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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024152720
(43)【公開日】2024-10-25
(54)【発明の名称】ポリマー、電解質及び電池
(51)【国際特許分類】
   H01M 10/0565 20100101AFI20241018BHJP
   H01M 10/052 20100101ALI20241018BHJP
   C08G 64/00 20060101ALI20241018BHJP
   H01M 6/18 20060101ALN20241018BHJP
【FI】
H01M10/0565
H01M10/052
C08G64/00
H01M6/18 E
【審査請求】有
【請求項の数】37
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024064925
(22)【出願日】2024-04-12
(31)【優先権主張番号】63/495,799
(32)【優先日】2023-04-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】516134855
【氏名又は名称】星歐光學股▲ふん▼有限公司
(74)【代理人】
【識別番号】110003214
【氏名又は名称】弁理士法人服部国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】陳 偉源
(72)【発明者】
【氏名】陳 柏村
(72)【発明者】
【氏名】陳 日賢
(72)【発明者】
【氏名】呂 怡柔
(72)【発明者】
【氏名】李 佳穎
(72)【発明者】
【氏名】蔡 承諭
(72)【発明者】
【氏名】▲デン▼ 鈞鴻
【テーマコード(参考)】
4J029
5H024
5H029
【Fターム(参考)】
4J029AA09
4J029AB01
4J029AB02
4J029AD01
4J029AD06
4J029AD07
4J029AE18
4J029BA02
4J029BA03
4J029BA04
4J029BA05
4J029BA07
4J029BA10
4J029BD07A
4J029BD10
4J029BF30
4J029FC03
4J029FC04
4J029FC05
4J029FC08
4J029FC29
4J029HC04A
4J029HC04C
5H024AA02
5H024FF23
5H029AJ05
5H029AJ12
5H029AK01
5H029AK03
5H029AK18
5H029AL01
5H029AL02
5H029AL03
5H029AL06
5H029AL11
5H029AL12
5H029AM16
5H029HJ14
5H029HJ19
5H029HJ20
(57)【要約】
【課題】本発明は、電池の組成物であるポリマーを提供する。
【解決手段】上記ポリマーは、カーボネート及びポリオールから選択される少なくとも2つのモノマーから重合されるポリエステルを含む。これによって、本開示の内容による高分子ポリマーは、室温でゲル体であり、固体電解質の優れた力学的性能を有するだけでなく、液体電解質の高いイオン伝導特性も備え、且つ電解質が揮発しやく、液漏れしやすいなどの安全問題の解決に寄与する。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電池の組成物であるポリマーであって、
カーボネート及びポリオールから選択される少なくとも2つのモノマーから重合されるポリエステルを含み、
前記ポリエステルの数平均分子量をMnとすると、
Mn≦7500ダルトンという条件を満たす、ポリマー。
【請求項2】
前記カーボネートは、式(I)に示す構造を有し、
【化1】
ただし、R1の炭素数をNcc1とし、R2の炭素数をNcc2とすると、
2≦Ncc1+Ncc2≦10という条件を満たすことを特徴とする、請求項1に記載のポリマー。
【請求項3】
前記ポリオールの炭素数をNcpとすると、
1≦Ncp≦10という条件を満たすことを特徴とする、請求項1に記載のポリマー。
【請求項4】
前記ポリオールの炭素数をNcpとすると、
11≦Ncp≦20という条件を満たすことを特徴とする、請求項1に記載のポリマー。
【請求項5】
前記ポリエステルは、ポリカーボネートを含み、前記ポリカーボネートの数平均分子量をeMnとすると、
300ダルトン≦eMn≦2000ダルトンという条件を満たすことを特徴とする、請求項1に記載のポリマー。
【請求項6】
前記ポリカーボネートの粘度をeVCとすると、
10cP≦eVC≦3000cPという条件を満たすことを特徴とする、請求項5に記載のポリマー。
【請求項7】
前記ポリエステルの数平均分子量をMnとすると、
100ダルトン≦Mn≦3500ダルトンという条件を満たすことを特徴とする、請求項1に記載のポリマー。
【請求項8】
前記ポリエステルの粘度をVCとすると、
5cP≦VC≦8000cPという条件を満たすことを特徴とする、請求項7に記載のポリマー。
【請求項9】
前記ポリエステルのガラス転移温度をTgとすると、
-80℃≦Tg≦-22℃という条件を満たすことを特徴とする、請求項1に記載のポリマー。
【請求項10】
前記ポリエステルは、-80℃~-20℃の温度範囲内でガラス転移しないことを特徴とする、請求項1に記載のポリマー。
【請求項11】
前記ポリエステルは、-80℃~20℃の温度範囲内で結晶化しないことを特徴とする、請求項1に記載のポリマー。
【請求項12】
前記ポリエステルの融点をTmとすると、
-80℃≦Tm≦50℃という条件を満たすことを特徴とする、請求項1に記載のポリマー。
【請求項13】
前記ポリエステルは、-80℃~50℃の温度範囲内で融点がないことを特徴とする、請求項1に記載のポリマー。
【請求項14】
前記ポリエステルの熱分解温度をTdとすると、
100℃≦Td≦600℃という条件を満たすことを特徴とする、請求項1に記載のポリマー。
【請求項15】
請求項1に記載のポリマーと、
金属塩類と、
有機溶媒と、
を含み、
前記ポリマーと、前記金属塩類と、前記有機溶媒とが均一に混合される電解質。
【請求項16】
請求項1に記載のポリマーと、
金属塩類と、
を含み、
前記ポリマーと、前記金属塩類とが均一に混合される電解質。
【請求項17】
請求項16に記載の電解質を含む電池。
【請求項18】
前記電池の1サイクル目の放電体積容量~20サイクル目の放電体積容量のうちの最大値をVMaxとすると、
40mAh/cm3≦VMax≦200mAh/cm3という条件を満たすことを特徴とする、請求項17に記載の電池。
【請求項19】
前記電池の5サイクル目の放電体積容量をV5とし、前記電池の10サイクル目の放電体積容量をV10とすると、
0.80≦V10/V5≦1.40という条件を満たすことを特徴とする、請求項17に記載の電池。
【請求項20】
前記電池の5サイクル目の放電体積容量をV5とし、前記電池の50サイクル目の放電体積容量をV50とすると、
0.80≦V50/V5≦1.40という条件を満たすことを特徴とする、請求項19に記載の電池。
【請求項21】
前記電池の5サイクル目の放電体積容量をV5とし、前記電池の200サイクル目の放電体積容量をV200とすると、
0.65≦V200/V5≦1.40という条件を満たすことを特徴とする、請求項20に記載の電池。
【請求項22】
前記電池の最初の20サイクルのクーロン効率が90%よりも大きく且つ110%よりも小さいこと、を満たす総サイクル数をn90E20とすると、
15≦n90E20≦20という条件を満たすことを特徴とする、請求項17に記載の電池。
【請求項23】
電池の組成物であるポリマーであって、
末端に不活性基を有する末端封鎖ポリカーボネートを含むポリエステルを含み、
前記ポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、且つ各前記モノマーは、カーボネート及びポリオールから選択されるポリマー。
【請求項24】
前記ポリオールの炭素数をNcpとすると、
1≦Ncp≦10という条件を満たすことを特徴とする、請求項23に記載のポリマー。
【請求項25】
前記ポリオールの炭素数をNcpとすると、
11≦Ncp≦20という条件を満たすことを特徴とする、請求項23に記載のポリマー。
【請求項26】
前記末端封鎖ポリカーボネートの数平均分子量をcMnとすると、
100ダルトン≦cMn≦1500ダルトンという条件を満たすことを特徴とする、請求項23に記載のポリマー。
【請求項27】
前記末端封鎖ポリカーボネートの粘度をcVCとすると、
5cP≦cVC≦500cPという条件を満たすことを特徴とする、請求項26に記載のポリマー。
【請求項28】
前記ポリエステルは、-80℃~-20℃の温度範囲内でガラス転移しないことを特徴とする、請求項26に記載のポリマー。
【請求項29】
前記ポリエステルは、-80℃~-20℃の温度範囲内で結晶化せず、且つ前記ポリマーは、-60℃~20℃の温度範囲内で融点がないことを特徴とする、請求項26に記載のポリマー。
【請求項30】
前記ポリエステルの熱分解温度をTdとすると、
150℃≦Td≦400℃という条件を満たすことを特徴とする、請求項29に記載のポリマー。
【請求項31】
前記ポリエステルの密度をDsとすると、
0.50g/cm≦Ds≦2.00g/cmという条件を満たすことを特徴とする、請求項26に記載のポリマー。
【請求項32】
請求項23に記載のポリマーと、
金属塩類と、
を含み、
前記ポリマーと、前記金属塩類とが均一に混合される電解質。
【請求項33】
前記電解質の導電率をCiとすると、
1×10-8S・cm-1≦Ciという条件を満たすことを特徴とする、請求項32に記載の電解質。
【請求項34】
請求項32に記載の電解質を含む電池。
【請求項35】
前記電池が定温25℃且つ1.0C電流で充放電を5サイクル行った放電体積容量をV5T25とし、前記電池が定温60℃且つ1.0C電流で充放電を5サイクル行った放電体積容量をV5T60とすると、
0.80≦V5T60/V5T25≦1.50という条件を満たすことを特徴とする、請求項34に記載の電池。
【請求項36】
前記電池が定温25℃且つ1.0C電流で充放電を15サイクル行った放電体積容量をV15T25とし、前記電池が定温60℃且つ1.0C電流で充放電を15サイクル行った放電体積容量をV15T60とすると、
0.80≦V15T60/V15T25≦1.50という条件を満たすことを特徴とする、請求項35に記載の電池。
【請求項37】
前記電池が定温25℃且つ1.0C電流で充放電を100サイクル行った放電体積容量をV100T25とし、前記電池が定温60℃且つ1.0C電流で充放電を100サイクル行った放電体積容量をV100T60とすると、
0.80≦V100T60/V100T25≦2.00という条件を満たすことを特徴とする、請求項36に記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の内容は、ポリマー、電解質及び電池に関し、特に、少なくとも2つのモノマーから重合されるポリエステルを含む、ゲル体である高分子ポリマー、前記ポリマーを含む電解質及び電池に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の電池は、高いエネルギー密度、高い作動電圧、速い充電速度、長いサイクル寿命を研究発展の目標としている。
【0003】
そのため、従来の液体電解質の代わりに固体電解質を用いることは、将来の研究の主流になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
そのため、電池の高温性能及び安全性は、解決すべき第1の課題となっている。従来から使用されている電解質は、液状の電解液を主としているが、有機溶媒の液体電解液を用いると、揮発しやすくて電池の内容積膨張を招き、液漏れ現象も発生しやすい。電池が過充放電又は高温高電圧環境にある場合、SEI膜、電解質、粘着剤、正負極材料などの内部材料は、一定の温度に達すると互いに化学反応を起こしやすく、材料の自己発熱を招いて電池内部の温度が急激に上昇し、さらに熱分解温度の低い液体電解液は、燃焼や爆発の危険を招きやすい。一方、電池を充放電すると、生成されたリチウム金属は、材料の格子配列と表面組成欠陥により影響されるため、電極の表面に不均一に堆積して樹枝状結晶リチウムの生成を招きやすく、さらにセパレータを破壊して電池を短絡ないし発火燃焼させ、なお、有機溶媒は、リチウム金属と化学反応して不可逆的な副生成物を生成し、界面インピーダンスが増加してイオン伝導効率に影響を与え、電池の容量、性能、寿命を低下させる。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の内容の一態様の実施形態は、電池の組成物であるポリマーであって、カーボネート及びポリオールから選択される少なくとも2つのモノマーから重合されるポリエステルを含み、ポリエステルの数平均分子量をMnとすると、Mn≦7500ダルトンという条件を満たすポリマーを提供する。
【0006】
本開示の内容の別の態様の実施形態は、前の段落に記載のポリマーと、金属塩類と、有機溶媒とを含み、ポリマーと、金属塩類と、有機溶媒とが均一に混合される電解質を提供する。
【0007】
本開示の内容の別の態様の別の実施形態は、前の段落に記載のポリマーと、金属塩類とを含み、ポリマーと、金属塩類とが均一に混合される電解質を提供する。
【0008】
本開示の内容の他の態様の実施形態は、前の段落に記載の電解質を含む電池を提供する。
【0009】
本開示の内容の一態様の別の実施形態は、電池の組成物であるポリマーであって、末端に不活性基を有する末端封鎖ポリカーボネートを含むポリエステルを含み、ポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、且つ各モノマーは、カーボネート及びポリオールから選択されるポリマーを提供する。
【0010】
本開示の内容の別の態様の他の実施形態は、前の段落に記載のポリマーと、金属塩類とを含み、ポリマーと、金属塩類とが均一に混合される電解質を提供する。
【0011】
本開示の内容の他の態様の他の実施形態は、前の段落に記載の電解質を含む電池を提供する。
【発明の効果】
【0012】
