ES3041685T3 - Liquid electrolyte for lithium-sulfur secondary battery and lithium-sulfur secondary battery comprising same - Google Patents

Liquid electrolyte for lithium-sulfur secondary battery and lithium-sulfur secondary battery comprising same

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ES3041685T3 ES21886794T ES21886794T ES3041685T3 ES 3041685 T3 ES3041685 T3 ES 3041685T3 ES 21886794 T ES21886794 T ES 21886794T ES 21886794 T ES21886794 T ES 21886794T ES 3041685 T3 ES3041685 T3 ES 3041685T3
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Abstract

La presente invención se refiere a un electrolito líquido para una batería secundaria de litio-azufre y a una batería secundaria de litio-azufre que lo contiene. Se proporciona un electrolito líquido para una batería de litio-azufre, que comprende una sal de litio y un disolvente no acuoso, donde el disolvente no acuoso incluye un disolvente a base de éter y un no disolvente; el disolvente a base de éter incluye un éter lineal y un éter cíclico; y el no disolvente incluye un compuesto con una estructura particular. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Electrodo líquido para batería secundaria de litio-azufre y batería secundaria de litio azufre que lo comprende [Campo Técnico]
La presente invención se refiere a una solución electrolítica para una batería secundaria de litio-azufre y a una batería secundaria de litio-azufre que la contiene.
[Antecedentes de la técnica]
A medida que el área de aplicación de las baterías secundarias se expande hacia los vehículos eléctricos (VE) y los dispositivos de almacenamiento de energía (DAE), la batería secundaria de iones de litio, con una densidad de almacenamiento de energía por peso relativamente baja (~250 Wh/kg), se enfrenta a limitaciones en su aplicación a tales productos. Alternativamente, dado que la batería secundaria de litio-azufre puede alcanzar una densidad de almacenamiento de energía por peso teóricamente elevada (~2.600 Wh/kg), está atrayendo atención como una tecnología de batería secundaria de próxima generación.
La batería secundaria de litio-azufre se refiere a un sistema de batería que utiliza un material a base de azufre que presenta un enlace azufre-azufre (enlace S-S) como material activo para el electrodo positivo y utiliza metal de litio como material activo para el electrodo negativo. El azufre, que es el principal material del material activo del electrodo positivo, presenta la ventaja de ser muy abundante, no ser tóxico y presentar un bajo peso atómico.
En la batería secundaria de litio-azufre, al descargar la batería, el litio, que es un material activo del electrodo negativo, se oxida al liberar electrones y, por lo tanto, se ioniza, y el material basado en azufre, que es un material activo del electrodo positivo, se reduce al aceptar electrones. En ese caso, la reacción de oxidación del litio es un proceso mediante el cual el metal de litio libera electrones y se convierte a la forma de catión de litio. Además, la reacción de reducción del azufre es un proceso por el que el enlace S-S acepta dos electrones y se convierte en la forma de anión de azufre. El catión de litio producido por la reacción de oxidación del litio se transfiere al electrodo positivo a través del electrolito y se combina con el anión de azufre generado por la reacción de reducción del azufre para formar una sal. Específicamente, el azufre antes de la descarga presenta una estructura cíclica S8, que se convierte en polisulfuro de litio (LiSx) mediante una reacción de reducción. Cuando el polisulfuro de litio se reduce completamente, se produce sulfuro de litio (Li2S).
El azufre, que es un material activo de electrodo positivo, presenta dificultad para asegurar la reactividad con electrones e iones de litio en estado sólido debido a sus características de baja conductividad eléctrica. En la batería secundaria de litio-azufre actual, con el fin de mejorar la reactividad del azufre, se genera un polisulfuro intermedio en forma de Li2Sx para inducir una reacción de fase líquida y mejorar la reactividad. En este caso, se utiliza como solvente para la solución electrolítica un solvente a base de éter, tal como dioxolano y dimetoxietano, que disuelven fácilmente el polisulfuro de litio.
