特許7924883IP Force 特許公報全文掲載

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充電式電池システムに関し、より具体的には、充電式リチウムイオン電池システムの特性を改善するための有効電解質添加剤および電極を含む、このようなシステムの化学的性質

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

異なるエネルギー貯蔵用途、たとえば車両およびグリッドストレージで使用され得る、より少ない有効電解質添加剤を有する新規な電池システムを対象とする。より具体的には、より多くの添加剤に依存する他のシステムよりもコストを削減しながら、Liイオン電池の性能および寿命を向上させる、2添加剤電解質システムを含む。本開示はまた、さらなるシステム強化を提供するために開示された2添加剤電解質・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】 蓄電システムを含む車両の概略図である。
【図2】 例示的な蓄電システムの概略図である。
【図3】 リチウムイオン電池-セルシステムの概略図である。
図4A~図4Jは、異なる電解質組成を有する電池システムの超高精度充電実験中に収集した典型的な実験データを示す。
【図4A】 1%DTD、2%VC、および2%VC+1%DTDを含む電解質システムの、時間当たりの時間正規化クーロン非効率(CIE/h)対サイクル数を示す図である。
【図4B】 1%DTD、2%VC、および2%VC+1%DTDを含む電解質システムの、クーロン効率(CE)対サイクル数を示す図である。
【図4C】 1%DTD、2%VC、および2%VC+1%DTDを含む電解質システムの、サイクル数に対してプロットされた充電終点の容量を示す図である。
【図4D】 1%DTD、2%VC、および2%VC+1%DTDを含む電解質システムの、放電容量対サイクル数を示す図である。
【図4E】 1%DTD、2%VC、および2%VC+1%DTDを含む電解質システムの、開回路電圧の変化対サイクル数を示す図である。
【図4F】 1%DTD、2%FEC、および2%FEC+1%DTDを含む電解質システムの、時間当たりの時間正規化クーロン非効率(CIE/h)対サイクル数を示す図である。
【図4G】 1%DTD、2%FEC、および2%FEC+1%DTDを含む電解質システムの、クーロン効率(CE)対サイクル数を示す図である。
【図4H】 1%DTD、2%FEC、および2%FEC+1%DTDを含む電解質システムの、サイクル数に対してプロットされた充電終点の容量を示す図である。
【図4I】 1%DTD、2%FEC、および2%FEC+1%DTDを含む電解質システムの、放電容量対サイクル数を示す図である。
【図4J】 1%DTD、2%FEC、および2%FEC+1%DTDを含む電解質システムの、平均充電電圧と平均充電電圧との差(デルタV)対サイクル数を示す図である。
図5A~図5Cは、図4に示されるデータの最後の3サイクルの平均を示し、FEC、VC、またはDTDのいずれか1つの添加剤と比較して、FEC+DTDおよびVC+DTDの組み合わせで、1時間あたりより低いクーロン非効率および1時間あたりより低い断片滑り(slippage)を示している。
【図5A】 図4に示される実験中に生成されたデータの最後の3サイクルの、1時間あたりの平均クーロン非効率を示す図である。
【図5B】 図4に示される実験中に生成されたデータの最後の3サイクルの平均断片滑りを示す図である。
【図5C】 図4に示される実験中に生成されたデータの最後の3サイクルの平均断片フェードを示す図である。
図6A~図6Fは、VCまたはFECを含む電解質システムへの添加剤としてDTDを含むことの利点を示す、40℃、C/3CCCVでの長期サイクリングを研究する、典型的な実験データを示す。
【図6A】 3.0Vから4.2Vの間でサイクルする、1%DTD、2%FEC、2%FEC+1%DTD、2%VC、および2%VC+1%DTDを含む電解質システムの、容量対サイクル数を示す図である。
【図6B】 3.0Vから4.2Vの間でサイクルする、1%DTD、2%FEC、2%FEC+1%DTD、2%VC、および2%VC+1%DTDを含む電解質システムの、正規化容量対サイクル数を示す図である。
【図6C】 3.0Vから4.2Vの間でサイクルする、1%DTD、2%FEC、2%FEC+1%DTD、2%VC、および2%VC+1%DTDを含む電解質システムの、電圧ヒステリシス(平均充電電圧と平均充電電圧との差)対サイクル数を示す図である。
【図6D】 3.0Vから4.2Vの間でサイクルする、1%DTD、2%FEC、2%FEC+1%DTD、2%VC、および2%VC+1%DTDを含む電解質システムの、容量対サイクル数を示す図である。
【図6E】 3.0Vから4.2Vの間でサイクルする、1%DTD、2%FEC、2%FEC+1%DTD、2%VC、および2%VC+1%DTDを含む電解質システムの、正規化容量対サイクル数を示す図である。
【図6F】 3.0Vから4.2Vの間でサイクルする、1%DTD、2%FEC、2%FEC+1%DTD、2%VC、および2%VC+1%DTDを含む電解質システムの、電圧ヒステリシス(平均充電電圧と平均充電電圧との差)対サイクル数を示す図である。