本開示の内容は、高分子ポリマーを主成分とする電解質を使用し、室温でゲル体であり、固体電解質の力学的優れた機械的特性を有するだけでなく、液体電解質のイオン伝導特性も備える。カーボネートとポリオールをエステル交換反応させてポリマーに重合させることによって、ポリマーから構成されるゲル体の高分子電解質は、電解質が揮発しやすく、液漏れしやすいという安全問題の解決に寄与し、電池が安全な充放電作動環境を有すること、を確保するだけではなく、電解質を電極界面に十分に接触させ、界面分離を回避してイオン伝導性能と安定性を効果的に高めることもできる。なお、本開示の内容による電解質ポリマーは、構造の末端がさらにアルキル基、アルコキシ基、エステル基又は芳香族基などの不活性基で末端封鎖されてもよく、従来のゲル体の電解質に比べて、ポリマーが電極の表面に接触するとリチウム金属と化学反応することを回避するのに寄与し、酸化物や硫化物などの副生成物の生成によるリチウム金属の消費を効果的に削減するだけでなく、リチウムイオンの消費による電気容量の不可逆的な低減と電池全体のインピーダンスの増加の問題も低減させ、金属の樹枝状結晶の生成を抑制して電池の化学的安定性を強化するのに寄与し、さらに電池の安全性やサイクル寿命を向上させる。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本開示の内容は、高分子ポリマーを主成分とする電解質を使用し、室温でゲル体であり、固体電解質の優れた機械的特性を有するだけでなく、液体電解質のイオン伝導特性も備える。カーボネートとポリオールをエステル交換反応させてポリマーに重合させることによって、ポリマーから構成されるゲル体の高分子電解質は、電解質が揮発しやすく、液漏れしやすいという安全問題の解決に寄与し、電池が安全な充放電作動環境を有すること、を確保するだけではなく、電解質を電極界面に十分に接触させ、界面分離を回避してイオン伝導性能と安定性を効果的に高めることもできる。なお、高温及び高電圧の環境で、高い熱分解温度を備えることができ、電解質が小分子に分解するのを防ぎ、小分子電解質が揮発して電池の内部圧力が上がることを回避するのに寄与し、小分子電解質がリチウム金属と発熱反応しやすくて可燃性ガスを生成するのを防ぐこともできる。そのため、本開示の内容による高い熱分解温度を備える電解質は、電池の熱安定性と使用上の安全性を著しく高めることができる。本開示の内容による電解質ポリマーは、構造の末端がさらにアルキル基、アルコキシ基、エステル基又は芳香族基などの不活性基で末端封鎖されてもよく、従来のゲル体の電解質に比べて、ポリマーが電極の表面に接触するとリチウム金属と化学反応することを回避するのに寄与し、酸化物や硫化物などの副生成物の生成によるリチウム金属の消費を効果的に削減するだけでなく、リチウムイオンの消費による電気容量の不可逆的な低減と電池全体のインピーダンスの増加の問題も減少させ、金属の樹枝状結晶の生成を抑制して電池の化学的安定性を強化するのに寄与し、さらに電池の安全性やサイクル寿命を向上させる。
【0014】
本開示の内容の一態様の実施形態は、電池の組成物であるポリマーを提供し、前記ポリマーは、ポリエステルを含む。ポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネート及びポリオールから選択される。ポリエステルの数平均分子量をMnとすると、Mn≦7500ダルトンという条件を満たす。これにより、本開示の内容は、高分子ポリマーを主成分とする電解質を使用し、カーボネートとポリオールをエステル交換反応させてポリマーに重合させ、適切な分子量を維持することによって、室温でゲル体であり、固体電解質の優れた力学的機械的特性を有するだけでなく、液体電解質のイオン伝導特性も備える。ポリマーから構成されるゲル体の高分子電解質は、電解質が揮発しやすく、液漏れしやすいという安全問題の解決に寄与し、電池が安全な充放電作動環境を有することを確保するだけではなく、電解質を電極界面に十分に接触させ、界面分離を回避してイオン伝導性能と安定性を効果的に高めることもできる。なお、高温及び高電圧の環境で、高い熱分解温度を備えることができ、電解質が小分子に分解するのを防ぎ、小分子電解質が揮発して電池の内部圧力が上がることを回避するのに寄与し、小分子電解質がリチウム金属と発熱反応しやすくて可燃性ガスを生成するのを防ぐこともできる。そのため、本開示の内容による高熱分解温度と適切な分子量を備えるゲル体の高分子電解質は、電池の熱安定性と使用上の安全性をより著しく高めることができる。
【0015】
本開示の内容の一態様の別の実施形態は、電池の組成物であるポリマーを提供し、前記ポリマーは、ポリエステルを含む。前記ポリエステルは、末端に不活性基を有する末端封鎖ポリカーボネートを含む。ポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、且つ各モノマーは、カーボネート及びポリオールから選択される。これにより、カーボネートとポリオールを重合させた高分子電解質は、電解質が揮発しやく、液漏れしやすいなどの安全問題の解決に寄与し、電池が安全な充放電作動環境を有することを確保するだけではなく、電解質と電極との界面における十分な接触を増加させ、界面分離を回避し且つイオン伝導性能と安定性を効果的に高め、且つポリマー構造の末端を不活性基で末端封鎖する。本開示の内容におけるポリマーは、従来のゲル体の電解質に比べて、ポリマーが電極の表面に接触するとリチウム金属と化学反応することを回避するのに寄与し、酸化物や硫化物などの副生成物の生成によるリチウム金属の消費を効果的に削減するだけでなく、リチウムイオンの消費による電気容量の不可逆的な低減と電池全体のインピーダンスの増加の問題も低減させ、金属の樹枝状結晶の生成を抑制して電池の化学的安定性を強化するのに寄与し、さらに電池の安全性やサイクル寿命を向上させる。
【0016】
本開示の内容におけるポリマーによれば、ポリエステルの数平均分子量をMnとすると、100ダルトン≦Mn≦3500ダルトンという条件を満たすことができる。これにより、ポリマーの分子量を制御することで、物理的特性の面では、力学的機械的特性及び高い流動性を与えることができ、化学的特性の面では、電解質の揮発による電池の内容積膨張や液漏れ現象を効果的に回避することができる。又は、150ダルトン≦Mn≦5000ダルトンという条件を満たすことができる。又は、200ダルトン≦Mn≦3000ダルトンという条件を満たすことができる。又は、250ダルトン≦Mn≦2500ダルトンという条件を満たすことができる。又は、280ダルトン≦Mn≦1800ダルトンという条件を満たすことができる。又は、300ダルトン≦Mn≦1200ダルトンという条件を満たすことができる。
【0017】
本開示の内容におけるポリマーによれば、カーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【化1】
ここで、R1の炭素数をNcc1とし、R2の炭素数をNcc2とすると、2≦Ncc1+Ncc2≦10という条件を満たすことができる。これにより、適切な炭素鎖長のカーボネートを重合前駆体として選択することによって、エステル交換の反応速度と合成効率の向上に寄与する。又は、2≦Ncc1+Ncc2≦9という条件を満たすことができる。又は、2≦Ncc1+Ncc2≦8という条件を満たすことができる。又は、2≦Ncc1+Ncc2≦7という条件を満たすことができる。又は、3≦Ncc1+Ncc2≦6という条件を満たすことができる。又は、3≦Ncc1+Ncc2≦5という条件を満たすことができる。
【0018】
式(I)において、カーボネートは、ジメチルカーボネートであってもよく、ジメチルカーボネートにおけるR1の炭素数Ncc1が1であり、R2の炭素数Ncc2が1であり、Ncc1+Ncc2=2である。カーボネートは、ジエチルカーボネートであってもよく、ジエチルカーボネートにおけるR1の炭素数Ncc1が2であり、R2の炭素数Ncc2が2であり、Ncc1+Ncc2=4である。カーボネートは、ジプロピルカーボネートであってもよく、ジプロピルカーボネートにおけるR1の炭素数Ncc1が3であり、R2の炭素数Ncc2が3であり、Ncc1+Ncc2=6である。カーボネートは、エチルメチルカーボネートであってもよく、エチルメチルカーボネートにおけるR1の炭素数Ncc1が1であり、R2の炭素数Ncc2が2であり、Ncc1+Ncc2=3である。カーボネートは、メチルプロピルカーボネートであってもよく、メチルプロピルカーボネートにおけるR1の炭素数Ncc1が1であり、R2の炭素数Ncc2が3であり、Ncc1+Ncc2=4である。カーボネートは、エチルプロピルカーボネートであってもよく、エチルプロピルカーボネートにおけるR1の炭素数Ncc1が2であり、R2の炭素数Ncc2が3であり、Ncc1+Ncc2=5である。又は、カーボネートは、メチル(2,2,2-トリフルオロエチル)カーボネートであってもよく、メチル(2,2,2-トリフルオロエチル)カーボネートにおけるR1の炭素数Ncc1が2であり、R2の炭素数Ncc2が2であり、Ncc1+Ncc2=4である。
【0019】
本開示の内容におけるポリマーによれば、ポリオールの炭素数をNcpとすると、1≦Ncp≦10という条件を満たすことができる。これにより、炭素鎖長の短いポリオールを重合前駆体として選択することによって、ポリマーの分子量の制御に寄与し、高い力学的機械的特性及び高い流動性を達成する。又は、3≦Ncp≦9という条件を満たすことができる。又は、3≦Ncp≦8という条件を満たすことができる。又は、3≦Ncp≦7という条件を満たすことができる。又は、11≦Ncp≦20という条件を満たすことができる。これにより、炭素鎖長の長いポリオールを重合前駆体として選択することによって、ポリマーの融点と熱分解温度の向上に寄与する。又は、2≦Ncp≦18という条件を満たすことができる。又は、3≦Ncp≦16という条件を満たすことができる。又は、3≦Ncp≦14という条件を満たすことができる。又は、3≦Ncp≦12という条件を満たすことができる。又は、3≦Ncp≦10という条件を満たすことができる。
【0020】
本開示の内容におけるポリマーによれば、ポリエステルは、ポリカーボネートを含んでもよく、前記ポリカーボネートの数平均分子量をeMnとすると、300ダルトン≦eMn≦2000ダルトンという条件を満たすことができる。これにより、ポリカーボネートの分子量を制御することで、物理的特性の面では、力学的機械的特性と高い流動性を与えることができ、化学的特性の面では、電解質の揮発による電池の内容積膨張や液漏れ現象を効果的に回避することができる。又は、150ダルトン≦eMn≦3000ダルトンという条件を満たすことができる。又は、200ダルトン≦eMn≦2500ダルトンという条件を満たすことができる。又は、250ダルトン≦eMn≦2000ダルトンという条件を満たすことができる。又は、300ダルトン≦eMn≦1800ダルトンという条件を満たすことができる。又は、350ダルトン≦eMn≦1500ダルトンという条件を満たすことができる。
【0021】
本開示の内容におけるポリマーによれば、ポリカーボネートの粘度をeVCとすると、10cP≦eVC≦3000cPという条件を満たすことができる。これにより、ポリカーボネートの低粘度の特性により、イオンの移動速度の向上に寄与し、且つ高分子ポリマーの機械的特性を維持し、電池の安全性を高めることができる。又は、30cP≦eVC≦2500cPという条件を満たすことができる。又は、50cP≦eVC≦2000cPという条件を満たすことができる。又は、80cP≦eVC≦1500cPという条件を満たすことができる。又は、100cP≦eVC≦1200cPという条件を満たすことができる。又は、150cP≦eVC≦1000cPという条件を満たすことができる。
【0022】
本開示の内容におけるポリマーによれば、ポリエステルの粘度をVCとすると、5cP≦VC≦8000cPという条件を満たすことができる。これにより、ポリマーの低粘度の特性により、イオンの移動速度の向上に寄与し、且つ高分子ポリマーの機械的特性を維持し、電池の安全性を高めることができる。又は、10cP≦VC≦5000cPという条件を満たすことができる。又は、20cP≦VC≦3000cPという条件を満たすことができる。又は、50cP≦VC≦1500cPという条件を満たすことができる。又は、100cP≦VC≦1200cPという条件を満たすことができる。又は、150cP≦VC≦1000cPという条件を満たすことができる。
【0023】
本開示の内容におけるポリマーによれば、ポリエステルのガラス転移温度をTgとすると、-80℃≦Tg≦-22℃という条件を満たすことができる。これにより、ポリマーが低いガラス転移温度を有することで、ポリマーの低温環境での流動性の維持に寄与し、イオンの移動効率を促進することができる。
【0024】
本開示の内容におけるポリマーによれば、ポリエステルは、-80℃~-20℃の温度範囲内でガラス転移しなくてもよい。これにより、ポリマーが低温環境でガラス状態に転移しないことで、低温環境での分子構造上の高い自由度を維持するのに寄与し、イオンの移動効率を促進することができる。又は、ポリエステルは、-80℃~-25℃の温度範囲内でガラス転移しなくてもよい。又は、ポリエステルは、-80℃~-30℃の温度範囲内でガラス転移しなくてもよい。又は、ポリエステルは、-80℃~-35℃の温度範囲内でガラス転移しなくてもよい。又は、ポリエステルは、-75℃~-40℃の温度範囲内でガラス転移しなくてもよい。又は、ポリエステルは、-70℃~-42℃の温度範囲内でガラス転移しなくてもよい。
【0025】
本開示の内容におけるポリマーによれば、ポリエステルは、-80℃~20℃の温度範囲内で結晶化しなくてもよい。これにより、ポリマーが前記温度範囲内で結晶化しないことで、ポリマーの室温での結晶化現象の減少に寄与し、ポリマーが非晶質を維持することで、イオンの移動効率を促進し、電解質の導電率を向上させることができる。又は、ポリエステルは、-70℃~15℃の温度範囲内で結晶化しなくてもよい。又は、ポリエステルは、-60℃~10℃の温度範囲内で結晶化しなくてもよい。又は、ポリエステルは、-50℃~0℃の温度範囲内で結晶化しなくてもよい。又は、ポリエステルは、-45℃~-10℃の温度範囲内で結晶化しなくてもよい。又は、ポリエステルは、-40℃~-20℃の温度範囲内で結晶化しなくてもよい。
【0026】
本開示の内容におけるポリマーによれば、ポリエステルの融点をTmとすると、-80℃≦Tm≦50℃という条件を満たすことができる。これにより、ポリマーが低い融点を有することで、室温で高い流動性を維持するのに寄与し、イオンの移動効率を促進することができる。又は、-75℃≦Tm≦40℃という条件を満たすことができる。又は、-72℃≦Tm≦20℃という条件を満たすことができる。又は、-70℃≦Tm≦10℃という条件を満たすことができる。又は、-65℃≦Tm≦0℃という条件を満たすことができる。又は、-60℃≦Tm≦-20℃という条件を満たすことができる。
【0027】