Sin embargo, en el caso de que se utilice un solvente a base de éter, hay un problema en que las características de vida de la batería secundaria de litio-azufre se deterioran debido a diversas causas. Por ejemplo, las características de vida útil de la batería secundaria de litio-azufre pueden deteriorarse por la lixiviación del polisulfuro de litio a partir del electrodo positivo, la ocurrencia de un cortocircuito debido al crecimiento de dendritas en el electrodo negativo de litio y el depósito de subproductos debido a la descomposición de la solución electrolítica.
En particular, cuando se utiliza un solvente a base de éter, se puede disolver una gran cantidad de polisulfuro de litio y la reactividad es alta. Sin embargo, debido a las características del polisulfuro de litio soluble en la solución electrolítica, la reactividad y las características de durabilidad del azufre se ven afectadas dependiendo del contenido de la solución electrolítica.
Recientemente, con el fin de desarrollar una batería secundaria de litio-azufre con una alta densidad de energía de 500 Wh/kg o más, necesaria para aeronaves y vehículos eléctricos de próxima generación, se requiere que la carga de azufre en el electrodo sea grande y que el contenido de la solución electrolítica sea mínimo.
Sin embargo, debido a las características del solvente a base de éter, a medida que se reduce el contenido de la solución electrolítica, la viscosidad se incrementa rápidamente durante la carga y descarga, y por lo tanto hay un problema de que puede generarse una sobretensión y producirse un deterioro.
Por lo tanto, con el fin de prevenir la descomposición de la solución electrolítica y garantizar características de larga vida, se está llevando a cabo una investigación continua sobre la adición de un no solvente como solvente para la solución electrolítica. Sin embargo, los componentes y la composición de la solución electrolítica, los cuales pueden prevenir la descomposición de la solución electrolítica y mejorar sus características de vida útil, no se han elucidado claramente. En particular, no se conocen en detalle los componentes y la composición de la solución electrolítica adecuados para el caso de una celda tipo bolsa, etc., con muy poco contenido de solución electrolítica.
[Documentos de la técnica anterior]
[Documento de patente]
(Documento de patente 1) Publicación de patente abierta coreana n.° 10-2007-0027512 (9 de marzo de 2007), "ELECTROLYTES FOR LITHIUM-SULFUR ELECTROCHEMICAL CELLS"
El documento n.° US 2020/161 706 A1 se refiere a electrolitos superconcentrados localizados (LSE, por sus siglas en inglés) y dispositivos electroquímicos que incluyen los LSE; el LSE incluye una sal activa, un solvente en el que la sal activa es soluble y un diluyente en el que la sal activa es insoluble o poco soluble, en donde el diluyente incluye un ortoformato fluorado.
El documento n.° US 2020/274 148 A1 describe una celda de tipo bolsa de metal de litio que presenta una energía específica >300 W hkg-1, que incluye un ánodo que comprende metal de litio y un colector de corriente de ánodo; un cátodo que comprende un material de cátodo y un colector de corriente de cátodo; un electrolito que presenta una masa de electrolito E y que comprende una sal activa de litio y un solvente.
El documento n.° WO 2020/150 154 A1 se refiere a electrolitos superconcentrados localizados (LSE) para la utilización en sistemas con ánodos a base de silicio o compuestos de carbono/silicio, en donde los LSE comprenden una sal activa, un solvente no acuoso en el que la sal activa es soluble y un diluyente en el que la sal activa presenta una solubilidad por lo menos 10 veces menor que la solubilidad de la sal activa en el solvente no acuoso..
