速率下獲致其容量的88.3%。幣型電池在其容量降至低於其起始容量之8 0 %時的循環壽命爲146循環。 -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -28 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims

丄 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍一種電極組合物，包含鋰電解質溶液與碳基電極活性材料離子導電性接觸，其中該溶液包括鋰電解質反由以下化學式 R1 C(0)0R2QC(0)R3 (I) 或由以下化學式所表示之溶劑 ^l0C(0)R2C(0)0R2 (II) 2. 6. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 8· 其中R 1及R3各分別指示！ _ 4個碳之無環烷基基根，c(〇) 指示羰基基根，及R2爲2或3個碳之烯基基根。如申請專利範圍第1項之電極組合物，其中R 1及R 3係爲甲基或乙基。如申請專利範圍第1項之電極組合物由以下化學式所表示之號珀酸二甲酯ch3oc(o)ch2ch2c(o)och3。如申請專利範圍第1項之電極組合物酸酯。如申請專利範圍第4項之電極組合物，其中該環狀碳酸酯係爲碳酸乙二酯。如申請專利範圍第3項之電極組合物，其更包括碳酸乙二酯，其中碳酸乙二酯對琥珀酸二甲酯之體積比爲2份碳酸乙二酯對1份琥珀酸二甲酯。如申請專利範圍第1項之電極組合物，其中該碳基電極活性材料係爲介碳微珠（mesoiarbon microbead)石墨或碳纖維。 •如申請專利範圍第1項之電極組合物，其中該鋰電解質其中該溶劑係爲其更包括環狀碳 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 · -線· -29- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 501301 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ___ g8S -----—_________ 、申請專利範圍包括有機或無機鋰鹽。 9·如申請專利範圍第8項之電極組合物，其中該巍鹽係選自由 LiPF6、LiBF4、LiC104、LiAsF6、LiN(S02CF3)2、 LiN(S02CF2CF3)2、及LiC(S02CF3)3 所組成之群。 1 0 ·如申請專利範圍第丨項之電極組合物，其中該鋰電解質包括氟化鐘離子交聯聚合物。 11·如申請專利範圍第10項之電極組合物，其中該氟化鋰離子X聯聚合物係爲包含偏二氟乙烯（V]p2)之單體單元的聚合物，其更包含2-50莫耳可分比之具有包含由以下化學式所表示之基根之側基的單體單元 -(0CF2CFR)a0CF2(CFR，)bS02X-(Li+)(Y)e(Z)d 其中R及R ’係分別選自F、C1或視需要可經一或多個醚氧取代之具有1至1 0個碳原子之全氟烷基；〇、1或2 ;b = 0至6; X爲Ο、C、或N，其限制條件爲當乂爲〇時，c = d = 0，當X爲C時，c = d=l，及當又爲]^時，e==1及 d = 0;其進一步的限制條件爲當χ爲c時，丫及2爲選自由 CN、S02Rf、S02R3、P(〇)(〇r3)2、c〇2r3、p(〇)R%、 C(0)Rf、C(0)R、及與其形成之環晞基所組成之群之拉電子基團，其中Rf爲視需要可經一或多個醚氧取代之卜 1 0個碳的全氟烷基；R3爲視需要可經一或多個醚氧取代之1 - 6個碳的烷基，或視需要可再經取代之芳基；γ 及Ζ爲相同或不同；或當d = 0蒔，γ可爲視需要可經一或多個酸氧取代之以化學式-S〇2Rf’表示之拉電子基團，其 •中Rf·爲以化學式-(Rf，，S02N-((Lr)S〇2)mRf，"表示之基 -30- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） i-----r------------$ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 2n+ A 1請專利根，其中，及Rf ”爲_CnR 其中 η=1_ι〇。 2r 12.如申請專利範圍第以項之電極組合物基，R，爲F’a+bM，冬χ爲㈣γ:7馬二虱甲 rr, 3 田X屙C時，γ及2爲（：1^或戊’其中R3爲C2H5;及當時，¥爲§〇也較佳 ’其中Rf爲CF3或C2F5。 1 .如申請專利範圍第丨丨項之電極組合物，其中γ = 〇。 4 ·如申請專利範圍第1 1項之電極組合物，其中γ = Ν。 I5·如申請專利範圍第11項之電極組合物，其中Y = C。 16·如申請專利範圍第”員之電極組合物，丨中該鋰電解質包括氟化鋰離子交聯聚合物及j里鹽之混合物。 I7·如申請專利範圍第Μ之電極組合物，其更包括氣化聚合黏合劑。 18. 