図7A~図7Fは、VCまたはFECを含む電解質システムへの添加剤としてDTDを含むことの利点を示す、20℃、C/3CCCVでの長期サイクリングを研究する、典型的な実験データを示す。
【図7A】 3.0Vから4.3Vの間でサイクルする、1%DTD、2%FEC、2%FEC+1%DTD、2%VC、および2%VC+1%DTDを含む電解質システムの、容量対サイクル数を示す図である。
【図7B】 3.0Vから4.3Vの間でサイクルする、1%DTD、2%FEC、2%FEC+1%DTD、2%VC、および2%VC+1%DTDを含む電解質システムの、正規化容量対サイクル数を示す図である。
【図7C】 3.0Vから4.3Vの間でサイクルする、1%DTD、2%FEC、2%FEC+1%DTD、2%VC、および2%VC+1%DTDを含む電解質システムの、電圧ヒステリシス(平均充電電圧と平均充電電圧との差)対サイクル数を示す図である。
【図7D】 3.0Vから4.3Vの間でサイクルする、1%DTD、2%FEC、2%FEC+1%DTD、2%VC、および2%VC+1%DTDを含む電解質システムの、容量対サイクル数を示す図である。
【図7E】 3.0Vから4.3Vの間でサイクルする、1%DTD、2%FEC、2%FEC+1%DTD、2%VC、および2%VC+1%DTDを含む電解質システムの、正規化容量対サイクル数を示す図である。
【図7F】 3.0Vから4.3Vの間でサイクルする、1%DTD、2%FEC、2%FEC+1%DTD、2%VC、および2%VC+1%DTDを含む電解質システムの、電圧ヒステリシス(平均充電電圧と平均充電電圧との差)対サイクル数を示す図である。
図8A~図8Iは、本開示の特定の実施形態による電解質組成のサイクル実験中に収集した典型的な経験データを示す。
【図8A】 30%エチレンカーボネートおよび70%エチルメチルカーボネート中の1.2MのLiPF6のベース電解質内で、40℃で3.0Vから4.3Vの間でサイクルする、2%FEC、1%FEC+1%DTD、2%FEC+1%DTD、1%FEC+1%MMDS、および2%FEC+1%MMDSを含む電解質システムの、ピーク容量対サイクル数を示す図である。
【図8B】 30%エチレンカーボネートおよび70%エチルメチルカーボネート中の1.2MのLiPF6のベース電解質内で、40℃で3.0Vから4.3Vの間でサイクルする、2%FEC、1%FEC+1%DTD、2%FEC+1%DTD、1%FEC+1%MMDS、および2%FEC+1%MMDSを含む電解質システムの、正規化容量対サイクル数を示す図である。
【図8C】 30%エチレンカーボネートおよび70%エチルメチルカーボネート中の1.2MのLiPF6のベース電解質内で、40℃で3.0Vから4.3Vの間でサイクルする、2%FEC、1%FEC+1%DTD、2%FEC+1%DTD、1%FEC+1%MMDS、および2%FEC+1%MMDSを含む電解質システムの、電圧ヒステリシス(平均充電電圧と平均充電電圧との差)を示す図である。
【図8D】 30%エチレンカーボネートおよび70%エチルメチルカーボネート中の1.2MのLiPF6のベース電解質内で、40℃で3.0Vから4.3Vの間でサイクルする、2%VC、1%VC+1%DTD、2%VC+1%DTD、1%VC+1%MMDS、および2%VC+1%MMDSを含む電解質システムの、ピーク容量対サイクル数を示す図である。
【図8E】 30%エチレンカーボネートおよび70%エチルメチルカーボネート中の1.2MのLiPF6のベース電解質内で、40℃で3.0Vから4.3Vの間でサイクルする、2%VC、1%VC+1%DTD、2%VC+1%DTD、1%VC+1%MMDS、および2%VC+1%MMDSを含む電解質システムの、正規化容量対サイクル数を示す図である。
【図8F】 重量で30%エチレンカーボネートおよび70%エチルメチルカーボネート中の1.2MのLiPF6のベース電解質内で、40℃で3.0Vから4.3Vの間でサイクルする、2%FEC、1%VC+1%DTD、2%VC+1%DTD、1%VC+1%MMDS、および2%VC+1%MMDSを含む電解質システムの、電圧ヒステリシス(平均充電電圧と平均充電電圧との差)を示す図である。
【図8G】 30%エチレンカーボネートおよび70%エチルメチルカーボネート中の1.2MのLiPF6のベース電解質内で、40℃で3.0Vから4.3Vの間でサイクルする、2%PES、1%PES+1%DTD、2%PES+1%DTD、1%PES+1%MMDS、および2%PES+1%MMDSを含む電解質システムの、ピーク容量対サイクル数を示す図である。
【図8H】 30%エチレンカーボネートおよび70%エチルメチルカーボネート中の1.2MのLiPF6のベース電解質内で、40℃で3.0Vから4.3Vの間でサイクルする、2%PES、1%PES+1%DTD、2%PES+1%DTD、1%PES+1%MMDS、および2%PES+1%MMDSを含む電解質システムの、正規化容量対サイクル数を示す図である。
【図8I】 30%エチレンカーボネートおよび70%エチルメチルカーボネート中の1.2MのLiPF6のベース電解質内で、40℃で3.0Vから4.3Vの間でサイクルする、2%FEC、1%PES+1%DTD、2%PES+1%DTD、1%PES+1%MMDS、および2%PES+1%MMDSを含む電解質システムの、電圧ヒステリシス(平均充電電圧と平均充電電圧との差)を示す図である。