El documento n.° WO 2020/131 175 A1 da a conocer un electrolito que es estable y eficiente a altas tensiones. El electrolito puede utilizarse en combinación con determinados cátodos que muestran baja actividad a tensiones tan altas con otros tipos de electrolitos y pueden utilizarse adicionalmente en combinación con una variedad de ánodos. En algunas realizaciones, el electrolito puede utilizarse en sistemas de batería que comprenden un cátodo de óxido de litio-cobalto y ánodos de metal de litio, ánodos de silicio, ánodos compuestos de silicio/grafito, ánodos de grafito, y similares.
[Exposición]
[Problema técnico]
De acuerdo con lo anteriormente expuesto, en la presente invención, se ha confirmado que en la solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre que contiene una sal de litio y un solvente no acuoso, si el solvente no acuoso incluye un solvente a base de éter y un no solvente, con el fin de prevenir la descomposición de la solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre y mejorar sus características de vida útil, se resuelven los problemas mencionados anteriormente y, de esta manera, se mejora el rendimiento de la batería secundaria de litio-azufre, y como resultado, se ha llevado a cabo la presente invención.
Por lo tanto, es un objetivo de la presente invención proporcionar una solución electrolítica para una batería secundaria de litio-azufre, que pueda prevenir la descomposición de la solución electrolítica y mejorar sus características de vida útil. Además, es otro objetivo de la presente invención proporcionar una batería secundaria de litio-azufre con un rendimiento mejorado que comprenda la solución electrolítica descrita anteriormente.
[Solución técnica]
Con el fin de conseguir los objetivos mencionados, la presente invención proporciona una solución electrolítica para una batería secundaria de litio-azufre que contiene una sal de litio y un solvente no acuoso, en la que el solvente no acuoso comprende un solvente a base de éter y un no solvente, el solvente a base de éter comprende un éter lineal y un éter cíclico, y el no solvente comprende el compuesto representado mediante la fórmula química 1, a continuación:
en la que las Rf son iguales o diferentes entre sí, y cada una representa de forma independiente un grupo alquilo que presenta entre 1 y 3 átomos de carbono sustituidos con flúor, y en la que el contenido del no solvente es de entre 5 % vol. y 20 % vol. respecto al volumen total del solvente no acuoso.
Además, la presente invención proporciona la solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre, en la que la sal de litio es por lo menos una seleccionada del grupo que consiste en: LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, L¡BF4, L¡B10Clio, L¡B(Ph)4, LiC4BO8, LiPF6, UCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCl4, USO3CH3, LiSO3CF3, LiSC LiN(CF3SO2)2, L¡N(C2F<s>SO2)2, LiN(SO2F)2, cloroborano de litio, carboxilato alifático inferior de litio, tetrafenilborato de litio e imida de litio.
Además, la presente invención proporciona la solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre, en la que el éter lineal se selecciona del grupo que consiste en: éter dimetílico, éter dietílico, éter dipropílico, éter dibutílico, éter diisobutílico, éter etilmetílico, éter etilpropílico, éter etil-terc-butílico, dimetoximetano, trimetoximetano, dimetoxietano, dietoxietano, dimetoxipropano, éter dimetílico de dietilenglicol, éter dietílico de dietilenglicol, éter dimetílico de trietilenglicol, éter dimetílico de tetraetilenglicol, éter divinílico de etilenglicol, éter divinílico de dietilenglicol, éter divinílico de trietilenglicol, éter dimetílico de dipropilenglicol, éter de butilenglicol, éter metiletílico de dietilenglicol, éter isopropilmetílico de dietilenglicol, éter butilmetílico de dietilenglicol, éter terc-butil-etílico de dietilenglicol y éter etilmetílico de etilenglicol.
Además, la presente invención proporciona la solución de electrolito para la batería secundaria de litio-azufre, en la que el éter cíclico se selecciona del grupo que consiste en dioxolano, metildioxolano, dimetildioxolano, vinildioxolano, metoxidioxolano, etilmetildioxolano, oxano, dioxano, trioxano, tetrahidrofurano, metiltetrahidrofurano, dimetiltetrahidrofurano, dimetoxitetrahidrofurano, etoxitetrahidrofurano, dihidropirano, tetrahidropirano, furano y 2 -metilfurano.