本開示の内容におけるポリマーによれば、ポリエステルは、-80℃~50℃の温度範囲内で融点がなくてもよい。これにより、ポリマーは、前記温度範囲内で融点がないことで、低温環境から高温環境までいずれも非固体状態であり、高い流動性を維持することで、イオンの移動効率を促進し、電池に多様な用途設計を可能にする。又は、ポリエステルは、-75℃~40℃の温度範囲内で融点がなくてもよい。又は、ポリエステルは、-70℃~20℃の温度範囲内で融点がなくてもよい。又は、ポリエステルは、-60℃~10℃の温度範囲内で融点がなくてもよい。又は、ポリエステルは、-55℃~0℃の温度範囲内で融点がなくてもよい。又は、ポリエステルは、-50℃~-20℃の温度範囲内で融点がなくてもよい。
【0028】
本開示の内容におけるポリマーによれば、ポリエステルの熱分解温度をTdとすると、100℃≦Td≦600℃という条件を満たすことができる。これにより、ポリマーの耐熱性を高めることで、高温環境でポリマー構造が破壊されにくくなり、副生成物の生成を防止し、電池使用の安全性を著しく強化するのに寄与する。又は、110℃≦Td≦550℃という条件を満たすことができる。又は、120℃≦Td≦500℃という条件を満たすことができる。又は、130℃≦Td≦450℃という条件を満たすことができる。又は、140℃≦Td≦400℃という条件を満たすことができる。又は、150℃≦Td≦350℃という条件を満たすことができる。又は、150℃≦Td≦400℃という条件を満たすことができる。
【0029】
本開示の内容におけるポリマーによれば、末端封鎖ポリカーボネートの数平均分子量をcMnとすると、100ダルトン≦cMn≦1500ダルトンという条件を満たすことができる。これにより、末端封鎖ポリカーボネートの分子量を制御することで、良好な力学的機械的特性を備え、高い流動性も備え、電解質の良好な支持能及び十分な浸潤特性を与えるのに寄与する。又は、150ダルトン≦cMn≦1200ダルトンという条件を満たすことができる。又は、200ダルトン≦cMn≦1000ダルトンという条件を満たすことができる。又は、250ダルトン≦cMn≦950ダルトンという条件を満たすことができる。又は、280ダルトン≦cMn≦900ダルトンという条件を満たすことができる。又は、300ダルトン≦cMn≦850ダルトンという条件を満たすことができる。
【0030】
本開示の内容におけるポリマーによれば、末端封鎖ポリカーボネートの粘度をcVCとすると、5cP≦cVC≦500cPという条件を満たすことができる。これにより、末端封鎖ポリカーボネートが適切な粘度を備えることで、高い流動性を維持してイオンの移動効率を促進することができるだけではなく、揮発が少ない又は揮発がない特性も備え、電解質の揮発や液漏れによる電池安全性の懸念を回避する。又は、10cP≦cVC≦400cPという条件を満たすことができる。又は、15cP≦cVC≦300cPという条件を満たすことができる。又は、20cP≦cVC≦200cPという条件を満たすことができる。又は、25cP≦cVC≦150cPという条件を満たすことができる。又は、30cP≦cVC≦100cPという条件を満たすことができる。
【0031】
本開示の内容におけるポリマーによれば、ポリエステルは、-80℃~-20℃の温度範囲内で結晶化しなくてもよく、且つポリマーは、-60℃~20℃の温度範囲内で融点がなくてもよい。これにより、ポリマーが低温環境から高温環境まで結晶化しないこと及び融点がないことで、ポリマーの室温での結晶化現象の減少に寄与し、ポリマーが大きい温度範囲内でいずれも非晶質及び非固体状態を維持し、イオンの移動効率を効果的に高め、且つ電池に多様な用途設計を可能にする。
【0032】
本開示の内容におけるポリマーによれば、ポリエステルの密度をDsとすると、0.50g/cm≦Ds≦2.00g/cmという条件を満たすことができる。これにより、ポリマーが適切な密度を備えることで、電池のエネルギー密度の向上に寄与する。又は、0.60g/cm≦Ds≦1.80g/cmという条件を満たすことができる。又は、0.70g/cm≦Ds≦1.60g/cmという条件を満たすことができる。又は、0.80g/cm≦Ds≦1.40g/cmという条件を満たすことができる。又は、0.90g/cm≦Ds≦1.30g/cmという条件を満たすことができる。又は、1.00g/cm≦Ds≦1.20g/cmという条件を満たすことができる。
【0033】
上記本開示の内容におけるポリマーの各技術的特徴は、対応する効果を達成するために組み合わせて構成することができる。
【0034】
本開示の内容の別の態様の実施形態は、上記ポリマーと、金属塩類とを含み、ポリマーと金属塩類とが均一に混合される電解質を提供する。これにより、高分子ポリマーを主成分とする電解質により、室温でゲル体であり、金属塩類と均一に混合することによって、固体電解質の優れた力学的機械的特性を有するだけではなく、液体電解質の高いイオン伝導特性も備える。
【0035】
本開示の内容の別の態様の別の実施形態は、上記ポリマーと、金属塩類と、有機溶媒とを含み、ポリマーと、金属塩類と、有機溶媒とが均一に混合される電解質を提供する。
【0036】
本開示の内容における電解質によれば、電解質の導電率をCiとすると、1×10-8S・cm-1≦Ciという条件を満たすことができる。これにより、充放電サイクルにおいて、高いイオン導電率により、電解質及び電解質界面にイオン高速伝導性を与え、電池の電気容量とイオン伝導性能を効果的に高めることに有利である。又は、2×10-8S・cm-1≦Ciという条件を満たすことができる。又は、5×10-8S・cm-1≦Ciという条件を満たすことができる。又は、1×10-7S・cm-1≦Ciという条件を満たすことができる。又は、1×10-6S・cm-1≦Ciという条件を満たすことができる。又は、5×10-6S・cm-1≦Ciという条件を満たすことができる。
【0037】
本開示の内容の他の態様は、上記電解質を含む電池を提供する。
【0038】
本開示の内容の電池によれば、電池の1サイクル目の放電体積容量~20サイクル目の放電体積容量のうちの最大値をVMaxとすると、40mAh/cm3≦VMax≦200mAh/cm3という条件を満たすことができる。これにより、最初の20サイクルの最大電気容量を測定することで、電池が安定状態に達した後の電池の容量を観察するのに寄与する。又は、45mAh/cm3≦VMax≦190mAh/cm3という条件を満たすことができる。又は、48mAh/cm3≦VMax≦180mAh/cm3という条件を満たすことができる。又は、50mAh/cm3≦VMax≦170mAh/cm3という条件を満たすことができる。又は、52mAh/cm3≦VMax≦160mAh/cm3という条件を満たすことができる。又は、55mAh/cm3≦VMax≦150mAh/cm3という条件を満たすことができる。
【0039】
本開示の内容の電池によれば、電池の5サイクル目の放電体積容量をV5とし、電池の10サイクル目の放電体積容量をV10とすると、0.80≦V10/V5≦1.40という条件を満たすことができる。これにより、電池の5サイクル目の電気容量と短期サイクル数後の電気容量との違いを比較することで、電池の耐久性を判断するのに寄与する。又は、0.85≦V10/V5≦1.30という条件を満たすことができる。又は、0.88≦V10/V5≦1.25という条件を満たすことができる。又は、0.90≦V10/V5≦1.20という条件を満たすことができる。又は、0.92≦V10/V5≦1.15という条件を満たすことができる。又は、0.95≦V10/V5≦1.10という条件を満たすことができる。
【0040】
本開示の内容の電池によれば、電池の5サイクル目の放電体積容量をV5とし、電池の50サイクル目の放電体積容量をV50とすると、0.80≦V50/V5≦1.40という条件を満たすことができる。これにより、電池の5サイクル目の電気容量と中期サイクル数後の電気容量との違いを比較することで、電池の耐久性を判断するのに寄与する。又は、0.85≦V50/V5≦1.35という条件を満たすことができる。又は、0.88≦V50/V5≦1.30という条件を満たすことができる。又は、0.90≦V50/V5≦1.25という条件を満たすことができる。又は、0.92≦V50/V5≦1.23という条件を満たすことができる。又は、0.95≦V50/V5≦1.20という条件を満たすことができる。
【0041】
本開示の内容の電池によれば、電池の5サイクル目の放電体積容量をV5とし、電池の200サイクル目の放電体積容量をV200とすると、0.65≦V200/V5≦1.40という条件を満たすことができる。これにより、電池の5サイクル目の電気容量と長期サイクル数後の電気容量との違いを比較することで、電池寿命を判断するのに寄与する。又は、0.70≦V200/V5≦1.35という条件を満たすことができる。又は、0.72≦V200/V5≦1.30という条件を満たすことができる。又は、0.80≦V200/V5≦1.25という条件を満たすことができる。又は、0.84≦V200/V5≦1.23という条件を満たすことができる。又は、0.87≦V200/V5≦1.20という条件を満たすことができる。
【0042】
本開示の内容の電池によれば、電池の5サイクル目の放電体積容量をV5とし、電池の230サイクル目の放電体積容量をV230とすると、0.70≦V230/V5≦1.35という条件を満たすことができる。これにより、電池の5サイクル目の電気容量と長期サイクル数後の電気容量との違いを比較することで、電池寿命を判断するのに寄与する。又は、0.75≦V230/V5≦1.30という条件を満たすことができる。又は、0.80≦V230/V5≦1.25という条件を満たすことができる。又は、0.85≦V230/V5≦1.23という条件を満たすことができる。又は、0.90≦V230/V5≦1.20という条件を満たすことができる。
【0043】
本開示の内容の電池によれば、電池の5サイクル目の放電体積容量をV5とし、電池の250サイクル目の放電体積容量をV250とすると、0.70≦V250/V5≦1.35という条件を満たすことができる。これにより、電池の5サイクル目の電気容量と長期サイクル数後の電気容量との違いを比較することで、電池寿命を判断するのに寄与する。又は、0.75≦V250/V5≦1.30という条件を満たすことができる。又は、0.80≦V250/V5≦1.25という条件を満たすことができる。又は、0.85≦V250/V5≦1.23という条件を満たすことができる。又は、0.90≦V250/V5≦1.20という条件を満たすことができる。
【0044】
本開示の内容の電池によれば、電池の5サイクル目の放電体積容量をV5とし、電池の280サイクル目の放電体積容量をV280とすると、0.65≦V280/V5≦1.30という条件を満たすことができる。これにより、電池の5サイクル目の電気容量と長期サイクル数後の電気容量との違いを比較することで、電池寿命を判断するのに寄与する。又は、0.70≦V280/V5≦1.25という条件を満たすことができる。又は、0.75≦V280/V5≦1.20という条件を満たすことができる。又は、0.80≦V280/V5≦1.15という条件を満たすことができる。又は、0.85≦V280/V5≦1.10という条件を満たすことができる。
【0045】
本開示の内容の電池によれば、電池の5サイクル目の放電体積容量をV5とし、電池の300サイクル目の放電体積容量をV300とすると、0.65≦V300/V5≦1.30という条件を満たすことができる。これにより、電池の5サイクル目の電気容量と長期サイクル数後の電気容量との違いを比較することで、電池寿命を判断するのに寄与する。又は、0.70≦V300/V5≦1.25という条件を満たすことができる。又は、0.75≦V300/V5≦1.20という条件を満たすことができる。又は、0.80≦V300/V5≦1.15という条件を満たすことができる。又は、0.85≦V300/V5≦1.10という条件を満たすことができる。
【0046】
本開示の内容の電池によれば、電池の5サイクル目の放電体積容量をV5とし、電池の350サイクル目の放電体積容量をV350とすると、0.65≦V350/V5≦1.30という条件を満たすことができる。これにより、電池の5サイクル目の電気容量と長期サイクル数後の電気容量との違いを比較することで、電池寿命を判断するのに寄与する。又は、0.70≦V350/V5≦1.25という条件を満たすことができる。又は、0.75≦V350/V5≦1.20という条件を満たすことができる。又は、0.80≦V350/V5≦1.15という条件を満たすことができる。又は、0.85≦V350/V5≦1.10という条件を満たすことができる。
【0047】
本開示の内容の電池によれば、電池の5サイクル目の放電体積容量をV5とし、電池の400サイクル目の放電体積容量をV400とすると、0.60≦V400/V5≦1.20という条件を満たすことができる。これにより、電池の5サイクル目の電気容量と長期サイクル数後の電気容量との違いを比較することで、電池寿命を判断するのに寄与する。又は、0.65≦V400/V5≦1.15という条件を満たすことができる。又は、0.70≦V400/V5≦1.10という条件を満たすことができる。又は、0.75≦V400/V5≦1.05という条件を満たすことができる。
【0048】
本開示の内容の電池によれば、電池の5サイクル目の放電体積容量をV5とし、電池の450サイクル目の放電体積容量をV450とすると、0.55≦V450/V5≦1.20という条件を満たすことができる。これにより、電池の5サイクル目の電気容量と長期サイクル数後の電気容量との違いを比較することで、電池寿命を判断するのに寄与する。又は、0.60≦V450/V5≦1.15という条件を満たすことができる。又は、0.65≦V450/V5≦1.10という条件を満たすことができる。又は、0.70≦V450/V5≦1.05という条件を満たすことができる。
【0049】
本開示の内容の電池によれば、電池の5サイクル目の放電体積容量をV5とし、電池の500サイクル目の放電体積容量をV50とすると0とすると、0.50≦V500/V5≦1.10という条件を満たすことができる。これにより、電池の5サイクル目の電気容量と長期サイクル数後の電気容量との違いを比較することで、電池寿命を判断するのに寄与する。又は、0.55≦V500/V5≦1.05という条件を満たすことができる。又は、0.60≦V500/V5≦1.00という条件を満たすことができる。又は、0.65≦V500/V5≦0.95という条件を満たすことができる。
【0050】
本開示の内容の電池によれば、電池の最初の20サイクルのうち、クーロン効率が90%よりも大きく且つ110%よりも小さいことを満たす総サイクル数をn90E20とすると、15≦n90E20≦20という条件を満たすことができる。これにより、前期サイクル数のクーロン効率がすべて高レベルに達することにより、リチウム損失が容量保持率に与える影響を低減するのに寄与する。又は、16≦n90E20≦20という条件を満たすことができる。又は、17≦n90E20≦20という条件を満たすことができる。又は、18≦n90E20≦20という条件を満たすことができる。又は、19≦n90E20≦20という条件を満たすことができる。