図9A~図9Dおよび図9F~図9Iは、寿命をあまり犠牲にせずに電解質伝導性を高めて粘度を低下させるためにDTDを有するVCまたはFECを含む電解質システムに酢酸メチルを添加できることを示す、いくつかの超高精度充電実験中に収集した典型的な実験データを示す。伝導性の向上および粘度の低下は、より高い充電速度を要する特定の用途にとって重要である。
【図9A】 本開示の特定の実施形態による電解質システムの、クーロン効率(CE)対サイクル数を示す典型的な実験データである。
【図9B】 本開示の特定の実施形態による電解質システムの、サイクル数に対してプロットされた充電終点の容量を示す典型的な実験データである。
【図9C】 本開示の特定の実施形態による電解質システムの、放電容量対サイクル数を示す典型的な実験データである。
【図9D】 本開示の特定の実施形態による電解質システムの、開回路電圧における平均充電電圧と平均充電電圧との差(デルタV)対サイクル数を示す典型的な実験データである。
【図9F】 本開示の特定の実施形態による電解質システムの、クーロン効率(CE)対サイクル数の典型的な実験データである。
【図9G】 本開示の特定の実施形態による電解質システムの、サイクル数に対してプロットされた充電終点の容量の典型的な実験データである。
【図9H】 本開示の特定の実施形態による電解質システムの、放電容量対サイクル数の典型的な実験データである。
【図9I】 本開示の特定の実施形態による電解質システムの、平均充電電圧と平均充電電圧との差(デルタV)対サイクル数の典型的な実験データである。
図10A~図10Cは、実験データを要約したプロットであり、MA含有量が増加しても、電解質添加剤であるVCおよびFECは、単独でもDTDの存在下でも、依然として許容可能な性能を提供することを示している。
【図10A】 MA含有量の関数としての時間正規化CIEの実験データを要約したプロットである。
【図10B】 MA含有量の関数としての時間正規化断片フェードの実験データを要約したプロットである。
【図10C】 MA含有量の関数としての時間正規化断片充電終点容量滑りを要約したプロットである。
【図11】 4.0V~4.2Vの電圧範囲のFECを含む異なる電解質組成の電圧の関数として、寄生熱流、および寄生熱流と2%FEC+0%MAを含むセルの寄生熱流との差の実験データを要約したプロットである。
【図12】 4.0V~4.3Vの電圧範囲のFECを含む異なる電解質組成の電圧の関数として、寄生熱流、および寄生熱流と2%FEC+0%MAを含むセルの寄生熱流との差の実験データを要約したプロットである。図12Aは、最初のサイクルから4.3Vまでの結果を示す。図12Bは、第2のサイクルの結果を示す。
【図13】 4.0V~4.4Vの電圧範囲のFECを含む異なる電解質組成の電圧の関数として、寄生熱流、および寄生熱流と2%FEC+0%MAを含むセルの寄生熱流との差の実験データを要約したプロットである。
【図13A】 最初のサイクルから4.4Vまでの結果を示す。
【図13B】 第2のサイクルの結果を示す。
【図14】 図11~図13に示されるデータを含む、実験的寄生熱流データを要約したプロットである。
図15A~図15Fは、FECを含む電解質システムの、容量、正規化容量、および電圧ヒステリシス(平均充電電圧と平均充電電圧との差)対サイクル数の、20℃で得られた実験データのプロットである。
【図15A】 最大4.2VまでサイクルしたFECを含む電解質システムの、容量対サイクル数の20℃で得られた実験データのプロットである。
【図15B】 最大4.2VまでサイクルしたFECを含む電解質システムの、正規化容量対サイクル数の20℃で得られた実験データのプロットである。
【図15C】 最大4.2VまでサイクルしたFECを含む電解質システムの、電圧ヒステリシス(平均充電電圧と平均充電電圧との差)対サイクル数の20℃で得られた実験データのプロットである。
【図15D】 最大4.3VまでサイクルしたFECを含む電解質システムの、容量対サイクル数の20℃で得られた実験データのプロットである。
【図15E】 最大4.3VまでサイクルしたFECを含む電解質システムの、正規化容量対サイクル数の20℃で得られた実験データのプロットである。
【図15F】 最大4.3VまでサイクルしたFECを含む電解質システムの、電圧ヒステリシス(平均充電電圧と平均充電電圧との差)対サイクル数の20℃で得られた実験データのプロットである。
図16A~図16Fは、FECを含む電解質システムの、容量、正規化容量、および電圧ヒステリシスの、40℃で得られた実験データのプロットである。
【図16A】 最大4.2VまでサイクルしたFECを含む電解質システムの、容量対サイクル数の40℃で得られた実験データのプロットである。
【図16B】 最大4.2VまでサイクルしたFECを含む電解質システムの、正規化容量対サイクル数の40℃で得られた実験データのプロットである。
【図16C】 最大4.2VまでサイクルしたFECを含む電解質システムの、電圧ヒステリシス(平均充電電圧と平均充電電圧との差)対サイクル数の40℃で得られた実験データのプロットである。
