DE102020002872A1 - Electrolyte for an electrochemical energy store - Google Patents

Electrolyte for an electrochemical energy store Download PDF

Info

Publication number
DE102020002872A1
DE102020002872A1 DE102020002872.1A DE102020002872A DE102020002872A1 DE 102020002872 A1 DE102020002872 A1 DE 102020002872A1 DE 102020002872 A DE102020002872 A DE 102020002872A DE 102020002872 A1 DE102020002872 A1 DE 102020002872A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrolyte
additive
energy store
electrochemical energy
diamino
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020002872.1A
Other languages
German (de)
Inventor
Andreas Hintennach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to DE102020002872.1A priority Critical patent/DE102020002872A1/en
Publication of DE102020002872A1 publication Critical patent/DE102020002872A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • 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
    • H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
    • 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
    • H01M2300/0028—Organic electrolyte characterised by the solvent
    • 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

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektrolyten (13) für einen elektrochemischen Energiespeicher (10) enthaltend zumindest ein erstes Additiv, ein zweites Additiv und ein nichtwässriges Lösungsmittel, wobei das zweite Additiv (2S)-2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan-2-yl]hexanamid-bis(methansulfonat) ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines elektrochemischen Energiespeichers (10), einen Energiespeicher (10) sowie die Verwendung eines Energiespeichers (10) zur Speicherung von elektrischer Energie.The invention relates to an electrolyte (13) for an electrochemical energy store (10) containing at least a first additive, a second additive and a non-aqueous solvent, the second additive (2S) -2,6-diamino-N - [(2S) - 1-phenylpropan-2-yl] hexanamide bis (methanesulfonate). The invention also relates to a method for producing an electrochemical energy store (10), an energy store (10) and the use of an energy store (10) for storing electrical energy.

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektrolyten für einen elektrochemischen Energiespeicher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines elektrochemischen Energiespeichers, einen elektrochemischen Energiespeicher sowie die Verwendung eines elektrochemischen Energiespeichers zur Speicherung von elektrischer Energie.The invention relates to an electrolyte for an electrochemical energy store according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a method for producing an electrochemical energy store, an electrochemical energy store and the use of an electrochemical energy store for storing electrical energy.

Hybrid-Festkörperzellen sind Systeme, die keinen konventionellen Separator wie Lithium-Ionen Zellen aufweisen, sondern eine keramische, polymere, oder polymerkeramische Membran aufweisen. Diese Membran ist auch ohne das Vorliegen eines Flüssigelektrolyten zur Ionenleitung befähigt. Die Ionenleitung erfolgt dann nicht entlang der Poren innerhalb einer flüssigen Phase, sondern direkt im Festkörper. Da die Leitfähigkeit in unterschiedlichen Temperaturbereichen bei vielen Materialsystemen nicht ausreichend hoch ist für eine Verwendung als beispielsweise Traktionsakkumulatoren, werden auch hybride Formen von Festkörperzellen eingesetzt, bei denen eine geringe Menge einer Flüssigkeit, die als Elektrolyt fungieren kann, einen Teil der Ionenleitung übernimmt. Die Festkörpermembran dient hier ebenfalls als Schutzschicht, insbesondere aber weiterhin der Ionenleitung.Hybrid solid-state cells are systems that do not have a conventional separator such as lithium-ion cells, but instead have a ceramic, polymer or polymer-ceramic membrane. This membrane is capable of ion conduction even without the presence of a liquid electrolyte. The ionic conduction then does not take place along the pores within a liquid phase, but directly in the solid. Since the conductivity in different temperature ranges in many material systems is not high enough for use as traction accumulators, for example, hybrid forms of solid-state cells are also used, in which a small amount of a liquid that can act as an electrolyte takes over part of the ionic conductivity. The solid-state membrane here also serves as a protective layer, but in particular continues to serve as ion conduction.

Aus dem Stand der Technik sind elektrochemische Energiespeicher basierend auf hybride Festkörperzellen bekannt.Electrochemical energy stores based on hybrid solid-state cells are known from the prior art.