【0051】
本開示の内容の電池によれば、電池が定温25℃且つ1.0C電流で充放電を5サイクル行った放電体積容量をV5T25とし、電池が定温60℃且つ1.0C電流で充放電を5サイクル行った放電体積容量をV5T60とすると、0.80≦V5T60/V5T25≦1.50という条件を満たすことができる。これにより、高温環境と室温環境との短期サイクル数の電気容量の違いを比較することで、高温環境下での電解質としてのポリマーの実現可能性を判断するのに寄与する。又は、0.85≦V5T60/V5T25≦1.45という条件を満たすことができる。又は、0.90≦V5T60/V5T25≦1.40という条件を満たすことができる。又は、1.00≦V5T60/V5T25≦1.35という条件を満たすことができる。又は、1.05≦V5T60/V5T25≦1.32という条件を満たすことができる。又は、1.10≦V5T60/V5T25≦1.30という条件を満たすことができる。
【0052】
本開示の内容の電池によれば、電池が定温25℃且つ1.0C電流で充放電を15サイクル行った放電体積容量をV15T25とし、電池が定温60℃且つ1.0C電流で充放電を15サイクル行った放電体積容量をV15T60とすると、0.80≦V15T60/V15T25≦1.50という条件を満たすことができる。これにより、高温環境と室温環境との中期サイクル数の電気容量の違いを比較することで、高温環境での電池の耐久性を判断するのに寄与する。又は、0.85≦V15T60/V15T25≦1.48という条件を満たすことができる。又は、0.90≦V15T60/V15T25≦1.45という条件を満たすことができる。又は、0.95≦V15T60/V15T25≦1.40という条件を満たすことができる。又は、1.00≦V15T60/V15T25≦1.38という条件を満たすことができる。又は、1.05≦V15T60/V15T25≦1.35という条件を満たすことができる。
【0053】
本開示の内容の電池によれば、電池が定温25℃且つ1.0C電流で充放電を100サイクル行った放電体積容量をV100T25とし、電池が定温60℃且つ1.0C電流で充放電を100サイクル行った放電体積容量をV100T60とすると、0.80≦V100T60/V100T25≦2.00という条件を満たすことができる。これにより、高温環境と室温環境との長期サイクル数の電気容量の違いを比較することで、高温環境での電池安定性の重要な指標を評価するのに寄与する。又は、1.00≦V100T60/V100T25≦1.95という条件を満たすことができる。又は、1.20≦V100T60/V100T25≦1.90という条件を満たすことができる。又は、1.40≦V100T60/V100T25≦1.85という条件を満たすことができる。又は、1.50≦V100T60/V100T25≦1.80という条件を満たすことができる。又は、1.65≦V100T60/V100T25≦1.75という条件を満たすことができる。
【0054】
本開示の内容の電池によれば、電池の5サイクル目の放電容積エネルギー密度をvE5とし、電池の5サイクル目の放電重量エネルギー密度をgE5とすると、500Wh/L≦vE5≦900Wh/L、及び180Wh/kg≦gE5≦450Wh/kgという条件を満たすことができる。これにより、電池の容積エネルギー密度及び重量エネルギー密度を判断することで、電解質としてのポリマーの実現可能性を評価すること、及びその競争力を高めることに寄与する。又は、550Wh/L≦vE5≦850Wh/L、及び200Wh/kg≦gE5≦400Wh/kgという条件を満たすことができる。又は、600Wh/L≦vE5≦800Wh/L、及び250Wh/kg≦gE5≦350Wh/kgという条件を満たすことができる。
【0055】
上記本開示の内容の電池における各技術的特徴は、対応する効果を達成するために組み合わせて構成することができる。
【0056】
本開示の内容に記載のポリマーは、ポリエステルを含んでもよく、前記ポリエステルは、ポリカーボネートと末端封鎖ポリカーボネートとを含んでもよい。ポリカーボネート及び末端封鎖ポリカーボネートは、少なくとも2つのモノマーから重合され、前記2つのモノマーは、少なくとも1つのカーボネートと少なくとも1つのポリオールとを含んでもよい。エステル化反応の可逆性に基づいて、カーボネートとポリオールは、触媒の存在下でエステル交換反応を行う。末端封鎖ポリカーボネートは、ポリカーボネートがさらに修飾されてもよく、ポリカーボネート構造の末端又は側基に位置するヒドロキシ基を不活性基に置換することによって、電解質とリチウム金属の化学反応及び金属の樹枝状結晶の生成を抑制するのに寄与する。カーボネートとポリオールの添加モル比は、設計に応じて調整することができ、カーボネートの濃度を調整することでポリエステルの分子量に影響を与えることができ、例えばカーボネートの添加総モル比をa、ポリオールの添加の総モル比をbとすると、aとbは、0~20のうちのいずれかの数すなわち0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20であってもよい。
【0057】
本開示の内容に記載のポリオールは、複数のヒドロキシ基を含有するアルコールであり、且つ炭素数は、少なくとも1以上であり、前記複数のヒドロキシ基は、任意の位置での置換基であってもよい。IUPAC命名法によれば、主な官能基を含有する最長炭素鎖を主鎖とし、前記官能基に最も近い炭素を炭素1とし、且つ該炭素における置換基の位置を数字で表し、各置換基の位置数字は、いずれも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20などであってもよく、炭素鎖長に応じて、ポリオールは、アトロプ異性、シス-トランス異性、立体配座異性、ジアステレオ異性、エナンチオ異性などの立体化学構造のいずれかであってもよい。前記ポリオールは、メタンジオール{Methanediol}、エチレングリコール{Ethane-1,2-diol}、1,3-プロパンジオール{Propane-1,3-diol}、1,4-ブタンジオール{Butane-1,4-diol}、1,5-ペンタンジオール{Pentane-1,5-diol}、1,6-ヘキサンジオール{Hexane-1,6-diol}、1,7-ヘプタンジオール{Heptane-1,7-diol}、1,8-オクタンジオール{Octane-1,8-diol}、1,9-ノナンジオール{Nonane-1,9-diol}、1,10-デカンジオール{Decane-1,10-diol}、1,11-ウンデカンジオール{Undecane-1,11-diol}、1,12-ドデカンジオール{Dodecane-1,12-diol}、1,13-トリデカンジオール{Tridecane-1,13-diol}、1,14-テトラデカンジオール{Tetradecane-1,14-diol}、1,15-ペンタデカンジオール{Pentadecane-1,15-diol}、1,16-ヘキサデカンジオール{Hexadecane-1,16-diol}、1,17-ヘプタデカンジオール{Heptadecane-1,17-diol}、1,18-オクタデカンジオール{Octadecane-1,18-diol}、1,19-ノナデカンジオール{Nonadecane-1,19-diol}、1,20-エイコサンジオール{Elcosane-1,20-diol}、3-メチル-1,5-ペンタンジオール{3-Methylpentane-1,5-diol}、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール{2,2-Dimethylpropane-1,3-diol}、プロパントリオール{Propane-1,2,3-triol、グリセリン}、トリメチロールエタン{2-(Hydroxymethyl)-2-methylpropane-1,3-diol}、トリメチロールプロパン{2-Ethyl-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol}、ペンタエリスリトール{2,2-Bis(hydroxymethyl)propane-1,3-diol}、1,4-シクロヘキサンジメタノール{[4-(hydroxymethyl)cyclohexyl]methanol}、2,2-ビス(4-ヒドロキシシクロへキシル)プロパン{2,2-Bis(4-hydroxycyclohexyl)propane}、リビトール{D-Ribitol}、キシリトール{meso-Xylitol}、ソルビトール{(2S,3R,4R,5R)-Hexane-1,2,3,4,5,6-hexol}、イノシトール{(1R,2S,3r,4R,5S,6s)-Cyclohexane-1,2,3,4,5,6-hexol}、スピログリコール{2-[3-(1-hydroxy-2-methylpropan-2-yl)-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecan-9-yl]-2-methylpropan-1-ol}、又は該当の組み合わせを含んでもよい。
【0058】
本開示の内容に記載のカーボネート{Carbonate ester}は、炭酸分子におけるヒドロキシ基の水素原子の一部又は全部がアルキル基に置換された化合物であってもよい。カーボネートは、環状カーボネート及び直鎖カーボネートに分けられてもよい。直鎖カーボネートは、ジメチルカーボネート{Dimethyl carbonate、DMC}、ジエチルカーボネート{Diethyl carbonate、DEC}、ジプロピルカーボネート{Dipropyl carbonate、DPC}、エチルメチルカーボネート{Ethylmethyl carbonate、EMC}、メチルプロピルカーボネート{Methyl propyl carbonate、MPC}、エチルプロピルカーボネート{Ethyl propyl carbonate、EPC}、及びメチル(2,2,2-トリフルオロエチル)カーボネート{Methyl 2,2,2-Trifluoroethyl Carbonate、FEMC}を含んでもよい。環状カーボネートは、エチレンカーボネート{1,3-Dioxolan-2-one、Ethylenecarbonate、EC}、プロピレンカーボーネート{4-Methyl-1,3-dioxolan-2-one、Propylenecarbonate、PC}、トリメチレンカーボネート{1,3-Dioxan-2-one、Trimethylenecarbonate、TMC}、1,2-ブチレンカーボネート{4-Ethyl-1,3-dioxolan-2-one、1,2-Butylenecarbonate}、2,3-ブチレンカーボネート{(4R,5S)-4,5-Dimethyl-1,3-dioxolan-2-one、cis-2,3-Butylenecarbonate}、1,2-ペンチレンカーボネート{1,2-Pentylenecarbonate}、2,3-ペンチレンカーボネート{2,3-Pentylenecarbonate}、ビニレンカーボネート{2H-1,3-Dioxol-2-one、Vinylenecarbonate、VC}、ビニルエチレンカーボネート{4-Vinyl-1,3-dioxolan-2-one、Vinylethylenecarbonate、VEC}、フルオロエチレンカーボネート{4-Fluoro-1,3-dioxolan-2-one、Fluoroethylenecarbonate、FEC}、ジフルオロエチレンカーボネート{trans-4,5-Difluoroethylenecarbonate、Difluoroethylenecarbonate、DFEC}、ビニレントリチオカーボネート{1,3-Dithiole-2-thione、Vinylene trithiocarbonate}、又は該当の組み合わせを含んでもよい。
【0059】
本開示の内容に記載の不活性基は、アルキル基{Alkyl group、CH-}、エーテル基{Ether group、-O-}、チオエーテル基{Thioether、-S-O-}、ケトン基{Ketone group、-CO-}、エステル基{Ester group、-COO-}、アシル基{Alkanoyl group、-CO}、ヒドロペルオキシ基{Hydroperoxy group、-OO-}、フェニル{Phenyl group、-Ph}などの低反応性基を含んでもよく、特にフェニルを単位とするフェニルアルキル基、フェニルエーテル基、フェニルケトン基、フェニルアシル基、フェニルエステル基、フェニルパーオキシ基又は多環芳香族基の低反応基である。本開示の内容で言及される不活性基に属しない基は、高い反応性を有する基であり、例えば、ヒドロキシ基{Hydroxy group、-OH}、アミン基{Amine group、-NH}、カルボキシル基{Carboxyl group、-COOH}などである。
【0060】
本開示の内容に記載の電解質は、ポリマーと、有機溶媒と、添加剤と、金属塩類とを含んでもよく、有機溶媒の組成比率が添加剤の組成比率よりも大きく、その電解質状態は、液体、ゲル体又は固体であってもよい。電解質である有機溶媒と添加剤を物理的に混合してもよく、少なくとも1つの有機溶媒又は添加剤を選択して重合させてもよい。
【0061】
本開示の内容に記載の有機溶媒は、カーボネート系有機溶媒、カルボン酸エステル類有機溶媒、エーテル類有機溶媒、硫黄含有化物有機溶媒又は該当の組み合わせであってもよく、前記有機溶媒は、添加剤として使用されてもよい。
【0062】