了種鋰離子電池，包括正極、負極、設置於正極與負極又間的隔離物、及包含溶劑及鋰離子的電解質溶液，該陽極、陰極、或隔離物之至少一者係與該電解質溶液離子導電性接觸；及該溶劑係由以下化學式 R1C(0)〇R2〇C(〇)R3 ⑴ 或由以下化學式表示 R10C(0)R2C(0)0R3 (II) 其中R1及R3各分別指示1 - 4個碳之無環烷基基根，C(〇) 指示羰基基根，及R2爲2或3痼碳之烯基基根。 19·如申請專利範圍第1 8項之鋰離子電池，其中Ri及R3係 '爲甲基或乙基。 31 - 木紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------------r---^---I-----^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 501301 A8 g D8 六、申請專利範圍 2 0 ·如申請專利範圍第1 8項之鐘離子電池，其中該溶劑係爲由以下化學式所表示之琥珀酸二甲醋 - CH30C(0)CH2CH2C(0)0CH” 21·如申請專利範圍第18項之鋰離子電池，其更包括環狀碳酸酉旨。 2 2 ·如申请專利範圍第2 1項之鍾離子電池，其中該環狀碳酸酯係爲後酸乙二酯。 23·如申請專利範圍第20項之鋰離子電池，其更包括碳酸乙二酯，其中碳酸乙二酯對琥巧酸二甲酯之體積比爲約2 份碳酸乙二@旨對1份城珀酸二甲@旨。 2 4 ·如申凊專利範圍第1 9項之鐘離子電池，其中該電解質溶液更包括選自由 LiPF6、LiBF4、LiC104、、 LiN(S〇2CF3)2、LiN(S〇2CF2CF3)2、及 LiC(S02CF3)3 所組成之群之鋰鹽。 2 5 ·如申請專利範園第1 8項之鋰離子電池，其中該鐘電解質包括氣化-離子父聯聚合物。 26·如申請專利範圍第25項之鋰離子電池，其中該氟化鋰_ 離子交聯聚合物係爲包含偏二氟乙烯（vF2)之單體單元的聚合物，其更包含2-5 0莫耳百分比之具有包含由以下化學式所表示之基根之側基的單體單元 -(〇CF2CFR)a〇CF2(CFR^)bS02X-(Li+)(Y)c(Z)d 其中R及R’係分別選自F、Cl—或視需要可經一或多.個醚氧取代之具有1至10個碳原子之全氟烷基；& = 〇、1或2 ;b = 0至6·，X爲〇、C、或N，其限制條件爲當又爲〇時 ----------I--· I I--1 I I I 訂- -- ------ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -32 - 501301 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍，c = d = 0，當X爲C時，c = d=i，及當又爲]^時，C=1及 d = 0;其進一步的限制條件爲當父爲（：時，丫及艺爲選自由 CN、S02Rf、S02R3、p(〇)(〇R3)2、c〇2R3、p(〇)R32、 C(0)Rf、C(0)R3、及與其形成之環晞基所組成之群之拉電子基團，其中Rf爲視需要可經一或多個醚氧取代之卜 10個碳的全氟烷基；R3爲視需要可經一或多個醚氧取代之1 - 6個碳的烷基，或視需要可再經取代之芳基；γ 及Ζ爲相同或不同；或當d = 〇時，γ可爲視需要可經一或多個醚氧取代之以化學式-S〇2Rf’表示之拉電子基團，其中1^爲以化學式-(以’802>1-((1^+)802)13111广表示之基根，其中m = 0或1，及Rf，·爲_CnF2n-，，其中 n=l-10。 2 7 .如申請專利範圍第2 6項之鐘離子電池，其中R爲三氟甲基，R·爲 F，a=l，b=l，當 X爲 C 時，γ&ζ 爲(31^或 co2r3，其中r3爲c2h5 ·，及當X爲N時，γ爲s〇2Rf較佳，其中Rf爲CF3或C2F5。 2 8 ·如申請專利範園第2 6項之鋰離子電池，其中γ = 〇。 29.如申請專利範圍第26項之鋰離子電池，其中γ==Ν。 30·如申請專利範圍第26項之鋰離子電池，其中γ 。 3 1 ·如申請專利範圍第〗8項之鋰離子電池，其中該電解質溶液包括氟化鋰-離子交聯聚合物及含氟之鋰鹽的混合物。；32·如申請專利範園第18項之鋰蘇子電池，其中該隔離物係爲如申請專利範圍第26項之離子交聯聚合物。 33·如申請專利範圍第18項之鋰離子電池，其中該負極係由 -33 本紙張尺Μ财關家^57έ)Α4規格⑽Χ297公釐 - ----------------------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 501301 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍如申請專利範圍第1項之電極組合物製得。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 3 4 .如申請專利範圍第1 8項之鋰離子電池，其中該貪極係由如申請專利範圍第6項之電極組合物製得。經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -34- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公爱)