Además, la presente invención proporciona la solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre, en la que el grupo alquilo fluorado de fórmula química 1 es un grupo alquilo C1 a C3 fluorado y sustituido con 1 a 7 átomos de flúor.
Además, la presente invención proporciona la solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre, en la que el grupo alquilo fluorado de fórmula química 1 es un grupo alquilo C1 a C2 fluorado y sustituido con 1 a 5 átomos de flúor.
Además, la presente invención proporciona la solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre, en la que el grupo alquilo fluorado de fórmula química 1 contiene un grupo difluorometilo o un grupo trifluorometilo en el extremo del mismo.
Además, la presente invención proporciona la solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre, en la que el contenido de éter lineal es de entre 50 % vol. y 90 % vol. respecto al volumen total del solvente no acuoso, y el contenido de éter cíclico es de entre 10 % vol. y 30 % vol. respecto al volumen total del solvente no acuoso.
Además, la presente invención proporciona la solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre, en la que la proporción en volumen del solvente a base de éter y el no solvente es de entre 95:5 y 80:20.
Además, la presente invención proporciona la solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre, en la que la proporción en volumen del éter lineal y el éter cíclico es de entre 9:1 y 5:5.
Además, la presente invención proporciona la solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre, en la que el éter lineal es dimetoxietano.
Además, la presente invención proporciona la solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre, en la que el éter cíclico es 2-metilfurano.
Además, la presente invención proporciona la solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre, en la que el compuesto representado mediante la fórmula química 1 es tris(2 ,2-difluoroetil)ortoformato o tris(2 ,2 ,2-trifluoroetil)ortoformato.
Además, la presente invención proporciona una batería secundaria de litio-azufre que comprende la solución electrolítica descrita anteriormente, un electrodo positivo, un electrodo negativo y un separador.
[Efectos ventajosos]
La solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre según la presente invención comprende una sal de litio y un solvente no acuoso, en donde el solvente no acuoso comprende un solvente a base de éter y un no solvente, el solvente a base de éter comprende un éter lineal y un éter cíclico, y el no solvente comprende un compuesto que presenta una estructura específica, y de esta manera, durante el funcionamiento de la batería secundaria de litioazufre, se produce un efecto de prevención de la descomposición de la solución electrolítica y mejora de las características de vida útil.
[Mejor modo]
Las realizaciones proporcionadas según la presente invención se pueden conseguir mediante la siguiente descripción.
La presente invención proporciona una solución electrolítica para una batería secundaria de litio-azufre que contiene una sal de litio y un solvente no acuoso, en la que el solvente no acuoso comprende un solvente a base de éter y un no solvente, el solvente a base de éter comprende un éter lineal y un éter cíclico, y el no solvente comprende el compuesto representado mediante la fórmula química 1, a continuación:
en la que las Rf son iguales o diferentes entre sí, y cada una representa de forma independiente un grupo alquilo C 1 a C3 fluorado, y en la que el contenido del no solvente es de entre 5 % vol. y 20 % vol. respecto al volumen total del solvente no acuoso.
La solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre de la presente invención incluye una sal de litio y un solvente no acuoso, en la que la sal de litio puede ser un material que se disuelve fácilmente en solventes orgánicos no acuosos, y puede seleccionarse del grupo que consiste en: LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiB(Ph)4, LiC4BO8, LiPF6, UCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlCU, LiSO3CH3, LiSO3CF3, LiSCN, LiC(CF3SO2)3, LiN(CF3SO2)2, LiN(C2F5SO2^, LiN(SO2F)2, cloroborano de litio, carboxilato alifático inferior de litio, tetrafenilborato de litio e imida de litio, y preferentemente puede ser LiN(CF3SO2)2.