本開示の内容に記載のカーボネート系有機溶媒は、炭酸分子におけるヒドロキシ基の水素原子の一部又は全部がアルキル基に置換された化合物であってもよく、直鎖カーボネート及び環状カーボネートに分けられてもよい。直鎖カーボネートは、ジメチルカーボネート{Dimethyl carbonate、DMC}、ジエチルカーボネート{Diethyl carbonate、DEC}、ジプロピルカーボネート{Dipropyl carbonate、DPC}、エチルメチルカーボネート{Ethyl methyl carbonate、EMC}、メチルプロピルカーボネート{Methyl propyl carbonate、MPC}、エチルプロピルカーボネート{Ethyl propyl carbonate、EPC}、メチル(2,2,2-トリフルオロエチル)カーボネート{Methyl 2,2,2-Trifluoroethyl Carbonate、FEMC}を含んでもよい。環状カーボネートは、エチレンカーボネート{1,3-Dioxolan-2-one、Ethylenecarbonate、EC}、プロピレンカーボーネート{4-Methyl-1,3-dioxolan-2-one、Propylenecarbonate、PC}、トリメチレンカーボネート{1,3-Dioxan-2-one、Trimethylenecarbonate、TMC}、1,2-ブチレンカーボネート{4-Ethyl-1,3-dioxolan-2-one、1,2-Butylenecarbonate}、2,3-ブチレンカーボネート{(4R,5S)-4,5-Dimethyl-1,3-dioxolan-2-one、cis-2,3-Butylenecarbonate}、1,2-ペンチレンカーボネート{1,2-Pentylenecarbonate}、2,3-ペンチレンカーボネート{2,3-Pentylenecarbonate}、ビニレンカーボネート{2H-1,3-Dioxol-2-one、Vinylenecarbonate、VC}、ビニルエチレンカーボネート{4-Vinyl-1,3-dioxolan-2-one、Vinylethylenecarbonate、VEC}、フルオロエチレンカーボネート{4-Fluoro-1,3-dioxolan-2-one、Fluoroethylenecarbonate、FEC}、ジフルオロエチレンカーボネート{trans-4,5-Difluoro-1,3-dioxolan-2-one、Difluoroethylenecarbonate、DFEC}、ビニレントリチオカーボネート{1,3-Dithiole-2-thione、Vinylene trithiocarbonate}、又は該当の組み合わせを含んでもよい。
【0063】
本開示の内容に記載のカルボン酸エステル類有機溶媒は、アルコール系とカルボン酸をエステル化反応させて製造され、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、酪酸メチル、酪酸エチル、ラクトン{Lactone}又は該当の組み合わせであってもよく、ラクトンは、1-oxacycloalkan-2-one構造をさらに含んでもよく、ヒドロキシ基とカルボン酸を含む化合物を指し、分子内縮合により環状カルボン酸エステルモノマーを形成し、且つ環をなすヒドロキシ基の位置と環内の炭素原子数に応じて複数の組み合わせがあってもよく、α-アセトラクトン{Oxiran-2-one、α-acetolactone}、β-プロピオラクトン{Oxetan-2-one、β-propiolactone}、γ-ブチロラクトン{Oxolan-2-one、γ-butyrolactone}、γ-バレロラクトン{5-Methyloxolan-2-one、γ-valerolactone}、σ-バレロラクトン{Oxan-2-on、σ-valerolactone}、γ-カプロラクトン{5-Ethyloxolan-2-one、γ-caprolactone}、ε-カプロラクトン{Oxepan-2-one、ε-caprolactone}、δ-グルコノラクトン{D-Glucono-1,5-lactone、δ-gluconolactone}、又は該当の組み合わせを含んでもよい。
【0064】
本開示の内容に記載のエーテル類有機溶媒は、テトラヒドロフラン{Oxolane、THF}、2-メチルテトラヒドロフラン{2-Methyloxolane、2-MeTHF}、1,3-ジオキソラン{1,3-Dioxolane、DOL}、4-メチル-1,3-ジオキソラン{4-Methyl-1,3-dioxolane、4-MeDOL}、ジメトキシメタン{Dimethoxymethane、DMM}、1,2-ジメトキシエタン{1,2-Dimethoxyethane、DME}、2,2-ジメトキシプロパン{2,2-Dimethoxypropane、DMP}、1,2-ビス(2-シアノエトキシ)エタン{1,2-Bis(2-cyanoethoxy)ethane、DENE}、ジエチレングリコールジメチルエーテル{1-Methoxy-2-(2-methoxyethoxy)ethane、DG}、又は該当の組み合わせであってもよい。
【0065】
本開示の内容に記載の硫黄含有化合物有機溶媒は、スルホニル基含有化合物{sulfone group、-(O=)S(=O)-}とスルホン酸エステル化合物{sulfonate group、-SO2-}に分けられてもよい。スルホニル基含有化合物は、スルホレン{2,5-Dihydrothiophene-1,1-dioxide}、及びジビニルスルホン{1-Ethenylsulfonylethene}を含んでもよい。スルホン酸エステル化合物は、メシレート{Mesylate、CH3SO2-}、トリフルオロメタンスルホネート{Trifluoromethanesulfonate、CF3SO2-}、p-トルエンスルホニル基{p-Toluenesulfonyl group、Tosyl}、1-メチルスルホニルオキシエタン{1-Methylsulfonyloxyethane}、4‐メチルベンゼンスルホン酸メチル{Methyl 4-methylbenzenesulfonate}、オキサチオラン-2,2-ジオン{Oxathiolane 2,2-dione}、プロパ-1-エン-1,3-スルトン{Prop-1-ene-1,3-sultone}、1,3,2-ジオキサチアン2,2-ジオキシド{1,3,2-Dioxathiane 2,2-Dioxide}、又は該当の組み合わせに細分化されてもよい。
【0066】
本開示の内容に記載の添加剤は、カーボネート系化合物、ラクトン環状エステル、エーテル基含有環状化合物、芳香族化合物、リン含有化合物、ホウ素含有化合物、無機酸化物又は該当の組み合わせであってもよい。添加剤を適量に添加すると、SEI膜組成の改善、高温及び高電圧機能の向上、イオン伝導能力の向上、電解質インピーダンスの低減、サイクル安定性の向上、正負極材料の完全性の安定化、電気の化学的安定性の向上などの電池の機能の向上に寄与する。
【0067】
本開示の内容に記載のカーボネート系化合物は、炭酸分子におけるヒドロキシ基の水素原子の一部又は全部がアルキル基に置換された化合物であってもよく、環状カーボネート及び直鎖カーボネートに分けられてもよい。直鎖カーボネートは、ジメチルカーボネート{Dimethyl carbonate、DMC}、ジエチルカーボネート{Diethyl carbonate、DEC}、ジプロピルカーボネート{Dipropyl carbonate、DPC}、エチルメチルカーボネート{Ethyl methyl carbonate、EMC}、メチルプロピルカーボネート{Methyl propyl carbonate、MPC}、エチルプロピルカーボネート{Ethyl propyl carbonate、EPC}、及びメチル(2,2,2-トリフルオロエチル)カーボネート{Methyl 2,2,2-Trifluoroethyl Carbonate、FEMC}を含んでもよい。環状カーボネートは、エチレンカーボネート{1,3-Dioxolan-2-one、Ethylenecarbonate、EC}、プロピレンカーボーネート{4-Methyl-1,3-dioxolan-2-one、Propylenecarbonate、PC}、トリメチレンカーボネート{1,3-Dioxan-2-one、Trimethylenecarbonate、TMC}、1,2-ブチレンカーボネート{4-Ethyl-1,3-dioxolan-2-one、1,2-Butylenecarbonate}、2,3-ブチレンカーボネート{(4R,5S)-4,5-Dimethyl-1,3-dioxolan-2-one、cis-2,3-Butylenecarbonate}、1,2-ペンチレンカーボネート{1,2-Pentylenecarbonate}、2,3-ペンチレンカーボネート{2,3-Pentylenecarbonate}、ビニレンカーボネート{2H-1,3-Dioxol-2-one、Vinylenecarbonate、VC}、ビニルエチレンカーボネート{4-Vinyl-1,3-dioxolan-2-one、Vinylethylenecarbonate、VEC}、フルオロエチレンカーボネート{4-Fluoro-1,3-dioxolan-2-one、Fluoroethylenecarbonate、FEC}、ジフルオロエチレンカーボネート{trans-4,5-Difluoro-1,3-dioxolan-2-one、Difluoroethylenecarbonate、DFEC}、ビニレントリチオカーボネート{1,3-Dithiole-2-thione、Vinylene trithiocarbonate}、又は該当の組み合わせを含んでもよい。
【0068】
本開示の内容に記載のラクトン環状エステル{Lactonecyclic ester}は、ヒドロキシカルボン酸{Hydroxy acid}を含有する2つの同一又は異なる化合物であってもよく、エステル化及び縮合によって形成される多環式ジエステルモノマーは、グリコリド{1,4-Dioxane-2,5-dione、glycolide}、ラクチド{3,6-Dimethyl-1,4-dioxane-2,5-dione、lactide}、又は該当の組み合わせを含んでもよい。ラクチドは、空間内の原子の配列の違いによって形成される立体異性体に応じて、LL-ラクチド{(R,R)-3,6-Dimethyl-1,4-dioxane-2,5-dione、LL-lactide}、DD-ラクチド{(S,S)-3,6-Dimethyl-1,4-dioxane-2,5-dione、DD-lactide}、DL-ラクチド{(meso)-3,6-Dimethyl-1,4-dioxane-2,5-dione、DL-lactide}にさらに細分化されてもよく、又はヒドロキシ基を含有するカルボン酸化合物であってもよく、開環反応を行わずに直接共重合させてポリマーを形成してもよく、2-ヒドロキシ酢酸{2-Hydroxyacetic acid、glycolic acid}、3-ヒドロキシプロピオン酸{3-Hydroxypropanoic acid、lactic acid}、4-ヒドロキシ酪酸{4-Hydroxybutanoic acid}、5-ヒドロキシ吉草酸{5-Hydroxyvaleric acid}、又は該当の組み合わせを含んでもよい。
【0069】
本開示の内容に記載のエーテル基含有環状化合物は、クラウンエーテル{Crown ether}であってもよく、クラウンエーテルは、ビニルオキシ基{-CH2CH2O-}を主な繰り返し単位とする構造であり、9-クラウン-3{1,4,7-Trioxonane、9-Crown-3}、12-クラウン-4{1,4,7,10-Tetraoxacyclododecane、12-Crown-4}、15-クラウン-5{1,4,7,10,13-Pentaoxacyclopentadecane、15-Crown-5}、18-クラウン-6{1,4,7,10,13,16-Hexaoxacyclooctadecane、18-Crown-6}、21-クラウン-7{1,4,7,10,13,16,19-Heptaoxacycloheneicosane、21-Crown-7}、ジベンゾ-18-クラウン-6{6,7,9,10,17,18,20,21-Octahydrodibenzo[b,k][1,4,7,10,13,16]hexaoxacyclooctadecine、Dibenzo-18-crown-6}、ジアザ-18-クラウン-6{1,4,10,13-tetraoxa-7,16-diazacyclooctadecane、Diaza-18-crown-6}、又は該当の組み合わせを含んでもよい。
【0070】
本開示の内容に記載の芳香族化合物は、メトキシベンゼン{Methoxybenzene}、エチニルアニソール{1-Ethynyl-4-methoxybenzene}、t-ブチルベンゼン{tert-Butylbenzene}、フルオロベンゼン{Fluorobenzene}、1,2-ジフルオロベンゼン{1,2-Difluorobenzene}、ジフェニルエーテル{1,1’-Oxydibenzene}、テルフェニル{1,4-Diphenylbenzene}、4-t-ブチル-2-フルオロアニリン{2-Fluoro-4-(2-methyl-2-propanyl)aniline}、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン{N-[3-(Trimethoxysilyl)propyl]aniline}、又は該当の組み合わせであってもよい。
【0071】
本開示の内容に記載のリン含有化合物は、トリス(トリメチルシリル)ホスファイト{Tris(trimethylsilyl)phosphite、TMSPi}、トリス(2,2,2-トリフルオロエチル)ホスファイト{Tris(2,2,2-trifluoroethyl)phosphite}、トリフェニルホスファイト{Triphenyl phosphit}、エトキシ(ペンタフルオロ)シクロトリホスファゼン{1,3,5,2,4,6-triazatriphosphorine、2-ethoxy-2,4,4,6,6-pentafluoro-2,2,4,4,6,6-hexahydro-}、又は該当の組み合わせであってもよい。
【0072】
本開示の内容に記載のホウ素含有化合物は、ホウ酸トリメチル{Trimethyl borate}、ホウ酸トリス(トリメチルシリル){Tris(trimethylsilyl)borate}、トリメチルボロキシン{2,4,6-trimethyl-1,3,5,2,4,6-trioxatriborinane}、又は該当の組み合わせであってもよい。
【0073】
本開示の内容に記載の無機酸化物は、リチウムランタンジルコニウム酸化物{LiLaZrO}、リチウムランタンジルコニウムタンタル酸化物{LiLaZrTaO}、リチウムランタンチタン酸化物{LiLaTiO}、リン酸リチウム{LiPO}、フッ化リン酸リチウム{LiPOF}、リン酸リチウムチタン{LiTiPO}、リン酸リチウムアルミニウムゲルマニウム{LiAlGeP}、リン酸リチウムアルミニウムチタン酸化物{LiAlTiPO}、リチウムゲルマニウムリン硫黄酸化物{LiGePSO}、リチウムスズリン硫黄酸化物{LiSnPSO}、鉛ジルコニウムチタン酸化物{PbZrTiO}、鉛ランタンジルコニウムチタン酸化物{PbLaZrTiO}、バリウムチタン酸化物{BaTiO}などの複合材料であってもよく、上記無機酸化物の添加剤は、複数の異なる酸化状態、又はAl23、TiO2、SiO2、SnO2、NiO、ZnO、CaO、MgO、ZrO2、CeO2、Y23などを含んでもよく、高分子電解質の結晶化度を低下させ、イオン導電率及び電解質の物理的及び機械的強度を高めることができ、電池サイクル寿命を伸ばすのに寄与する。
【0074】