【図16D】 最大4.3VまでサイクルしたFECを含む電解質システムの、容量対サイクル数の40℃で得られた実験データのプロットである。
【図16E】 最大4.3VまでサイクルしたFECを含む電解質システムの、正規化容量対サイクル数の40℃で得られた実験データのプロットである。
【図16F】 最大4.3VまでサイクルしたFECを含む電解質システムの、電圧ヒステリシス(平均充電電圧と平均充電電圧との差)対サイクル数の40℃で得られた実験データのプロットである。
図17A~図17Fは、FEC、VC、および/またはDTDを含む電解質システムの、容量、正規化容量、および電圧ヒステリシスの実験データのプロットである。
【図17A】 最大4.3VまでサイクルしたFECおよび/またはDTDを含む電解質システムの、容量対サイクル数の実験データのプロットである。
【図17B】 最大4.3VまでサイクルしたFECおよび/またはDTDを含む電解質システムの、正規化容量対サイクル数の実験データのプロットである。
【図17C】 最大4.3VまでサイクルしたFECおよび/またはDTDを含む電解質システムの、電圧ヒステリシス(平均充電電圧と平均充電電圧との差)対サイクル数の実験データのプロットである。
【図17D】 最大4.3VまでサイクルしたVCおよび/またはDTDを含む電解質システムの、容量対サイクル数の実験データのプロットである。
【図17E】 最大4.3VまでサイクルしたVCおよび/またはDTDを含む電解質システムの、正規化容量対サイクル数の実験データのプロットである。
【図17F】 最大4.3VまでサイクルしたVCおよび/またはDTDを含む電解質システムの、電圧ヒステリシス(平均充電電圧と平均充電電圧との差)対サイクル数の実験データのプロットである。
【図18A】 最大4.3VまでサイクルしたFECを含む電解質システムの、容量対サイクル数の実験データのプロットである。
【図18B】 最大4.3VまでサイクルしたFECを含む電解質システムの、正規化容量対サイクル数の実験データのプロットである。
【図19】 最大4.3VまでサイクルしたFECを含む電解質システムの、電圧ヒステリシス(平均充電電圧と平均充電電圧との差)対サイクル数の実験データのプロットである。
【図20】 異なる電解質システムのセル形成中に生成された形成ガスの体積の実験データを要約したプロットである。
【図21】 異なる電解質システムの電荷移動インピーダンスの実験データを要約したプロットである。
【図22】 20℃で30サイクルにわたって3つの異なる充電速度でセルが充電された後の、異なる電解質システムの低速容量損失を測定する実験データを要約したプロットである。
【図23】 20℃で異なる充電速度で充電されているセルに使用された異なる電解質システムのサイクル数の関数としてピーク容量を要約する実験データを要約したプロットである。
【図24】 20℃で異なる充電速度で充電されているセルに使用された異なる電解質システムのサイクル数の関数としてピーク容量を要約する実験データを要約したプロットである。
【図25】 様々な濃度のMA溶媒中の異なる添加剤の形成ガスの体積の実験データを要約したプロットである。
【図26】 様々な濃度のMA溶媒を含む電解質中の異なる添加剤の電荷移動インピーダンスの実験データを要約したプロットである。
【図27】 異なる電解質組成で、20℃で30サイクルの1、1.5、および2Cで充電した後の、低速容量損失の実験データを要約したプロットである。
【図28】 図27に示される特定の実験データの拡大図である。
【図29】 FECを含む電解質システムのサイクル数の関数としてのデルタV(平均充電電圧と平均充電電圧との差)の実験データを要約した図である。
【図30】 FECを含む電解質システムのサイクル数の関数としてのピーク容量の実験データを要約した図である。
【図31】 FECを含む電解質システムのサイクル数の関数としてのエネルギーヒステリシスの実験データを要約した図である。
【図32】 VCを含む電解質システムのサイクル数の関数としてのデルタV(平均充電電圧と平均充電電圧との差)の実験データを要約した図である。
【図33】 VCを含む電解質システムのサイクル数の関数としてのピーク容量の実験データを要約した図である。
【図34】 VCを含む電解質システムのサイクル数の関数としてのエネルギーヒステリシスの実験データを要約した図である。
図35A~図35Dは、NMC532の正極および人造黒鉛の負極を有する電解質シス テムの実験データを要約している。
【図35A】 LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムのインピーダンスの実数部に対するインピーダンスの虚数部の負数をプロットして、実験インピーダンスデータを要約した図である。
【図35B】 VC、PES、またはLFOを含むことを含む、異なる電解質システムのインピーダンスの実数部に対するインピーダンスの虚数部の負数をプロットして、実験インピーダンスデータを要約した図である。
【図35C】 FEC、DTD、またはLFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムのインピーダンスの実数部に対するインピーダンスの虚数部の負数をプロットして、実験インピーダンスデータを要約した図である。