La concentración de la sal de litio puede ser de entre 0,2 y 2 M, preferentemente de entre 0,5 M y 1,8 M, más preferentemente de entre 0,6 y 1,7 M dependiendo de diversos factores, tales como la composición exacta de la mezcla electrolítica, la solubilidad de la sal, la conductividad de la sal disuelta, las condiciones de carga y descarga de la batería, la temperatura de funcionamiento y otros factores conocidos en el campo de las baterías de litio. Si la concentración de la sal de litio es inferior a 0,2 M, la conductividad del electrolito puede reducirse y, por lo tanto, deteriorarse el rendimiento del electrolito. Si la concentración de la sal de litio supera 2 M, la viscosidad del electrolito puede aumentar y, por lo tanto, reducirse la movilidad del ion de litio (Li+).
El solvente no acuoso comprende un solvente a base de éter y un no solvente, y el solvente a base de éter comprende un éter lineal y un éter cíclico.
El éter lineal puede seleccionarse del grupo que consiste en: éter dimetílico, éter dietílico, éter dipropílico, éter dibutílico, éter diisobutílico, éter etilmetílico, éter etilpropílico, éter etil-terc-butílico, dimetoxietano, trimetoximetano, dimetoxietano, dietoxietano, dimetoxipropano, éter dimetílico de dietilenglicol, éter dietílico de dietilenglicol, éter dimetílico de trietilenglicol, éter dimetílico de tetraetilenglicol, éter divinílico de etilenglicol, éter divinílico de dietilenglicol, éter divinílico de trietilenglicol, éter dimetílico de dipropilenglicol, éter de butilenglicol, éter etilmetílico de dietilenglicol, éter isopropilmetílico de dietilenglicol, éter butilmetílico de dietilenglicol, éter terc-butil-etílico de dietilenglicol y éter etilmetílico de etilenglicol, y preferentemente puede ser dimetoxietano.
El éter cíclico puede seleccionarse del grupo que consiste en dioxolano, metildioxolano, dimetildioxolano, vinildioxolano, metoxidioxolano, etilmetildioxolano, oxano, dioxano, trioxano, tetrahidrofurano, metiltetrahidrofurano, dimetiltetrahidrofurano, dimetoxitetrahidrofurano, etoxitetrahidrofurano, dihidropirano, tetrahidropirano, furano y 2 -metilfurano, y preferentemente puede ser 2-metilfurano.
Además, el no solvente comprende un compuesto representado mediante la fórmula química 1, a continuación:
en la que las Rf son iguales o diferentes entre sí, y cada una representa de manera independiente un grupo alquilo C1 a C3 fluorado.
El compuesto representado mediante la fórmula química 1 presenta un punto de inflamación elevado, de 150 °C o superior, y una viscosidad reducida, de 5 cP o inferior, sin solvatar los iones de litio. Específicamente, el compuesto representado mediante la fórmula química 1 muestra un efecto de reducción de la inflamabilidad y la viscosidad. Lo anterior puede evitar el deterioro de la solución electrolítica y mejorar la movilidad de los iones de litio para garantizar una alta estabilidad incluso durante el funcionamiento a largo plazo de la batería.
El grupo alquilo fluorado de la fórmula química 1 puede ser un grupo alquilo C1 a C3 fluorado y sustituido con 1 a 7 átomos de flúor, preferentemente un grupo alquilo C1 a C2 fluorado y sustituido con 1 a 5 átomos de flúor, y más preferentemente un grupo alquilo fluorado que contiene un grupo difluorometilo o un grupo trifluorometilo en el extremo del grupo alquilo fluorado.