Die DE 10 2016 010 405 A1 beschreibt einen Elektrolyten für einen elektrochemischen Energiespeicher mit einem nichtwässrigen Lösungsmittel, das ein Hexanamid und ein Phenothiazin als Additive aufweist.the DE 10 2016 010 405 A1 describes an electrolyte for an electrochemical energy store with a non-aqueous solvent that has a hexanamide and a phenothiazine as additives.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Elektrolyten für einen elektrochemischen Energiespeicher, ein Verfahren zur Herstellung eines verbesserten elektrochemischen Energiespeichers, einen verbesserten elektrochemischen Energiespeicher sowie die Verwendung eines verbesserten elektrochemischen Energiespeichers zur Speicherung von elektrischer Energie bereitzustellen.The object of the present invention is to provide an improved electrolyte for an electrochemical energy store, a method for producing an improved electrochemical energy store, an improved electrochemical energy store and the use of an improved electrochemical energy store for storing electrical energy.

Diese Aufgabe wird durch einen Elektrolyten, ein Verfahren zur Herstellung eines elektrochemischen Energiespeichers, einen elektrochemischen Energiespeicher sowie die Verwendung eines elektrochemischen Energiespeichers zur Speicherung von elektrischer Energie gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by an electrolyte, a method for producing an electrochemical energy store, an electrochemical energy store and the use of an electrochemical energy store for storing electrical energy according to the independent claims. Advantageous embodiments are specified in the subclaims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Elektrolyten für einen elektrochemischen Energiespeicher enthaltend zumindest ein erstes Additiv, ein zweites Additiv und ein nichtwässriges Lösungsmittel, wobei das zweite Additiv (2S)-2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan-2-yl]hexanamid-bis(methansulfonat) ist.A first aspect of the invention relates to an electrolyte for an electrochemical energy store containing at least a first additive, a second additive and a non-aqueous solvent, the second additive (2S) -2,6-diamino-N - [(2S) -1-phenylpropane -2-yl] hexanamide bis (methanesulfonate).

Als flüssige Elektrolyte für hybride Festkörperzellen werden Lösungen auf Basis von Oxolan-2-on eingesetzt. Oxolan-2-on hat den Nachteil, dass es in bestehenden hybriden Festkörperzellen bei höheren Spannungen schnell zersetzt wird. So weist Oxolan-2-on eine reduzierte Stabilität gegenüber elektrochemischen Potentialen von zumindest 4.1 V auf, was bei neueren Kathodenmaterialien problematisch ist, da diese bis zu 4.65 V an elektrochemischem Potential gegenüber Graphit erreichen. Gegenüber Graphitanoden erreichen Siliziumanoden signifikant höher Energiedichten. Allerdings weist Oxolan-2-on durch Kontakt mit Anoden basierend auf Silizium eine hohe Zersetzungsrate auf, da mit jedem Laden und Entladen eine Festelektrolyt Interphase gebildet wird, welche durch entsprechende Volumenveränderungen während des Zyklisierens wieder zerfällt. Anoden basierend auf Silizium haben beispielsweise gegenüber Lithium-Metall Anoden sicherheitstechnische Vorteile, da im Falle einer thermischen Überlastung kein Metallbrand des Lithiums einsetzen kann. Zugleich ist die Energiedichte von Siliziumanoden signifikant höher als bei Graphitanoden. Durch die Zugabe von (2S)-2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan-2-yl]hexanamid-bis(methansulfonat) als Additiv wird ein Oxolan-2-on basiertes Flüssigelektrolyt durch Kontakt mit einer Siliziumanode deutlich langsamer zersetzt, wodurch eine signifikant erhöhte Lebensdauer der hybriden Festkörperzelle erzielbar ist. Eine so modifizierte hybride Festkörperzelle kann beispielsweise mehr als 1200 Ladezyklen durchlaufen, bis die verbleibende Speicherkapazität 80 % der anfänglichen Speicherkapazität beträgt. Zudem wird ein deutlich reduzierter Innenwiderstand der hybriden Festkörperzelle erreicht. Der Innenwiderstand der hybriden Festkörperzelle kann beispielsweise, ausgehend von 2 mOhm ohne Additiv, auf 0.9 mOhm gesenkt werden.Solutions based on oxolan-2-one are used as liquid electrolytes for hybrid solid-state cells. Oxolan-2-one has the disadvantage that it is rapidly decomposed in existing hybrid solid-state cells at higher voltages. Oxolan-2-one, for example, has a reduced stability towards electrochemical potentials of at least 4.1 V, which is problematic with newer cathode materials, since they reach an electrochemical potential of up to 4.65 V compared to graphite. Compared to graphite anodes, silicon anodes achieve significantly higher energy densities. However, Oxolan-2-one has a high decomposition rate due to contact with anodes based on silicon, since a solid electrolyte interphase is formed with each charge and discharge, which disintegrates again due to corresponding changes in volume during cycling. Anodes based on silicon have safety advantages over lithium metal anodes, for example, since in the event of a thermal overload, no metal fire of the lithium can set in. At the same time, the energy density of silicon anodes is significantly higher than that of graphite anodes. By adding (2S) -2,6-diamino-N - [(2S) -1-phenylpropan-2-yl] hexanamide-bis (methanesulfonate) as an additive, an oxolan-2-one-based liquid electrolyte is created by contact with a Silicon anode decomposes much more slowly, which means that a significantly increased service life of the hybrid solid-state cell can be achieved. A hybrid solid-state cell modified in this way can, for example, run through more than 1200 charging cycles until the remaining storage capacity is 80% of the initial storage capacity. In addition, the internal resistance of the hybrid solid-state cell is significantly reduced. The internal resistance of the hybrid solid-state cell can, for example, starting from 2 mOhm without additive, be reduced to 0.9 mOhm.