本開示の内容に記載の金属塩類は、LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiClO4、LiC4BO8、LiTFSI、LiFSI、LiNO3、LiGaCl4などの無機酸リチウム塩、LiCF3SO3、LiN(C25SO22、LiN(CF3SO22、LiC(CF3SO23などのフッ素含有スルホン酸リチウム塩、LiBF2(C24){LiDFOB}、LiB(C242{LiBOB}、又は該当の組み合わせであってもよく、上記金属塩類は、複数の異なる酸化状態を含んでもよい。
【0075】
本開示の内容に記載の電池材料は、電解質と、正極板と、負極板と、セパレータとを含んでもよく、正極板は、正極材料と、接着剤と、導電剤と、集電体とを含んでもよく、負極板は、負極材料と、接着剤と、導電剤と、集電体とを含んでもよい。正極板又は負極板は、単層又は二層のコーティング、真空蒸着又は複合構造によって製造されてもよい。
【0076】
本開示の内容に記載の正極材料は、リチウム又は少なくとも1つの金属を含有するリチウム複合金属酸化物であってもよく、例えば、リン酸鉄リチウム{LiFePO4}、リチウムマンガン酸化物{LiMnO2、LiMn24}、リチウムコバルト酸化物{LiCoO2}、リチウムニッケル酸化物{LiNiO2}、リチウムニッケルコバルト酸化物{LiNiCoO2}、リチウムニッケルマンガン酸化物{LiNiMnO4}、リチウムマンガンコバルト酸化物{LiCoMnO2、LiCoMnO4}、リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物{LiNiCoMnO2、LiNiCoMnO4}、又は該当の組み合わせであり、上記リチウム複合金属酸化物は、複数の異なる酸化状態を含んでもよい。
【0077】
本開示の内容に記載の負極材料は、ニオブチタン酸化物、ケイ素活性材料、炭素活性材料、リチウム含有金属化合物、リチウム含有金属酸化物{Li4Ti512}、金属リチウム、又は該当の組み合わせであってもよい。
【0078】
本開示の内容に記載のニオブチタン酸化物は、ノンドープニオブチタン酸化物及びドープニオブチタン酸化物を含んでもよく、ノンドープニオブチタン酸化物は、複数の化合物を含んでもよく、例えば、TiNb27、Ti2Nb1029、TiNb1437とTiNb2462である。ドープニオブチタン酸化物は、上記少なくとも1つの化合物から選択されるものに少なくとも1つの元素をドープするものであってもよく、当該元素は、Li、B、F、Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl、Ca、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Br、Zr、Mo、Sb、I、Ta、W又はBiから選択される少なくとも1つの元素であってもよく、さらに少なくとも1つの非活性組成物を選択してニオブチタン酸化物の表面又は細孔を被覆又は充填してもよい。
【0079】
本開示の内容に記載のケイ素活性材料は、ケイ素、酸化ケイ素、ケイ素炭素複合体、ケイ素合金、又は上記いずれかのケイ素活性材料に少なくとも1つの非活性組成物を添加したものであってもよく、非活性組成物は、ケイ素活性材料と混合物を形成してもよく、ケイ素活性材料と化学結合を形成してもよく、ケイ素活性材料とコアシェル構造を形成してもよく、フィルム層構造を形成してもよい。
【0080】
本開示の内容に記載の非活性組成物は、ポリマー、炭素材料、金属、合金、酸化物、金属酸化物、フッ化物、有機化合物、接着剤、導電剤又は添加剤を含んでもよい。
【0081】
本開示の内容に記載の接着剤は、ポリフッ化ビニリデン{Poly(1,1-difluoroethylene)、PVDF}、スチレン-ブタジエン共重合体{Styrene-butadiene rubber、SBR}、ポリエチレン{Poly(methylene)、PE}、ポリビニルアルコール{Poly(Ethenol)、PVA}、ポリビニルピロリドン{Poly(1-ethenylpyrrolidin-2-one)、PVP}、ポリプロピレン{Poly(1-methylethylene)、PP}、ポリアクリロニトリル{Poly(1-acrylonitrile)、PAN}、カルボキシメチルセルロース{Carboxymethyl Cellulose、CMC}、ポリテトラフルオロエチレン{Poly(1,1,2,2-tetrafluoroethylene)、PTFE}、エチレンプロピレンジエン共重合体{Ethylene PropyleneDiene Monomer、EPDM}、クロロスルフォン化ポリエチレン{Hypalon Polyethlene Rubber、CSM}又はモノウロン酸を線形重合させて得られたアルギン酸{Alginic acid}であってもよい。
【0082】
本開示の内容に記載の導電剤は、黒鉛{Graphite}、導電性黒鉛{KS6、SFG6}、グラフェン{Graphene}、アセチレンブラック{Acetylene black}、ケッチェンブラック{Ketjenblack}、カーボンブラック{Carbon black、Super P}、カーボンナノチューブ{Carbon Nanotube、CNT}、炭素マイクロスフェア、炭素繊維、ハードカーボン、ソフトカーボン、アルミニウム粉末{Aluminium}、ニッケル粉末{Nickel}、酸化チタン{Titanium dioxide}、チタン酸カリウム繊維{Potassium hexatitanate、PHT}、又は該当の組み合わせであってもよい。
【0083】
本開示の内容に記載の集電体は、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼又は上記を組み合わせた合金を含む金属箔であってもよい。
【0084】
本開示の内容に記載のセパレータは、多孔質構造を有するフィルムであってもよく、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル繊維の単層又は多層のフィルムを含んでもよく、例えば、ポリエチレン{PE}、ポリプロピレン{PP}、ポリエチレンテレフタレート{PET}、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体{ABS}、エポキシ樹脂、或いは表面にMg(OH)2、MgO、BaSO4、SnO2、NiO、CaO、Al23、ZnO、SiO2、TiO2などの少なくとも1つを含む無機セラミック複合フィルム、又は該当の組み合わせであり、上記無機セラミック複合フィルムは、複数の異なる酸化状態を含んでもよい。
【0085】
本開示の内容に記載の電池モジュールは、電池ケースと、ばねと、ウェイトプレートと、カバープレートと、タブと、キャップとを含んでもよい。
【0086】
本開示の内容に記載の電池の用途は、一次電池又は二次電池であってもよく、その一次電池又は二次電池の電気化学的キャリアは、ボタンキャリア、巻き取りキャリア、又は積層キャリアのうちの少なくとも1つであってもよく、デジタルカメラ、携帯電話、ノートパソコン、ゲーム機のハンドルなどの携帯電子製品の軽薄型が求められる設計に用いることができ、小型電気自動車、電気自動車などの大規模蓄電産業にも用いることができる。
【0087】
本開示の内容に記載の直鎖は、モノマーを主に単一方向に重合させた長い直鎖状ポリマーを指す。
【0088】
本開示の内容に記載のポリマーのすべての関連構成は、さらに関連する比率に基づいて極板を製造し、及び電池の充放電テストを行うことができるが、本発明は、関連構成の製造比率と電池の充放電テストの一部のみを示し、データがないか、計算できないテーブルは、「-」で示す。
【0089】
本開示の内容に記載の電池のサイクル数の定義は、市販品としての電池の状態であり、当該状態での最初のテストを本発明で定義される1サイクル目とし、1回の放電テストと1回の充電テストを行うと、1サイクルとして累積する。
【0090】
本開示の内容に記載の電気容量については、電池の充電容量と電池の放電容量を測定することができ、電気容量の計算方式は、体積容量(mAh/cm3)と理論容量(mAh/g)に分けられてもよく、体積容量は、電池における極板が1立方センチ当たり提供できる電気容量を表し、体積容量を計算するには集電体の体積を差し引く必要があり、理論容量は、電池における極板が1グラム当たり提供できる電気容量を表し、理論容量を計算するには集電体の重量を差し引く必要があり、極板は、正極板又は負極板であってもよく、集電体は、金属箔(例えば、アルミニウム箔、銅箔)からなる基材を備える。
【0091】
本開示の内容に記載のCレート(C)は、電池を完全に放電する時の1時間の電流の大きさを表すことができ、Cは、電池を充放電する電流の単位とすることができる。
【0092】
本開示の内容に記載の電池の測定電圧範囲については、正負極材料の酸化還元電位に応じて適切な電圧範囲を選択することができ、電圧範囲は、0V-5.0Vを選択してもよい。
【0093】
本開示の内容に記載の容積エネルギー密度は、下記式、容積エネルギー密度(Wh/L)=放電容量(Ah)×公称電圧(V)/電池総重量(L)に基づいて計算することができる。
【0094】
本開示の内容に記載の重量エネルギー密度は、下記式、重量エネルギー密度(Wh/kg)=放電容量(Ah)×公称電圧(V)/電池総重量(kg)に基づいて計算することができる。
【0095】
本開示の内容に記載のガラス転移温度(Tg)、結晶化温度(Tc)と融点温度(Tm)については、温度範囲内で加熱又は冷却する時に試料が放出又は吸収する熱を示差走査熱量測定法(Differential scanningcalorimetry、DSC)により分析することができ、温度範囲は、-90℃~90℃であってもよく、試料が温度変化に伴って熱を放出又は吸収する曲線(DSC曲線)を得、試料の特定の相転移が発生するTg、Tc、Tmを含む温度を測定することができる。発熱を正の値、吸熱を負の値と定義し、Tgが発生する温度領域でDSC曲線により温度を一次微分して吸収熱変化速度曲線を得、ピークの最小値に対応する温度をTgとして測定することができる。DSC曲線上に吸熱ピークが発生することにより、吸熱ピークの最小値に対応する温度をTmとして測定することができ、DSC曲線上に発熱ピークが発生することにより、発熱ピークの最大値に対応する温度をTcとして測定することができる。当該試料がTc又はTmを有するか否かを判定するには、温度範囲を-60℃~60℃に設定し、当該温度区間のDSC曲線の線形傾向線を求めることができ、線形傾向線とDSC曲線の決定係数(Coefficient of determination、R-squared)の数値が0.90よりも大きい場合には、当該試料がTc又はTmを有さないと判定する。実施例では、当該温度範囲内でガラス転移、結晶化又は融点が発生する場合には、「Y」とマークし、実施例では、当該温度範囲にガラス転移、結晶化又は融点が発生していない場合には、「N」とマークする。
【0096】
本開示の内容に記載の熱分解温度については、熱重量分析法(Thermogravimetry analysis、TGA)により試料の温度を制御し、温度又は時間に伴う試料重量の変化過程を測定し、重量損失比率、重量損失温度、及び分解残留量などの関連情報を得ることができる。そして、試料重量損失の比率が10%に達すると、対応する温度を熱分解温度とする。
【0097】
本開示の内容に記載の粒子径については、動的光散乱によりブラウン運動中の粒子が散乱する光線の時間的振幅を測定することによって粒子径及びその粒子径分布を測定することができ、ストークスーアインシュタイン式(Stokes-Einstein equation)に基づいてD=kT/(3πηDf)で粒子径の大きさを求め、Dは、粒子径(単位m)であり、kは、ボルツマン定数(単位J/K)であり、Tは、絶対温度(単位K)であり、ηは、溶媒粘度(単位kg×m-1×s-1)であり、Dfは、拡散係数(単位m2×s-1)である。
【0098】
本開示の内容に記載の粘度は、測定対象物が室温25℃でせん断応力によって作用される場合、せん断応力と作用面に垂直な方向での流体速度勾配との比であり、単位がcP(10-2×g×cm-1×s-1)であり、測定対象物の粘度が12000cPよりも大きい場合には、固体と見なす。
【0099】
本開示の内容に記載の粒子径分布は、測定対象物における様々な異なるサイズの粒子の粒子径の分布状況を表し、各粒子径分布の比率及び体積を基準とした累積量百分率に基づいて、粒子径累積分布関数(cumulative particle size distribution)を得ることができ、例えば、粒子径累積分布百分率が50%に達した粒子径がD50と定義されると、測定対象物中の50%の粒子の粒子径が粒子径サイズD50より小さいことを示すことができ、D10、D90は、このように類推して、特に説明がなければ、D50を粒子径を判断する基準とする。
【0100】
本開示の内容に記載の分子量については、ゲル浸透クロマトグラフィー(Gel Permeation Chromatography、GPC)を用いて、高分子ポリマーの分子量の大きさと分布を測定することができ、主に固定相(Stationary Phase)により大きさの違いで高分子が分離され、分子量が大きい方は、その滞留時間が短く、逆に分子量が小さい方は、その滞留時間が長い。ポリマーを標準品の滞留時間(流出体積であってもよい)及び分子量の補正曲線と比較して、ポリマーの相対分子量の大きさを得て、それに基づいて重量平均分子量と数平均分子量を求めて、さらにポリマーの分子量分散性を知ることができる。数平均分子量は、分子数で統計的に平均した分子量であり、高分子ポリマーのすべての分子の総重量を分子の総モル数で割ることにより得られる。重量平均分子量は、重量で統計的に平均された分子量であり、高分子ポリマーの各ポリマーの分子量にそれが総重量に占める比率を乗じることにより得られ、重量平均分子量と数平均分子量との比は、高分子ポリマーの分子量の分散度を表すことができ、比が1に近いほど、分子量の分布状況が均一であることを示し、比の数値が大きいほど、分子量の分布状況が分散していることを示す。
【0101】
本開示の内容に記載の重量平均分子量は、統計的観点で記述され、全体分子量と個別分子量に分けられ、前記全体分子量は、滞留時間(流出体積であってもよい)と相対濃度との関係データにおいて、測定対象範囲内を全体ピークと見なし、加重平均を経て全体ピークを得て、標準品の補正曲線と比較すると、ポリマーの全体分子量を求めることができる。前記個別分子量は、滞留時間(流出体積であってもよい)と相対濃度との関係データにおいて、測定対象範囲内で個別ピークを明らかに識別することができ、その識別基準は、次の通りである。測定対象範囲内の最大相対濃度値を得てから、相対濃度値が少なくとも最大相対濃度値の5%以上であることを満たすピークに対して、滞留時間の短いものから長いものまで、第1のピーク、第2のピーク、第3のピーク、第4のピーク、第5のピーク、第6のピーク、第7のピーク、第8のピーク、第9のピーク、第10のピークなどの名前をつけ、このように類推して、それぞれ標準品の補正曲線と比較すると、ポリマーの個別分子量を求めることができ、最大相対濃度値の2%を測定対象範囲を選択するためのカットオフ基準とし、個別ピークの重なり比率が大きすぎて見分けにくい場合は、全体分子量だけを計算すればよい。