Además, el compuesto representado mediante la fórmula química 1 puede ser un compuesto a base de trialquilortoformato sustituido con flúor, y los tres grupos alquilo en el compuesto a base de trialquil-ortoformato pueden ser cada uno independientemente un grupo alquilo que presenta entre 1 y 3 átomos de carbono, preferentemente un grupo alquilo que presenta entre 1 y 2 átomos de carbono. Además, el grupo alquilo puede ser, cada uno independientemente, un grupo alquilo fluorado y sustituido con 1 a 7 átomos de flúor, preferentemente un grupo alquilo fluorado y sustituido con 1 a 5 átomos de flúor, más preferentemente un grupo alquilo sustituido con un grupo difluorometilo o un grupo trifluorometilo en su extremo. Específicamente, el compuesto representado mediante la fórmula química 1 puede ser tris(2 ,2-difluoroetil)ortoformato o tris(2 ,2 ,2 -trifluoroetil)ortoformato.
Además, la solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre de la presente invención contiene un solvente a base de éter y un no solvente como solvente no acuoso, mostrando de esta manera un efecto de prevención de la descomposición de la solución electrolítica de la batería secundaria de litio-azufre y mejorando sus características de vida útil. En particular, la solución electrolítica comprende un éter lineal y un éter cíclico como el solvente a base de éter, y un compuesto representado mediante la fórmula química 1 como el no solvente, mostrando de esta manera un efecto de mejora significativa de las características de vida útil de la batería.
En este caso, el contenido del no solvente es de entre 5 % vol. y 20 % vol., preferentemente de entre 5 % vol. y 10 % vol. respecto al volumen total del solvente no acuoso. Además, la proporción de volumen entre solvente a base de éter y no solvente puede ser de entre 99:1 y 50:50, preferentemente de entre 95:5 y 70:30, y más preferentemente de entre 95:5 y 80:20.
Si el contenido del no solvente y la proporción de volumen entre solvente a base de éter y no solvente es inferior a los intervalos anteriormente indicados, el efecto de mejora de las características de vida útil es insuficiente. Si el contenido del no solvente y la proporción de volumen entre el solvente a base de éter y el no solvente exceden los intervalos anteriormente indicados, puede haber un problema que impida la descarga a una densidad de corriente elevada. Por lo tanto, resulta preferente que el contenido del no solvente y la proporción de volumen entre solvente a base de éter y el no solvente cumplan con el intervalo mencionado anteriormente.
Además, el contenido del éter lineal puede ser de entre 50 % vol. y 90 % vol. preferentemente de entre 60 % vol. y 80 % vol., más preferentemente de entre 60 % vol. y 75 % vol. respecto al volumen total del solvente no acuoso. Además, el contenido del éter cíclico puede ser de entre 10 % vol. y 30 % vol., preferentemente de entre 15 % vol. y 25 % vol., respecto al volumen total del solvente no acuoso.
La proporción de volumen entre el éter lineal y el éter cíclico puede ser de entre 9:1 y 1:9, preferentemente de entre 8:2 y 2:8, y más preferentemente de entre 7:3 y 3:7.
Además, la proporción de volumen entre el éter lineal y el no solvente puede ser de entre 20:1 y 1:1, preferentemente de entre 15:1 y 5:1, y más preferentemente de entre 15:1 y 3:1.
Además, la proporción de volumen entre el éter cíclico y el no solvente puede ser de entre 1:10 y 10:1, preferentemente de entre 1:5 y 5:1, y más preferentemente de entre 1:4 y 1:1.
Si el contenido del éter lineal, el contenido del éter cíclico, la proporción de volumen del éter lineal al éter cíclico, la proporción de volumen del éter lineal al no solvente, y la proporción de volumen del éter cíclico al no solvente están fuera de los intervalos anteriormente indicados, el efecto de mejorar las características de vida útil de la batería podría ser insuficiente, de modo que no se puede obtener el efecto deseado. Por lo tanto, resulta preferente que el contenido del éter lineal, el contenido del éter cíclico, la proporción de volumen entre el éter lineal y el éter cíclico, la proporción de volumen entre el éter lineal y el no solvente y la proporción de volumen entre el éter cíclico y el no solvente cumplan con los intervalos anteriormente indicados.
La solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre de la presente invención puede comprender, además, compuestos a base de ácido nítrico o ácido nitroso a modo de un aditivo. Los compuestos a base de ácido nítrico o ácido nitroso presentan el efecto de formar una película estable en el electrodo de litio y mejorar la eficiencia de carga/descarga. Los compuestos a base de ácido nítrico o ácido nitroso pueden ser, aunque sin limitarse a ellos, por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en: compuestos inorgánicos de ácido nítrico o ácido nitroso, tales como nitrato de litio (LiNO3), nitrato de potasio (KNO3), nitrato de cesio (CsNO3), nitrato de bario (Ba(NO3)2), nitrato de amonio (NH4NO3), nitrito de litio (LiNO2), nitrito de potasio (KNO2), nitrito de cesio (CsNO2) y nitrito de amonio (NH4NO2); compuestos orgánicos de ácido nítrico o ácido nitroso, tales como nitrato de metilo, nitrato de dialquilimidazolio, nitrato de guanidina, nitrato de imidazolio, nitrato de piridinio, nitrito de etilo, nitrito de propilo, nitrito de butilo, nitrito de pentilo y nitrito de octilo; compuestos orgánicos nitro, tales como nitrometano, nitropropano, nitrobutano, nitrobenceno, dinitrobenceno, nitropiridina, dinitropiridina, nitrotolueno y dinitrotolueno, y combinaciones de los mismos. Preferentemente, se utiliza nitrato de litio (LiNO3).
Además, la solución electrolítica puede comprender, además, otros aditivos con el propósito de mejorar las características de carga/descarga, la resistencia a la llama y similares. Los ejemplos de aditivos pueden comprender piridina, trietilfosfito, trietanolamina, éter cíclico, etilendiamina, n-glima, triamida hexafosfórica, derivados de nitrobenceno, sulfuro, tintes quinoneimina, oxazolidinona N-sustituida, imidazolidina N,N-sustituida, éter dialquílico de etilenglicol, sal de amonio, pirrol, 2-metoxietanol, tricloruro de aluminio, carbonato de fluoroetileno (FEC), sultona de propileno (PRS), carbonato de vinileno (CV) y similares.
El método para preparar la solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre de la presente invención no está particularmente limitado en la presente invención, y la solución electrolítica puede prepararse mediante un método convencional conocido de la técnica.
Además, la presente invención proporciona una batería secundaria de litio-azufre que comprende una solución electrolítica para una batería secundaria de litio-azufre.
La batería secundaria de litio-azufre puede comprender un electrodo positivo, un electrodo negativo, un separador interpuesto entre el electrodo positivo y el electrodo negativo, y una solución electrolítica, en donde la solución electrolítica puede comprender la solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre según la presente invención.
El electrodo positivo puede comprender un colector de corriente de electrodo positivo y una capa de material activo de electrodo positivo recubierta en una o ambas caras del colector de corriente de electrodo positivo.
El colector de corriente del electrodo positivo soporta el material activo del electrodo positivo y no está particularmente limitado siempre que presente una conductividad elevada sin causar cambios químicos en la batería. Por ejemplo, cobre, acero inoxidable, aluminio, níquel, titanio, paladio, carbono sinterizado; cobre o acero inoxidable tratados en superficie con carbono, níquel, plata o similar; una aleación de aluminio-cadmio o similar puede usarse como colector de corriente del electrodo positivo.
El colector de corriente del electrodo positivo puede mejorar la resistencia de unión con el material activo del electrodo positivo al presentar irregularidades finas en su superficie, y puede formarse en diversas formas, tales como película, hoja, lámina, malla, red, cuerpo poroso, espuma o tejido no tejido.
La capa de material activo del electrodo positivo puede comprender un material activo del electrodo positivo y, opcionalmente, un material eléctricamente conductor, así como un aglutinante.