Es ist in einer vorteilhaften Ausgestaltungsform vorgesehen, dass das nichtwässrige Lösungsmittel Oxolan-2-on ist.In an advantageous embodiment, it is provided that the non-aqueous solvent is oxolan-2-one.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform ist das erste Additiv (2S)-2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan-2-yl]hexanamid. Durch Zugabe dieses Additivs können thermische Effekte im Betrieb des elektrochemischen Energiespeichers verstärkt werden.According to an advantageous embodiment, the first additive is (2S) -2,6-diamino-N - [(2S) -1-phenylpropan-2-yl] hexanamide. By adding this additive, thermal effects in the operation of the electrochemical energy store can be increased.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform liegen das erste Additiv und (2S)-2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan-2-yl]hexanamid-bis(methansulfonat) in einem Gewichtsverhältnis von 1:2 vor.According to a further advantageous embodiment, the first additive is located and (2S) -2,6-diamino-N - [(2S) -1-phenylpropan-2-yl] hexanamide bis (methanesulfonate) in a weight ratio of 1: 2.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform liegt das erste Additiv mit einem Anteil von 2 Gew.-% und (2S)-2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan-2-yl]hexanamidbis(methansulfonat) mit einem Anteil von 1 Gew.-% vor.According to an advantageous embodiment, the first additive is in a proportion of 2% by weight and (2S) -2,6-diamino-N - [(2S) -1-phenylpropan-2-yl] hexanamide bis (methanesulfonate) in a proportion of 1% by weight.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltungsform umfasst der Elektrolyt ein Salz ausgewählt aus der Gruppe umfassend Lithiumhexafluorophosphat, Lithiumbis(fluorosulfonyl)imid, Lithium-bis(trifluormethansulfon)imid, Lithium-bis(oxalato)borat und Kombinationen daraus.According to another advantageous embodiment, the electrolyte comprises a salt selected from the group comprising lithium hexafluorophosphate, lithium bis (fluorosulfonyl) imide, lithium bis (trifluoromethanesulfone) imide, lithium bis (oxalato) borate and combinations thereof.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektrochemischen Energiespeichers umfassend zumindest die Schritte:

  1. a) Lösen eines zumindest ersten Additivs und (2S)-2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan-2-yl]hexanamid-bis(methansulfonat) als ein zweites Additiv in einem nichtwässrigen Lösungsmittel;
  2. b) In-Kontakt-bringen einer Kathode mit dem nichtwässrigen Lösungsmittel; und
  3. c) In-Kontakt-bringen der Kathode mit der Lösung aus Schritt a).
A second aspect of the invention relates to a method for producing an electrochemical energy store comprising at least the steps:
  1. a) dissolving at least a first additive and (2S) -2,6-diamino-N - [(2S) -1-phenylpropan-2-yl] hexanamide bis (methanesulfonate) as a second additive in a non-aqueous solvent;
  2. b) contacting a cathode with the non-aqueous solvent; and
  3. c) Bringing the cathode into contact with the solution from step a).