【0102】
本発明に記載のポリマーの製造工程については、脱水精製、抽出、大気中での高温加熱、高温蒸留、高温真空乾燥、低温真空乾燥などの再処理を経て、モノマーの重合効率を向上させたり、リチウム塩の溶解度を高めたり、導電性を向上させたりすることがある。
【0103】
本開示の内容に記載の引火点は、物質が大気圧下で揮発したガスが火源と接触すると点火する最低温度を表すことができ、測定法は、オープンカップ法とクローズドカップ法に分けられ、オープンカップ法は、クリーブランドオープンカップ法であってもよく、使用される機器として、ASTMD92が挙げられ、クローズドカップ法は、ペンスキーマルテンスクローズドカップ法、タグクローズドカップ法とミニクローズドカップ法であってもよく、使用される機器として、ASTMD56、ASTMD93、ASTMD7094が挙げられる。ポリエステルの引火点は、Fpp(℃)であり、100℃<Fpp<800℃という条件を満たすことができ、又は、120℃<Fpp<700℃という条件を満たすことができ、又は、150℃<Fpp<600℃という条件を満たすことができ、又は、170℃<Fpp<500℃という条件を満たすことができ、又は、200℃<Fpp<450℃という条件を満たすことができ、又は、220℃<Fpp<400℃という条件を満たすことができ、又は、250℃<Fpp<350℃という条件を満たすことができる。電解質の引火点は、Fpe(℃)であり、100℃<Fpe<800℃という条件を満たすことができ、又は、120℃<Fpe<700℃という条件を満たすことができ、又は、150℃<Fpe<600℃という条件を満たすことができ、又は、170℃<Fpe<500℃という条件を満たすことができ、又は、200℃<Fpe<450℃という条件を満たすことができ、又は、220℃<Fpe<400℃という条件を満たすことができ、又は、250℃<Fpe<350℃という条件を満たすことができる。高い引火点を有することは、高温に耐える能力を備えることを表し、電池使用の安全性を高め及びサイクル寿命を伸ばし、過熱による電池の内部短絡による安全上の懸念を回避するのに寄与する。市販の液体電解質原料であるプロピレンカーボーネートは、機器ASTMD93で測定すると、引火点が138℃であり、機器ASTMD7094で測定すると、引火点が132℃である。
【0104】
本開示の内容に記載の導電率については、電気化学インピーダンススペクトル(Electrochemical impedance spectroscopy、EIS)方法を用いて、ポリマー又は電解質に1Hz~100Hzで振幅50mVの交流電気を与えて抵抗値を測定し、導電率をCi=(1/R)×(L/A)で計算する。Ci(S・cm-1)は、導電率、R(Ω)は、抵抗値、L(cm)は、2つの電極のピッチ、A(cm2)は、測定対象物と電極の断面積であり、(L/A)は、導電率係数(cm-1)を表すことができる。
【0105】
本開示の内容に記載の電気化学的安定性は、線形走査ボルタンメトリー(Linear sweep voltammetry、LSV)を用いて、0.1V/s走査速度にて、Li/Li+相対電圧が-5V~5Vの条件で繰り返して測定し、発生する電流と電位との関係に応じた変化結果を得ることができる。
【0106】
以下、上記実施形態に基づいて、具体的な実施例を挙げて詳細に説明する。
【0107】
<比較例1>
【0108】
表1は、比較例1のモノマーの種類、熱分解温度と引火点を示し、引火点を測定する機器は、ASTMD93とASTMD7094である。
【表1】
【0109】
以下の各比較例と実施例において、引火点を測定する機器は、すべてASTMD93とASTMD7094であるため、関連する詳細についてこれ以上説明しない。
【0110】
<比較例2>
【0111】
比較例2のポリマーは、ポリエチレングリコールジメチルエーテル500(PEGDME 500)である。比較例2のポリマーの特性を示す表2Aを参照する。
【表2A】
【0112】
比較例2のポリマーを含む電解質の特性及び前記電解質を含む電池の特性を示す表2Bを参照し、Viは、電池のiサイクル目の放電体積容量である。
【表2B-1】
【表2B-2】
【0113】
表2Bの数値の計算結果を示す表2Cを参照し、VMaxは、電池の1サイクル目の放電体積容量~20サイクル目の放電体積容量のうちの最大値であり、n90E20は、電池の最初の20サイクルのうち、クーロン効率が90%よりも大きく且つ110%よりも小さいことを満たす総サイクル数であり、V5T60は、電池が定温60℃且つ1.0C電流で充放電を5サイクル行った放電体積容量であり、V5T25は、電池が定温25℃且つ1.0C電流で充放電を5サイクル行った放電体積容量であり、V15T25は、電池が定温25℃且つ1.0C電流で充放電を15サイクル行った放電体積容量であり、V15T60は、電池が定温60℃且つ1.0C電流で充放電を15サイクル行った放電体積容量であり、V100T25は、電池が定温25℃且つ1.0C電流で充放電を100サイクル行った放電体積容量であり、V100T60は、電池が定温60℃且つ1.0C電流で充放電を100サイクル行った放電体積容量であり、vE5は、電池の5サイクル目の放電容積エネルギー密度であり、gE5は、電池の5サイクル目の放電重量エネルギー密度である。
【表2C】
【0114】
以下の各実施例のパラメータ定義が表2A~表2Cの定義と同一である場合には、これ以上説明しない。
【0115】
<実施例1>
【0116】
実施例1のポリマーは、末端に不活性基を有する末端封鎖ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例1のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0117】
実施例1のポリマーの特性を示す表3Aを参照し、ポリオールの炭素数をNcp、カーボネートにおける置換基R1の炭素数をNcc1、カーボネートにおける置換基R2の炭素数をNcc2、ポリエステルの数平均分子量をMn、ポリエステルの粘度をVC、ポリエステルの融点をTm、ポリエステルの熱分解温度をTd、ポリエステルの密度をDs、ポリエステルの引火点をFpp、末端封鎖ポリカーボネートの数平均分子量をcMn、末端封鎖ポリカーボネートの粘度をcVCとする。
【表3A】
【0118】
実施例1のポリマーを含む電解質の特性、及び前記電解質を含む電池の特性と電池の性能分析数値を示す表3Bを参照する。
【表3B-1】
【表3B-2】
【表3B-3】
【0119】
以下の各実施例のパラメータ定義が表3Aと表3Bの定義と同一である場合には、これ以上説明しない。
【0120】
<実施例2>
【0121】
実施例2のポリマーは、末端に不活性基を有する末端封鎖ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例2のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0122】
実施例2のポリマーの特性を示す表4Aを参照する。
【表4A】
【0123】
実施例2のポリマーを含む電解質の特性、及び前記電解質を含む電池の特性と電池の性能分析数値を示す表4Bを参照する。
【表4B-1】
【表4B-2】
【表4B-3】
【0124】
<実施例3>
【0125】
実施例3のポリマーは、末端に不活性基を有する末端封鎖ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例3のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0126】
実施例3のポリマーの特性を示す表5Aを参照する。
【表5A】
【0127】
実施例3のポリマーを含む電解質の特性、及び前記電解質を含む電池の特性と電池の性能分析数値を示す表5Bを参照する。
【表5B-1】
【表5B-2】
【表5B-3】
【0128】
<実施例4>
【0129】
実施例4のポリマーは、末端に不活性基を有する末端封鎖ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例4のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0130】
実施例4のポリマーの特性を示す表6Aを参照する。
【表6A】
【0131】
実施例4のポリマーを含む電解質の特性、及び前記電解質を含む電池の特性と電池の性能分析数値を示す表6Bを参照する。
【表6B-1】
【表6B-2】
【表6B-3】
【0132】
<実施例5>
【0133】
実施例5のポリマーは、末端に不活性基を有する末端封鎖ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例5のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0134】
実施例5のポリマーの特性を示す表7Aを参照する。
【表7A】
【0135】
実施例5のポリマーを含む電解質の特性、及び前記電解質を含む電池の特性と電池の性能分析数値を示す表7Bを参照する。
【表7B-1】
【表7B-2】
【表7B-3】
【0136】
<実施例6>
【0137】
実施例6のポリマーは、末端に不活性基を有する末端封鎖ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例6のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0138】
実施例6のポリマーの特性を示す表8Aを参照する。
【表8A】
【0139】
実施例6のポリマーを含む電解質の特性、及び前記電解質を含む電池の特性と電池の性能分析数値を示す表8Bを参照する。
【表8B-1】
【表8B-2】
【表8B-3】
【0140】
<実施例7>
【0141】
実施例7のポリマーは、末端に不活性基を有する末端封鎖ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例7のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0142】
実施例7のポリマーの特性を示す表9Aを参照する。
【表9A】
【0143】
実施例7のポリマーを含む電解質の特性、及び前記電解質を含む電池の特性と電池の性能分析数値を示す表9Bを参照する。
【表9B-1】
【表9B-2】
【表9B-3】
【0144】
<実施例8>
【0145】
実施例8のポリマーは、末端に不活性基を有する末端封鎖ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例8のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0146】
実施例8のポリマーの特性を示す表10Aを参照する。
【表10A】
【0147】
実施例8のポリマーを含む電解質の特性、及び前記電解質を含む電池の特性と電池の性能分析数値を示す表10Bを参照する。
【表10B-1】
【表10B-2】
【表10B-3】
【0148】
<実施例9>
【0149】
実施例9のポリマーは、末端に不活性基を有する末端封鎖ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例9のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0150】
実施例9のポリマーの特性を示す表11Aを参照する。
【表11A】
【0151】
実施例9のポリマーを含む電解質の特性、及び前記電解質を含む電池の特性と電池の性能分析数値を示す表11Bを参照する。
【表11B-1】
【表11B-2】
【表11B-3】
【0152】
<実施例10>
【0153】
実施例10のポリマーは、末端に不活性基を有する末端封鎖ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例10のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0154】
実施例10のポリマーの特性を示す表12Aを参照する。
【表12A】
【0155】
実施例10のポリマーを含む電解質の特性、及び前記電解質を含む電池の特性と電池の性能分析数値を示す表12Bを参照する。
【表12B-1】
【表12B-2】
【表12B-3】
【0156】
<実施例11>
【0157】
実施例11のポリマーは、末端に不活性基を有する末端封鎖ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例11のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0158】
実施例11のポリマーの特性を示す表13Aを参照する。
【表13A】
【0159】
実施例11のポリマーを含む電解質の特性、及び前記電解質を含む電池の特性と電池の性能分析数値を示す表13Bを参照する。
【表13B-1】
【表13B-2】
【表13B-3】
【0160】
<実施例12>
【0161】
実施例12のポリマーは、末端に不活性基を有する末端封鎖ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例12のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0162】
実施例12のポリマーの特性を示す表14Aを参照する。
【表14A】
【0163】
実施例12のポリマーを含む電解質の特性、及び前記電解質を含む電池の特性と電池の性能分析数値を示す表14Bを参照する。
【表14B-1】
【表14B-2】
【表14B-3】
【0164】
<実施例13>
【0165】
実施例13のポリマーは、末端に不活性基を有する末端封鎖ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例13のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0166】
実施例13のポリマーの特性を示す表15Aを参照する。
【表15A】
【0167】
実施例13のポリマーを含む電解質の特性、及び前記電解質を含む電池の特性と電池の性能分析数値を示す表15Bを参照する。
【表15B-1】
【表15B-2】
【表15B-3】
【0168】