【図35D】 VC、FEC、DTD、PES、またはLFO、NMC532の正極、および人造黒鉛の負極を含む異なる電解質システムの実験インピーダンスデータを要約した図である。
【図36】 VC、FEC、DTD、PES、またはLFOを含む異なる電解質システムの実験データを要約した図である。
図37A~図37Fは、LFOを含まない対照と比較した、LFOを含む異なる電解質システムの実験貯蔵データを要約している。
【図37A】 システムを4.4Vで500時間60℃に貯蔵した後の、LFOを含まない対照と比較した、LFOを含む異なる電解質システムの電圧降下データを要約した図である。
【図37B】 システムを2.5Vで500時間60℃に貯蔵した後の、LFOを含まない対照と比較した、LFOを含む異なる電解質システムの電圧降下データを要約した図である。
【図37C】 システムを4.4Vで500時間60℃に貯蔵した後の、LFOを含まない対照と比較した、LFOを含む異なる電解質システムの体積変化データを要約した図である。
【図37D】 システムを2.5Vで500時間60℃に貯蔵した後の、LFOを含まない対照と比較した、LFOを含む異なる電解質システムの体積変化データを要約した図である。
【図37E】 システムを4.4Vで500時間60℃に貯蔵した前後の、LFOを含まない対照と比較した、LFOを含む異なる電解質システムのインピーダンスデータを要約した図である。
【図37F】 システムを2.5Vで500時間60℃に貯蔵した前後の、LFOを含まない対照と比較した、LFOを含む異なる電解質システムのインピーダンスデータを要約した図である。
図38A~図38Fは、LFOを含まない対照と比較した、LFOを含む異なる電解質システムの実験貯蔵データを要約している。
【図38A】 システムを4.4Vで500時間60℃に貯蔵した後の、LFOを含まない対照と比較した、LFOを含む異なる電解質システムの電圧降下データを要約した図である。
【図38B】 システムを2.5Vで500時間60℃に貯蔵した後の、LFOを含まない対照と比較した、LFOを含む異なる電解質システムの電圧降下データを要約した図である。
【図38C】 システムを4.4Vで500時間60℃に貯蔵した後の、LFOを含まない対照と比較した、LFOを含む異なる電解質システムの体積変化データを要約した図である。
【図38D】 システムを2.5Vで500時間60℃に貯蔵した後の、LFOを含まない対照と比較した、LFOを含む異なる電解質システムの体積変化データを要約した図である。
【図38E】 システムを4.4Vで500時間60℃に貯蔵した前後の、LFOを含まない対照と比較した、LFOを含む異なる電解質システムのインピーダンスデータを要約した図である。
【図38F】 システムを2.5Vで500時間60℃に貯蔵した前後の、LFOを含まない対照と比較した、LFOを含む異なる電解質システムのインピーダンスデータを要約した図である。
図39A~図39Fは、LFOを含まない対照と比較した、LFOを含む異なる電解質システムの実験データを要約している。
【図39A】 4.1Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、電解質システムのクーロン効率(CE)対サイクル数のデータを要約した図である。
【図39B】 4.1Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの電圧の変化対サイクル数のデータを要約した図である。
【図39C】 4.1Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムのサイクル数に対してプロットされた充電終点の容量のデータを要約した図である。
【図39D】 4.1Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの正規化放電容量対サイクル数のデータを要約した図である。
【図39E】 4.2Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、電解質システムのクーロン効率(CE)対サイクル数のデータを要約した図である。
【図39F】 4.2Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの電圧の変化対サイクル数のデータを要約した図である。
【図39G】 4.2Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムのサイクル数に対してプロットされた充電終点の容量のデータを要約した図である。
【図39H】 4.2Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの正規化放電容量対サイクル数のデータを要約した図である。
図40A~図40Fは、LFOを含まない対照と比較した、LFOを含む異なる電解質システムの実験データを要約している。
【図40A】 4.3Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、電解質システムのクーロン効率(CE)対サイクル数のデータを要約した図である。