In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform umfasst das Verfahren zumindest einen weiteren Schritt:

  1. d) In-Kontakt-bringen der Lösung aus Schritt a) mit einem als Elektrolyt geeigneten Festkörper.
In an advantageous embodiment, the method comprises at least one further step:
  1. d) Bringing the solution from step a) into contact with a solid body suitable as an electrolyte.

Es ist in einer vorteilhaften Ausgestaltungsform vorgesehen, dass in Schritt a) als ein erstes Additiv (2S)-2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan-2-yl]hexanamid mit einem Anteil von 2 Gew.-% und als ein zweites Additiv (2S)-2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan-2-yl]hexanamid-bis(methansulfonat) mit einem Anteil von 1 Gew.-% in Oxolan-2-on gelöst werden.It is provided in an advantageous embodiment that in step a) as a first additive (2S) -2,6-diamino-N - [(2S) -1-phenylpropan-2-yl] hexanamide with a proportion of 2 wt. -% and as a second additive (2S) -2,6-diamino-N - [(2S) -1-phenylpropan-2-yl] hexanamide bis (methanesulfonate) with a proportion of 1% by weight in oxolane 2-on to be solved.

Es ist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform vorgesehen, dass in Schritt b) ein In-Kontakt-bringen der Oberfläche der Kathode durch reines Oxolan-2-on erfolgt.In a further advantageous embodiment, the surface of the cathode is brought into contact with pure oxolan-2-one in step b).

Es ist in einer vorteilhaften Ausgestaltungsform vorgesehen, dass in Schritt c) die Lösung aus Schritt a) bestehend aus (2S)-2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan-2-yl]hexanamid mit einem Anteil von 2 Gew.-% und (2S)-2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan-2-yl]hexanamid-bis(methansulfonat) mit einem Anteil von 1 Gew.-% in Oxolan-2-on gelöst auf die Kathode aufgebracht wird.It is provided in an advantageous embodiment that in step c) the solution from step a) consisting of (2S) -2,6-diamino-N - [(2S) -1-phenylpropan-2-yl] hexanamide with a portion of 2% by weight and (2S) -2,6-diamino-N - [(2S) -1-phenylpropan-2-yl] hexanamide bis (methanesulfonate) with a proportion of 1% by weight in oxolane 2-one dissolved is applied to the cathode.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft einen elektrochemischen Energiespeicher mit einem erfindungsgemäßen Elektrolyten.A third aspect of the invention relates to an electrochemical energy store with an electrolyte according to the invention.

Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung eines elektrochemischen Energiespeichers mit einem erfindungsgemäßen Elektrolyten zur Speicherung von elektrischer Energie.A fourth aspect of the invention relates to the use of an electrochemical energy store with an electrolyte according to the invention for storing electrical energy.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung(en). Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of a preferred exemplary embodiment and with reference to the drawing (s). The features and combinations of features mentioned above in the description as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the single figure can be used not only in the specified combination, but also in other combinations or on their own, without the frame to leave the invention.

Die einzige Fig. zeigt schematisch einen elektrochemischen Energiespeicher 10 in einer Schnittdarstellung.The single figure shows schematically an electrochemical energy store 10 in a sectional view.