ここで、V5T25は、実施例12からの5サイクル目の放電体積容量であり、V15T25は、実施例12からの15サイクル目の放電体積容量であり、V100T25は、実施例12からの100サイクル目の放電体積容量であり、V5T60は、実施例13からの5サイクル目の放電体積容量であり、V15T60は、実施例13からの15サイクル目の放電体積容量であり、V100T60は、実施例13からの100サイクル目の放電体積容量である。
【0169】
<実施例14>
【0170】
実施例14のポリマーは、末端に不活性基を有する末端封鎖ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例14のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0171】
実施例14のポリマーの特性を示す表16Aを参照する。
【表16A】
【0172】
実施例14のポリマーを含む電解質の特性、及び前記電解質を含む電池の特性と電池の性能分析数値を示す表16Bを参照する。
【表16B-1】
【表16B-2】
【表16B-3】
【0173】
ここで、V5T25は、実施例12からの5サイクル目の放電体積容量であり、V15T25は、実施例12からの15サイクル目の放電体積容量であり、V100T25は、実施例12からの100サイクル目の放電体積容量であり、V5T60は、実施例14からの5サイクル目の放電体積容量であり、V15T60は、実施例14からの15サイクル目の放電体積容量であり、V100T60は、実施例14からの100サイクル目の放電体積容量である。
【0174】
<実施例15>
【0175】
実施例15のポリマーは、末端に不活性基を有する末端封鎖ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例15のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0176】
実施例15のポリマーの特性を示す表17Aを参照する。
【表17A】
【0177】
実施例15のポリマーを含む電解質の特性、及び前記電解質を含む電池の特性と電池の性能分析数値を示す表17Bを参照する。
【表17B-1】
【表17B-2】
【表17B-3】
【0178】
<実施例16>
【0179】
実施例16のポリマーは、末端に不活性基を有する末端封鎖ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例16のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0180】
実施例16のポリマーの特性を示す表18Aを参照する。
【表18A】
【0181】
実施例16のポリマーを含む電解質の特性、及び前記電解質を含む電池の特性と電池の性能分析数値を示す表18Bを参照する。
【表18B-1】
【表18B-2】
【表18B-3】
【0182】
<実施例17>
【0183】
実施例17のポリマーは、末端に不活性基を有する末端封鎖ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例17のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0184】
実施例17のポリマーの特性を示す表19Aを参照する。
【表19A】
【0185】
実施例17のポリマーを含む電解質の特性、及び前記電解質を含む電池の特性と電池の性能分析数値を示す表19Bを参照する。
【表19B-1】
【表19B-2】
【表19B-3】
【0186】
<実施例18>
【0187】
実施例18のポリマーは、末端に不活性基を有する末端封鎖ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例18のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0188】
実施例18のポリマーの特性を示す表20Aを参照する。
【表20A】
【0189】
実施例18のポリマーを含む電解質の特性、及び前記電解質を含む電池の特性と電池の性能分析数値を示す表20Bを参照する。
【表20B-1】
【表20B-2】
【表20B-3】
【0190】
<実施例19>
【0191】
実施例19のポリマーは、末端に不活性基を有する末端封鎖ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例19のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0192】
実施例19のポリマーの特性を示す表21Aを参照する。
【表21A】
【0193】
実施例19のポリマーを含む電解質の特性、及び前記電解質を含む電池の特性と電池の性能分析数値を示す表21Bを参照する。
【表21B-1】
【表21B-2】
【表21B-3】
【0194】
<実施例20>
【0195】
実施例20のポリマーは、末端に不活性基を有する末端封鎖ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例20のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0196】
実施例20のポリマーの特性を示す表22Aを参照する。
【表22A】
【0197】
実施例20のポリマーを含む電解質の特性、及び前記電解質を含む電池の特性と電池の性能分析数値を示す表22Bを参照する。
【表22B-1】
【表22B-2】
【表22B-3】
【0198】
<実施例21>
【0199】
実施例21のポリマーは、ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例21のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0200】
実施例21のポリマーの特性、及び前記ポリマーを含む電解質の特性を示す表23を参照する。
【表23】
【0201】
<実施例22>
【0202】
実施例22のポリマーは、ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例22のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0203】
実施例22のポリマーの特性、及び前記ポリマーを含む電解質の特性を示す表24を参照する。
【表24】
【0204】
<実施例23>
【0205】
実施例23のポリマーは、ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例23のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0206】
実施例23のポリマーの特性、及び前記ポリマーを含む電解質の特性を示す表25を参照する。
【表25】
【0207】
<実施例24>
【0208】
実施例24のポリマーは、ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例24のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0209】
実施例24のポリマーの特性、及び前記ポリマーを含む電解質の特性を示す表26を参照する。
【表26】
【0210】
<実施例25>
【0211】
実施例25のポリマーは、ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例25のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0212】
実施例25のポリマーの特性、及び前記ポリマーを含む電解質の特性を示す表27を参照する。
【表27】
【0213】
<実施例26>
【0214】
実施例26のポリマーは、ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例26のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0215】
実施例26のポリマーの特性、及び前記ポリマーを含む電解質の特性を示す表28を参照する。
【表28】
【0216】
<実施例27>
【0217】
実施例27のポリマーは、ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例27のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0218】
実施例27のポリマーの特性、及び前記ポリマーを含む電解質の特性を示す表29を参照する。
【表29】
【0219】
<実施例28>
【0220】
実施例28のポリマーは、ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例28のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0221】
実施例28のポリマーの特性、及び前記ポリマーを含む電解質の特性を示す表30を参照する。
【表30】
【0222】
<実施例29>
【0223】
実施例29のポリマーは、ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例29のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0224】
実施例29のポリマーの特性、及び前記ポリマーを含む電解質の特性を示す表31を参照する。
【表31】
【0225】
<実施例30>
【0226】
実施例30のポリマーは、ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例30のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0227】
実施例30のポリマーの特性、及び前記ポリマーを含む電解質の特性を示す表32を参照する。
【表32】
【0228】
<実施例31>
【0229】
実施例31のポリマーは、ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例31のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0230】
実施例31のポリマーの特性、及び、前記ポリマーを含む電解質の特性を示す表33を参照する。
【表33】
【0231】
<実施例32>
【0232】
実施例32のポリマーは、ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例32のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0233】
実施例32のポリマーの特性、及び前記ポリマーを含む電解質の特性を示す表34を参照する。
【表34】
【0234】
<実施例33>
【0235】
実施例33のポリマーは、ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例33のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0236】
実施例33のポリマーの特性、及び前記ポリマーを含む電解質の特性を示す表35を参照する。
【表35】
【0237】
<実施例34>
【0238】
実施例34のポリマーは、ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例34のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0239】
実施例34のポリマーの特性、及び前記ポリマーを含む電解質の特性を示す表36を参照する。
【表36】
【0240】
<実施例35>
【0241】
実施例35のポリマーは、ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例35のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0242】
実施例35のポリマーの特性、及び、前記ポリマーを含む電解質の特性を示す表37を参照する。
【表37】
【0243】
<実施例36>
【0244】
実施例36のポリマーは、ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例36のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0245】
実施例36のポリマーの特性、及び前記ポリマーを含む電解質の特性を示す表38を参照する。
【表38】
【0246】
<実施例37>
【0247】
実施例37のポリマーは、ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例37のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0248】
実施例37のポリマーの特性、及び前記ポリマーを含む電解質の特性を示す表39を参照する。
【表39】
【0249】
<実施例38>
【0250】
実施例38のポリマーは、ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例38のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0251】
実施例38のポリマーの特性、及び前記ポリマーを含む電解質の特性を示す表40を参照する。
【表40】
【0252】
<実施例39>
【0253】
実施例39のポリマーは、ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例39のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0254】
実施例39のポリマーの特性、及び前記ポリマーを含む電解質の特性を示す表41を参照する。
【表41】
【0255】
<実施例40>
【0256】
実施例40のポリマーは、ポリカーボネートを含むポリエステルを含む。実施例40のポリエステルは、少なくとも2つのモノマーから重合され、各モノマーは、カーボネートとポリオールから選択され、且つカーボネートは、式(I)に示す構造を有してもよい。
【0257】
実施例40のポリマーの特性、及び、前記ポリマーを含む電解質の特性を示す表42を参照する。
【表42】
【0258】
本開示は、上記のように実施形態で開示されているが、本開示を限定するために使用されるものではなく、当業者の誰でも、本開示の精神及び範囲を逸脱することなく、様々な変更及び修飾を行うことができるので、本開示の保護範囲は、添付される特許出願の範囲によって決定されたものを準ずる。