【図40B】 4.3Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの開回路電圧の変化対サイクル数のデータを要約した図である。
【図40C】 4.3Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムのサイクル数に対してプロットされた充電終点の容量のデータを要約した図である。
【図40D】 4.3Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの正規化放電容量対サイクル数のデータを要約した図である。
【図40E】 4.4Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、電解質システムのクーロン効率(CE)対サイクル数のデータを要約した図である。
【図40F】 4.4Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの開回路電圧の変化対サイクル数のデータを要約した図である。
【図40G】 4.4Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムのサイクル数に対してプロットされた充電終点の容量のデータを要約した図である。
【図40H】 4.4Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの正規化放電容量対サイクル数のデータを要約した図である。
【図41A】 LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムのクーロン非効率対上限カットオフ電圧のデータを要約した図である。
【図41B】 LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの断片フェード対上限カットオフ電圧のデータを要約した図である。
【図41C】 LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの充電終点容量滑り対上限カットオフ電圧のデータを要約した図である。
【図42A】 図41Aの拡大図であり、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムのクーロン非効率対上限カットオフ電圧のデータを要約している。
【図42B】 41Bの拡大図であり、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの断片フェード対上限カットオフ電圧のデータを要約している。
【図42C】 41Cの拡大図であり、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの充電終点容量滑り対上限カットオフ電圧のデータを要約している。
図43A~図43Dは、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの長期サイクリングデータを要約している。
【図43A】 40℃でサイクリングを行った、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの正規化放電容量データを要約した図である。
【図43B】 40℃でサイクリングを行った、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの平均充電電圧データを要約した図である。
【図43C】 20℃でサイクリングを行った、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの正規化放電容量データを要約した図である。
【図43D】 20℃でサイクリングを行った、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの平均充電電圧データを要約した図である。
図44A~図44Dは、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの高速充電下での長期サイクリングデータを要約している。
【図44A】 第1の実験中に20℃でサイクリングを行った、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの正規化放電容量データを要約した図である。
【図44B】 第1の実験中に20℃でサイクリングを行った、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの平均充電電圧データを要約した図である。
【図44C】 第2の実験中に20℃でサイクリングを行った、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの正規化放電容量データを要約した図である。
【図44D】 第2の実験中に20℃でサイクリングを行った、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの平均充電電圧データを要約した図である。
【図45A】 セルを40℃に維持したときの、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの電圧データを要約した図である。