Der elektrochemische Energiespeicher 10 umfasst eine Anode 11, eine Kathode 12 und einen Elektrolyten 13, welcher zwischen der Anode 11 und der Kathode 12 angeordnet ist. Die Anode 11 und die Kathode 12 können räumlich und elektrisch durch einen nicht dargestellten, ionenleitenden Separator voneinander getrennt sein. Der Separator kann eine elektrisch leitfähige keramische, polymere, oder polymerkeramische Membran sein.The electrochemical energy storage 10 includes an anode 11th , a cathode 12th and an electrolyte 13th , which between the anode 11th and the cathode 12th is arranged. The anode 11th and the cathode 12th can be spatially and electrically separated from one another by an ion-conducting separator (not shown). The separator can be an electrically conductive ceramic, polymer, or polymer-ceramic membrane.

Die Anode 11 und Kathode 12 sind jeweils als Festkörperelektroden ausgebildet, deren dem Elektrolyten 13 zugewandte Oberflächenseite mit einer elektrisch leitfähigen Matrix beschichtet ist. Die elektrisch leitfähige Matrix der Anode 11 umfasst eine poröse Siliziumstruktur. Als chemisch aktives Material wird beispielsweise Lithium oder Lithiumverbindungen in die elektrisch leitfähige Matrix der Anode 11 interkaliert. Die elektrisch leitfähige Matrix der Kathode 12 umfasst beispielsweise MetallIonen, wie Mangan-, Bismut- oder Kobalt-Ionen, deren Oxide oder Kombinationen daraus.The anode 11th and cathode 12th are each designed as solid-state electrodes, whose the electrolyte 13th facing surface side is coated with an electrically conductive matrix. The electrically conductive matrix of the anode 11th comprises a porous silicon structure. Lithium or lithium compounds, for example, are used as chemically active material in the electrically conductive matrix of the anode 11th intercalated. The electrically conductive matrix of the cathode 12th includes, for example, metal ions such as manganese, bismuth or cobalt ions, their oxides or combinations thereof.

Der Elektrolyt 13 dient als Übertragungsmedium einer zwischen der Anode 11 und der Kathode 12 ablaufenden chemischen Reaktion während eines Ladens und Entladens des elektrochemischen Energiespeichers 10. Der Elektrolyt 13 enthält Oxolan-2-on als ein nichtwässriges Lösungsmittel und ein Salz, wie beispielsweise Lithiumhexafluorophosphat, Lithium-bis(fluorosulfonyl)imid, Lithiumbis(trifluormethansulfon)imid, Lithium-bis(oxalato)borat oder Kombinationen daraus.The electrolyte 13th serves as a transmission medium one between the anode 11th and the cathode 12th chemical reaction taking place during charging and discharging of the electrochemical energy store 10 . The electrolyte 13th contains oxolan-2-one as a non-aqueous solvent and a salt such as lithium hexafluorophosphate, lithium bis (fluorosulfonyl) imide, lithium bis (trifluoromethanesulfone) imide, lithium bis (oxalato) borate, or combinations thereof.

Der Elektrolyt 13 enthält als ein erstes Additiv (2S)-2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan-2-yl]hexanamid und als ein zweites Additiv (2S)-2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan-2-yl]hexanamid-bis(methansulfonat). Hierbei liegen (2S)-2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan-2-yl]hexanamid mit einem Anteil von 2 Gew.-% und (2S)-2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan-2-yl]hexanamid-bis(methansulfonat) mit einem Anteil von 1 Gew.-% in Oxolan-2-on gelöst vor. Durch die Zugabe von 2S)-2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan-2-yl]hexanamid-bis(methansulfonat) als Additiv wird der Elektrolyt 13 durch Kontakt mit der Anode 11 deutlich langsamer zersetzt, wodurch eine signifikant erhöhte Lebensdauer des Energiespeichers 10 erzielt wird. Der so modifizierte Energiespeichers 10 kann mehr als 1200 Ladezyklen durchlaufen bis seine verbleibende Speicherkapazität 80% der anfänglichen Speicherkapazität beträgt. Zudem wird ein deutlich reduzierter Innenwiderstand des Energiespeichers 10 erreicht. Der Innenwiderstand des Energiespeichers 10 kann so beispielsweise, ausgehend von 2 mOhm ohne Additiv, auf 0.9 mOhm gesenkt werden.The electrolyte 13th contains as a first additive (2S) -2,6-diamino-N - [(2S) -1-phenylpropan-2-yl] hexanamide and as a second additive (2S) -2,6-diamino-N - [( 2S) -1-phenylpropan-2-yl] hexanamide bis (methanesulfonate). Here are (2S) -2,6-diamino-N - [(2S) -1-phenylpropan-2-yl] hexanamide with a proportion of 2 wt .-% and (2S) -2,6-diamino-N- [(2S) -1-phenylpropan-2-yl] hexanamide bis (methanesulfonate) dissolved in oxolan-2-one in a proportion of 1% by weight. The addition of 2S) -2,6-diamino-N - [(2S) -1-phenylpropan-2-yl] hexanamide bis (methanesulfonate) as an additive makes the electrolyte 13th by contact with the anode 11th decomposes much more slowly, resulting in a significantly increased service life of the energy storage device 10 is achieved. The so modified energy storage 10 can go through more than 1200 charge cycles until its remaining storage capacity is 80% of the initial storage capacity. In addition, the internal resistance of the energy store is significantly reduced 10 achieved. The internal resistance of the energy store 10 For example, starting from 2 mOhm without additive, it can be reduced to 0.9 mOhm.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
elektrochemischer Energiespeicherelectrochemical energy storage
1111th
Anodeanode
1212th
Kathodecathode
1313th
Elektrolytelectrolyte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102016010405 A1 [0004]DE 102016010405 A1 [0004]

