리튬 이온 배터리 document_id 1020147008316

[청구항 1] (a) 하우징과; (b) 하우징 내에 배치되며 서로 전도성 접촉하는 애노드 및 캐소드 - 여기서, 상기 캐소드는 스피넬(spinel) 구조를 갖는 리튬-함유 망간 복합 산화물을 활물질로서 포함하는 망간 캐소드이고, 상기 리튬-함유 망간 복합 산화물은 하기 화학식 li z mn 1.5 ni x m y o 4-d (여기서, m은 al, cr, fe, ga, zn, co, nb, mo, ti, zr, mg, v 및 cu로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속이고, 0.38 ≤ x 003c# 0.5이고, 0 003c# y ≤ 0.12이고, 0 ≤ d ≤ 0.3이고, 0.00 003c# z ≤ 1.1이며, z는 충전 및 방전 동안 리튬 이온 및 전자의 방출 및 흡수에 따라 변화함)에 의해 나타내어짐 - 와 (c) 하우징 내에 배치되며 애노드와 캐소드 사이의 이온 전도 경로를 제공하는 비수성 전해질 조성물 - 여기서, 상기 비수성 전해질 조성물은 적어도 하나의 전해질 염 및 적어도 하나의 플루오르화된 비환형 카르복실산 에스테르 및/또는 적어도 하나의 플루오르화된 비환형 카르보네이트를 포함함 - 과 (d) 애노드와 캐소드 사이의 다공성 분리막(separator)을 포함하는 리튬 이온 배터리 [청구항 2] 제1항에 있어서,군으로부터 선택되는 적어도 하나의 금속인리튬 이온 배터리. [청구항 3] 제1항에 있어서,플루오르화된 비환형 카르복실산 에스테르는 ch3c(o)och2cf2h, ch3c(o)och2cf3, 및 ch3c(o)och2cf2cf2h로 이루어진 군의 하나 이상의 구성원선택되는리튬 이온 배터리. [청구항 4] 제1항에 있어서,플루오르화된 비환형 카르보네이트는 ch3oc(o)och2cf2h, ch3oc(o)och2cf3, 및 ch3oc(o)och2cf2cf2h로 이루어진 군의 하나 이상의 구성원선택되는리튬 이온 배터리. [청구항 5] 제1항에 있어서,의 화학식에서의 m은 fe를포함하는리튬 이온 배터리. [청구항 6] 제3항에 있어서,플루오르화된 비환형 카르복실산 에스테르포함하는리튬 이온 배터리. [청구항 7] 제1항에 있어서,비수성 전해질 조성물(c)는 플루오르화된 비환형 카르복실산 에스테르 및/또는 플루오르화된 비환형 카르보네이트 및 적어도 하나의 공용매(co-solvent)를 포함하는 용매 혼합물포함하는리튬 이온 배터리. [청구항 8] 제7항에 있어서,용매 혼합물은 플루오르화된 비환형 카르복실산 에스테르 및/또는 플루오르화된 비환형 카르보네이트를 용매 혼합물의 약 50 중량% 내지 약 80 중량포함하는리튬 이온 배터리. [청구항 9] 제7항에 있어서,용매 혼합물은 플루오르화된 비환형 카르복실산 에스테르 및/또는 플루오르화된 비환형 카르보네이트를 용매 혼합물의 약 65 중량% 내지 약 75 중량포함하는리튬 이온 배터리. [청구항 10] 제7항에 있어서,공용매는 에틸렌 카르보네이트포함하는리튬 이온 배터리. [청구항 11] 제7항에 있어서,용매 혼합물은 ch3co2ch2cf2h 및 에틸렌 카르보네이트포함하는리튬 이온 배터리. [청구항 12] 제11항에 있어서,용매 혼합물의 약 50 중량% 내지 약 80 중량구성하는리튬 이온 배터리. [청구항 13] 제11항에 있어서,용매 혼합물의 약 65 중량% 내지 약 75 중량구성하는리튬 이온 배터리. [청구항 14] 제1항에 있어서,비수성 전해질 조성물(c)는 플루오로에틸렌 카르보네이트 및 그의 유도체, 에틸렌 설페이트 및 그의 유도체, 비닐 에틸렌 카르보네이트 및 그의 유도체, 비닐렌 카르보네이트 및 그의 유도체, 말레산 무수물 및 그의 유도체, 및 비닐 아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 추가포함하는리튬 이온 배터리. [청구항 15] 제1항에 있어서,비수성 전해질 조성물(c)는 플루오로에틸렌 카르보네이트를 추가포함하는리튬 이온 배터리. [청구항 16] 제1항에 있어서,플루오르화된 비환형 카르복실산 에스테르는 하기 구조식:r1---c(o)o---r2(여기서, r1은 ch3, ch2ch3, ch2ch2ch3, ch(ch3)2, cf3, cf2h, cfh2, cf2r3, cfhr3, 및 ch2rf로 이루어진 군으로부터 선택되고; r2는 독립적으로 ch3, ch2ch3, ch2ch2ch3, ch(ch3)2, 및 ch2rf로 이루어진 군으로부터 선택되고; r3은 선택적으로 적어도 하나의 불소로 치환된 c1 내지 c3 알킬 기이고; rf는 적어도 하나의 불소로 치환된 c1 내지 c3 알킬 기이고; r1 또는 r2 중 적어도 하나는 적어도 하나의 불소를 함유하며; r1이 cf2h인 경우에, r2는 ch3이 아님)에 의해 나타내어지고,플루오르화된 비환형 카르보네이트는 하기 구조식:r4---o-c(o)o---r5(여기서, r4 및 r5는 독립적으로 ch3, ch2ch3, ch2ch2ch3, ch(ch3)2, 및 ch2rf로 이루어진 군으로부터 선택되고; rf는 적어도 하나의 불소로 치환된 c1 내지 c3 알킬 기이고; r4 또는 r5 중 적어도 하나는 적어도 하나의 불소를 함유함의해지는리튬 이온 배터리. [청구항 17] 제1항에 있어서,비수성 전해질 조성물(c) 내의 전해질 염은리튬 헥사플루오로포스페이트,li pf3(cf2cf3)3,리튬 비스(트라이플루오로메탄설포닐)이미드,리튬 비스 (퍼플루오로에탄설포닐)이미드,리튬 (플루오로설포닐)(노나플루오로부탄설포닐)이미드,리튬 비스(플루오로설포닐)이미드,리튬 테트라플루오로보레이트,리튬 퍼클로레이트,리튬 헥사플루오로아르세네이트,리튬 트라이플루오로메탄설포네이트,리튬 트리스 (트라이플루오로메탄설포닐)메타이드,리튬 비스(옥살라토)보레이트,리튬 다이플루오로(옥살라토)보레이트,li2b12f12-xhx (여기서, x는 0 내지 8임), 및리튬 플루오라이드와 음이온 수용체의 혼합물로 이루어진 군의 하나 이상의 구성원선택되는리튬 이온 배터리. [청구항 18] 제17항에 있어서,전해질 염은 리튬 헥사플루오로포스페이트포함하는리튬 이온 배터리. [청구항 19] 제1항에 있어서,애노드는 리튬 티타네이트 또는 흑연을 활물질포함하는리튬 이온 배터리. [청구항 21] 제20항에 있어서,수송 장치, 컴퓨터, 통신 장치, 카메라, 라디오, 또는 전동 공구제작되는전자 급전 또는 보조 장치.