【図45B】 セルを40℃に維持したときの、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの体積変化データを要約した図である。
図46A~図46Dは、貯蔵実験中に生成された電圧降下およびインピーダンスデータを要約している。
【図46A】 セルを4.4Vで500時間60℃に維持した後の、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの電圧降下データを要約した図である。
【図46B】 セルを4.4Vで500時間60℃に維持した前後の、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムのインピーダンスデータを要約した図である。
【図46C】 セルを2.5Vで500時間60℃に維持した後の、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの電圧降下データを要約した図である。
【図46D】 セルを2.5Vで500時間60℃に維持した前後の、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムのインピーダンスデータを要約した図である。
【図47】 特定の充電および放電状況中の例示的なデータを示す図である。
図48A~図48Fは、実験的熱流データ対電圧を要約している。図48A、図48C、および図48Eは、4.4Vまでの最初のサイクルの結果を示す。図48B、図48D、および図48Fは、4.4Vまでの第2のサイクルの結果を示す。
【図48A】 最初のサイクル中の4.0Vから4.4Vの電圧範囲のDTDを含むシステムを含む、異なる電解質システムの電圧の関数として、実験的寄生熱流データ、および寄生熱流と2%VC+1%DTDを含むセルの寄生熱流との差を要約した図である。
【図48B】 第2のサイクル中の4.0Vから4.4Vの電圧範囲のDTDを含むシステムを含む、異なる電解質システムの電圧の関数として、実験的寄生熱流データ、および寄生熱流と2%VC+1%DTDを含むセルの寄生熱流との差を要約した図である。
【図48C】 最初のサイクル中の4.0Vから4.4Vの電圧範囲のLFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの電圧の関数として、実験的寄生熱流データ、および寄生熱流と2%VC+1%DTDを含むセルの寄生熱流との差を要約した図である。
【図48D】 第2のサイクル中の4.0Vから4.4Vの電圧範囲のLFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの電圧の関数として、実験的寄生熱流データ、および寄生熱流と2%VC+1%DTDを含むセルの寄生熱流との差を要約した図である。
【図48E】 最初のサイクル中の4.0Vから4.4Vの電圧範囲のLFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの電圧の関数として、実験的寄生熱流データ、および寄生熱流と2%VC+1%DTDを含むセルの寄生熱流との差を要約した図である。
【図48F】 第2のサイクル中の4.0Vから4.4Vの電圧範囲のLFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの電圧の関数として、実験的寄生熱流データ、および寄生熱流と2%VC+1%DTDを含むセルの寄生熱流との差を要約した図である。
【図49】 欠番
図50A~図50Cは、異なる電解質システムのサイクル数の関数としての実験的な平均寄生熱流データを要約している。
【図50A】 2%VC+1%DTDおよび2%FEC+1%DTDを含む電解質システムのサイクル数の関数としての実験的な平均寄生熱流データを要約した図である。
【図50B】 0.5%LFO、1%LFO、1.5%LFO、0.5%LFO+1%VC+1%FEC、1.0%LFO+1%VC+1%FEC、および1.5%LFO+1%VC+1%FECを含む電解質システムのサイクル数の関数としての実験的な平均寄生熱流データを要約した図である。
【図50C】 1%LFO、1%LFO+1%VC、1%LFO+1%FEC、および1%LFO+1%VC+1%FECを含む電解質システムのサイクル数の関数としての実験的な平均寄生熱流データを要約した図である。
【図51】 寄生熱流実験からの最高性能のセルを示す、図50A~図50Cからの実験データを要約した図である。
図52A~図52Dは、4.2Vまでサイクルした、LFOを含まない対照を含まない対象と比較した、LFOを含む異なる電解質システムの実験データを要約している。
【図52A】 4.2Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、電解質システムのクーロン効率対サイクル数のデータを要約した図である。
【図52B】 4.2Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムのサイクル数に対してプロットされた充電終点の容量のデータを要約した図である。
【図52C】 4.2Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの電圧の変化対サイクル数のデータを要約した図である。