Claims (9)

Elektrolyt (13) für einen elektrochemischen Energiespeicher (10) enthaltend zumindest ein erstes Additiv, ein zweites Additiv und ein nichtwässriges Lösungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Additiv (2S)-2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan-2-yl]hexanamidbis(methansulfonat) ist.Electrolyte (13) for an electrochemical energy store (10) containing at least a first additive, a second additive and a non-aqueous solvent, characterized in that the second additive (2S) -2,6-diamino-N - [(2S) -1 -phenylpropan-2-yl] hexanamide bis (methanesulfonate). Elektrolyt (13) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das nichtwässrige Lösungsmittel Oxolan-2-on ist.Electrolyte (13) Claim 1 , characterized in that the non-aqueous solvent is oxolan-2-one. Elektrolyt (13) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Additiv (2S)-2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan-2-yl]hexanamid ist.Electrolyte (13) Claim 1 or 2 , characterized in that the first additive is (2S) -2,6-diamino-N - [(2S) -1-phenylpropan-2-yl] hexanamide. Elektrolyt (13) nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Additiv und (2S)-2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan-2-yl]hexanamidbis(methansulfonat) in einem Gewichtsverhältnis von 1:2 vorliegen.Electrolyte (13) according to one of the previous claims, characterized in that the first additive and (2S) -2,6-diamino-N - [(2S) -1-phenylpropan-2-yl] hexanamide bis (methanesulfonate) in a weight ratio of 1: 2 are available. Elektrolyt (13) nach einem der bisherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Additiv mit einem Anteil von 2 Gew.-% und (2S)-2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan-2-yl]hexanamid-bis(methansulfonat) mit einem Anteil von 1 Gew.-% vorliegen.Electrolyte (13) according to one of the previous claims, characterized in that the first additive with a proportion of 2 wt .-% and (2S) -2,6-diamino-N - [(2S) -1-phenylpropane-2- yl] hexanamide bis (methanesulfonate) are present in a proportion of 1% by weight. Verfahren zur Herstellung eines elektrochemischen Energiespeichers (10) umfassend zumindest die Schritte: a) Lösen eines zumindest ersten Additivs und (2S)-2,6-Diamino-N-[(2S)-1-phenylpropan-2-yl]hexanamid-bis(methansulfonat) in einem nichtwässrigen Lösungsmittel; b) In-Kontakt-bringen einer Kathode (12) mit dem nichtwässrigen Lösungsmittel; und c) In-Kontakt-bringen der Kathode (12) mit der Lösung aus Schritt a).A method for producing an electrochemical energy store (10) comprising at least the steps: a) dissolving at least a first additive and (2S) -2,6-diamino-N - [(2S) -1-phenylpropan-2-yl] hexanamide bis (methanesulfonate) in a non-aqueous solvent; b) bringing a cathode (12) into contact with the non-aqueous solvent; and c) Bringing the cathode (12) into contact with the solution from step a). Verfahren nach Anspruch 6, umfassend zumindest einen weiteren Schritt: d) In-Kontakt-bringen der Lösung aus Schritt a) mit einem als Elektrolyt geeigneten Festkörper.Procedure according to Claim 6 , comprising at least one further step: d) bringing the solution from step a) into contact with a solid body suitable as an electrolyte. Elektrochemischer Energiespeicher (10) mit einem Elektrolyten (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.Electrochemical energy store (10) with an electrolyte (13) according to one of the Claims 1 until 5 . Verwendung eines elektrochemischen Energiespeichers (10) mit einem Elektrolyten (13) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Speicherung von elektrischer Energie.Use of an electrochemical energy store (10) with an electrolyte (13) according to one of the Claims 1 until 5 for storing electrical energy.
DE102020002872.1A 2020-05-13 2020-05-13 Electrolyte for an electrochemical energy store Pending DE102020002872A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020002872.1A DE102020002872A1 (en) 2020-05-13 2020-05-13 Electrolyte for an electrochemical energy store

