Patent DE-102017113276-B4 (DE)
Title: Lithium-ionen-batterie
Inventor: LUSKI SHALOM
IPC: H01M50/414
Filed: 2017-06-16
Granted: 2022-04-21
Abstract: Lithiumionenbatterie, umfassend:eine positive Elektrode, die ein Bindemittel beinhaltet;eine negative Elektrode, die ein Bindemittel beinhaltet;einen nanoporösen oder mikroporösen Polymerseparator, der mit einer Elektrolytlösung getränkt ist, wobei der nanoporöse oder mikroporöse Polymerseparator zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode angeordnet ist; undein oder mehrere Komplexbildner, um eine Komplexbildung mit Übergangsmetallionen einzugehen, in einer Weise, damit die Bewegung der Lithiumionen durch den nanoporösen oder mikroporösen Polymerseparator während des Betriebs der Lithium-Ionen-Batterie nicht beeinträchtigt wird;worin für die Komplexbildner mindestens eine Aussage gilt:sie sind in der Elektrolytlösung gelöst oder dispergiert;sie sind auf das Polymer des nanoporösen oder mikroporösen Polymerseparators als Ersatz-Seitengruppe gepfropft;sie sind an das Bindemittel der negativen Elektrode gebunden;sie sind an das Bindemittel der positiven Elektrode gebunden;sie sind innerhalb der Poren des Separators angeordnet;sie bilden eine Schicht auf einer Oberfläche des Separators;sie bilden eine Schicht auf einer Oberfläche der negativen Elektrode; undsie bilden eine Schicht auf einer Oberfläche der positiven Elektrode;und worin die Komplexbildner ausgewählt sind aus:Ionenfallen in molekularer Form, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Polyaminen, Thiolen, Alkalimetallsalze organischer Säuren und Kombinationen davon;Polymeren, funktionalisiert mit Alkalimetallsalzen organischer Säuren;Polymeren, funktionalisiert mit stickstoffhaltigen funktionellen Gruppen;Polymeren, funktionalisiert mit zwei oder mehr funktionellen Gruppen; und Kombinationen davon, worin das Polyamin 2,2'-Bis(salicylidenamino)azobenzol ist, worin das Thiol N,N'-Bis(2-mercaptoethyl)isophthalamid (BDTH2) ist, und worin die Alkalimetallsalze organischer Säuren mehrzähnige Strukturen sind, ausgewählt aus einer beliebigen der:zweizähnigen Strukturen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Dilithiumiminodiacetat (Li2IDA), Dinatriumiminodiacetat (Na2IDA) und Kombinationen davon;dreizähnigen Strukturen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Trinatriumcitrat, Nitrilotriessigsäure-Trilithiumsalz (LisNTA), Nitrilotriessigsäure-Trinatriumsalz (NasNTA), N-(2-Carboxyethyl)iminodiessigsäure-Trilithiumsalz, Trilithiumsalz der 1,4,7-Triazacyclononan-1,4,7-trisessigsäure(Li3NOTA) und Kombinationen davon;vierzähnigen Strukturen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Tetralithiumsalz der 1,2-Bis(o-aminophenoxy)ethan-N,N,N',N'-tetraessigsäure (Li4BAPTA), Tetralithiumsalz der 1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1,4,7,10-tetraessigsäure (Li4DOTA), Tetralithiumsalz der Ethylenglykol-bis-(2-aminoethylether)-N,N,N',N'-tetraessigsäure (Li4EGTA) und Kombinationen davon;fünfzähnigen Struktur, umfassend Diethylentriaminpentaessigsäure-Pentalithiumsalz (Li5DTPA)-Salz;sechszähnigen Strukturen, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hexalithiumgluconat, Hexanatriumgluconat, Li6TMPA ist Tris(methylenphosphonsäurederivat) Hexalithiumsalz und Kombinationen davon; undachtzähnigen Struktur, umfassend Oktalithiumethylendiamintetramethylphosphat (Li8EDTMP),worin die mit Alkalimetallsalzen organischer Säuren funktionalisierten Polymere ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Poly(ethylen-alt-Maleinsäure, Dilithiumsalz), Poly(methylvinylether-alt-Maleinsäure, Lithiumsalz), Polyethylen-g-Maleinsäure, Lithiumsalz), Poly(itaconsäure, Lithiumsalz), Copolymere der Poly(itaconsäure, Lithiumsalz), Lithiumsalz), Poly(1-tetradecen-alt-Maleinsäure, Lithiumsalz), Poly(1-octadecen-alt-Maleinsäure, Lithiumsalz), Poly(styrol-Maleinsäure, Dinatriumsalz)-Copolymer, Poly(acrylsäure, Lithiumsalz-Co-Maleinsäure, Lithiumsalz), Polystyrol-block-Poly(ethylen-stat-Butylen) block-Polystyrol-g-Maleinsäure-Lithiumsalz, Fura-2-Lithiumsalz, Styrol-Divinylbenzol-Copolymer, funktionalisiert mit Dilithiumsalz der Iminodiessigsäure, Styrol-Divinylbenzol-Copolymer, funktionalisiert mit Dinatriumsalz der Iminodiessigsäure und Kombinationen davon,worin die Polymere, die mit stickstoffhaltigen funktionellen Gruppen funktionalisiert sind, ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus linearem Polyethylenimin, verzweigtem Polyethylenimin, carboxyethyliertem Polyethylenimin, carboxymethyliertem Polyethylenimin, Bis-picolylamin-funktionalisiertem Polymer, Poly(amidoamin)dendrimer und Kombinationen davon, undworin die Polymere, die mit zwei oder mehr funktionellen Gruppen funktionalisiert sind, ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus carboxymethyliertem Chitosan; carboxyethyliertem Chitosan; Poly(maleinsäure, Lithiumsalz-alt-1-Decen) 3-(Dimethylamino)-1-propylamin; Lignin, carboxymethyliertem Lignin, carboxyethyliertem Lignin, 2,3-Dihydroxybenzoesäure und Kombinationen davon.