【図52D】 4.2Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの正規化放電容量対サイクル数のデータを要約した図である。
図53A~図53Dは、4.3Vまでサイクルした、LFOを含まない対照を含まない対象と比較した、LFOを含む異なる電解質システムの実験データを要約している。
【図53A】 4.3Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、電解質システムのクーロン効率対サイクル数のデータを要約した図である。
【図53B】 4.3Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムのサイクル数に対してプロットされた充電終点の容量のデータを要約した図である。
【図53C】 4.3Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの電圧の変化対サイクル数のデータを要約した図である。
【図53D】 4.3Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの正規化放電容量対サイクル数のデータを要約した図である。
図54A~図54Dは、4.4Vまでサイクルした、LFOを含まない対照を含まない対象と比較した、LFOを含む異なる電解質システムの実験データを要約している。
【図54A】 4.4Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、電解質システムのクーロン効率対サイクル数の実験データを要約した図である。
【図54B】 4.4Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムのサイクル数に対してプロットされた充電終点の容量の実験データを要約した図である。
【図54C】 4.4Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの電圧の変化対サイクル数の実験データを要約した図である。
【図54D】 4.4Vにサイクルした、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの正規化放電容量対サイクル数の実験データを要約した図である。
【図55A】 LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムのクーロン非効率対上限カットオフ電圧のデータを要約した図である。
【図55B】 LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの断片フェード対上限カットオフ電圧のデータを要約した図である。
【図55C】 LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの充電終点容量滑り対上限カットオフ電圧のデータを要約した図である。
【図56A】 図55Aの拡大図であり、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムのクーロン非効率対上限カットオフ電圧のデータを要約している。
【図56B】 55Bの拡大図であり、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの断片フェード対上限カットオフ電圧のデータを要約している。
【図56C】 図55Cの拡大図であり、LFOを含むシステムを含む、異なる電解質システムの充電終点容量滑り対上限カットオフ電圧のデータを要約している。
【図57】 超高精度サイクル実験中に生成されたインピーダンスデータを示す図である。
図58A~図58Dは、2つの異なるコーティングを有するNMC622から作られた正極を有するLFOを含む電解質システムの実験データを要約している。
【図58A】 4.4Vで様々な電解質システムのうちの500個を60℃で貯蔵した後の電圧降下の実験データを要約した図である。
【図58B】 4.4Vで様々な電解質システムのうちの500個を60℃で貯蔵した前後のインピーダンスの実験データを要約した図である。
【図58C】 2.5Vで様々な電解質システムのうちの500個を60℃で貯蔵した後の電圧降下の実験データを要約した図である。
【図58D】 2.5Vで様々な電解質システムのうちの500個を60℃で貯蔵した前後のインピーダンスの実験データを要約した図である。
【図59】 欠番
【図60】 Guangzhou Tinci Materials Technology Co.,Ltd.およびShenzhen Capchem Technology Co.,Ltd.のLFOの経時的な空気曝露による質量変化の実験データを要約した図である。
【図61】 Guangzhou Tinci Materials Technology Co.,Ltd.およびShenzhen Capchem Technology Co.,Ltd.のLFOの熱重量分析の実験データを要約した図である。

代表図 図1本件の代表的な図

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