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020002872.1A DE102020002872A1 (en) 2020-05-13 2020-05-13 Electrolyte for an electrochemical energy store

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020002872A1 true DE102020002872A1 (en) 2021-11-18

Family

ID=78280331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020002872.1A Pending DE102020002872A1 (en) 2020-05-13 2020-05-13 Electrolyte for an electrochemical energy store

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102020002872A1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016010405A1 (en) 2016-08-25 2017-03-02 Daimler Ag Electrolyte and electrochemical energy storage

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016010405A1 (en) 2016-08-25 2017-03-02 Daimler Ag Electrolyte and electrochemical energy storage

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102018111005B4 (en) Procedure for artificial SEI transplant
EP1923934A1 (en) Rechargeable electrochemical battery
DE102012018621A1 (en) Alkaline-chalcogen battery with low self-discharge and high cycle stability and performance
DE102014220953A1 (en) Electrode for a combination of supercapacitor and battery and process for their preparation
DE102019132988A1 (en) IONIC LIQUID ELECTROLYTE FOR HIGH VOLTAGE BATTERY APPLICATIONS
DE102013224294A1 (en) Separator device and battery cell with separator
DE102016221172A1 (en) Optimized hybrid supercapacitor
DE102018202929A1 (en) Hybrid supercapacitor and method of making a hybrid supercapacitor
DE112019002209T5 (en) Electrode configuration with a protrusion inhibition separator
DE112011102079B4 (en) Active material for a rechargeable battery
DE102015008345A1 (en) Electrochemical energy storage
DE102020002872A1 (en) Electrolyte for an electrochemical energy store
EP0848444B1 (en) Process for manufacturing polymer electrolytes
EP3216073B1 (en) Electrode for a battery cell and battery cell
EP3084862B1 (en) Magnesium battery
DE102013206740A1 (en) Alkali-oxygen cell with titanate anode
DE102012203194A1 (en) Electrochemical energy storage or energy conversion device of a galvanic cell with electrochemical half cells comprising a suspension of fullerene and ionic liquid
WO2017118570A1 (en) Electrolyte, and battery cell containing same
DE102021210236A1 (en) Battery cell and use of such
DE112018001468T5 (en) BATTERY WITH LOW REGIONAL LACQUERED LAYER
DE102020101890B4 (en) Bismuth ion accumulator and process for its manufacture
DE102012214839A1 (en) battery construction
DE19809743A1 (en) Polymer electrolyte lithium battery containing a potassium salt
WO2008040698A1 (en) Electrolyte for lithium ion batteries
EP3113275B1 (en) Secondary magnesium battery and electrolyte system and electrode for a secondary magnesium battery

Legal Events

Date Code Title Description
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: MERCEDES-BENZ GROUP AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, 70372 STUTTGART, DE

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: MERCEDES-BENZ GROUP AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: DAIMLER AG, STUTTGART, DE