El material activo del electrodo positivo puede ser por lo menos uno seleccionado del grupo que consiste en azufre elemental (S8); Li2Sn(n>1), un compuesto de azufre orgánico y un polímero de carbono-azufre ((C2Sx)n: x=2,5~50, n>2). Preferentemente, se puede utilizar el azufre inorgánico (S8).
El electrodo positivo puede comprender, además, por lo menos un aditivo seleccionado de un elemento de metal de transición, un elemento del grupo IIIA, un elemento del grupo IVA, un compuesto de azufre de estos elementos y una aleación de estos elementos y azufre, además del material activo del electrodo positivo.
El elemento de metal de transición puede comprender Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Au, Hg o similar, y el elemento del grupo IIIA puede comprender Al, Ga, In, Tl o similar, y el elemento del grupo IVA puede comprender Ge, Sn, Pb o similar.
El material eléctricamente conductor está destinado a mejorar la conductividad eléctrica y no está particularmente limitado siempre que sea un material eléctricamente conductor que no cause cambios químicos en la batería secundaria de litio. En general, se pueden utilizar negro de carbón, grafito, fibra de carbono, nanotubo de carbono, polvo metálico, óxido metálico eléctricamente conductor, material orgánico eléctricamente conductor y similares. Los productos que actualmente se comercializan como materiales conductores pueden comprender la serie de negro de acetileno (productos de Chevron Chemical Company o Gulf Oil Company), la serie de Ketjen Black EC (productos de Armak Company), Vulcan XC-72 (un producto de Cabot Company) y Super P (un producto de MMM). Por ejemplo, se puede utilizar negro de acetileno, negro de carbón, grafito, etc.
Además, la capa de material activo del electrodo positivo puede comprender, además, un aglutinante que presenta la función de mantener el material activo del electrodo positivo en el colector de corriente del electrodo positivo y conectar entre los materiales activos. Como aglutinante, por ejemplo, se pueden usar diversos tipos de aglutinantes, tales como fluoruro de polivinilideno-hexafluoropropileno (PVDF-co-HFP), fluoruro de polivinilideno (PVDF), poliacrilonitrilo, metacrilato de polimetilo, caucho de estireno-butadieno (SBR, por sus siglas en inglés), celulosa carboximetilada (CMC) y similares.
Como el electrodo positivo se puede utilizar un electrodo positivo con una alta carga de azufre. La cantidad de carga de azufre puede ser de 3,0 mAh/cm2 o superior, preferentemente de 4,0 mAh/cm2 o superior, y más preferentemente de 5,0 mAh/cm2 o superior.
El electrodo negativo puede comprender un colector de corriente del electrodo negativo y un material activo del electrodo negativo colocado sobre el colector de corriente del electrodo negativo. Alternativamente, el electrodo negativo puede ser una placa de metal de litio.
El colector de corriente del electrodo negativo es para soportar el material activo del electrodo negativo, y no está particularmente limitado siempre que presente una excelente conductividad eléctrica y sea electroquímicamente estable en el intervalo de tensión de una batería secundaria de litio. Por ejemplo, puede utilizarse cobre, acero inoxidable, aluminio, níquel, titanio, paladio, carbono sinterizado; cobre o acero inoxidable tratados en superficie con carbono, níquel, plata o similar; una aleación de aluminio-cadmio o similar como colector de corriente del electrodo negativo.
El colector de corriente del electrodo negativo puede potenciar la resistencia de unión con el material activo del electrodo negativo al presentar irregularidades finas en su superficie, y puede formarse en diversas formas, tales como película, hoja, lámina, malla, red, cuerpo poroso, espuma o tejido no tejido.
El material activo del electrodo negativo puede comprender un material capaz de intercalar o desintercalar reversiblemente el ion de litio (Li+), un material capaz de formar reversiblemente compuestos que contienen litio mediante la reacción con el ion de litio, o metal de litio o aleación de litio. El material capaz de intercalar o desintercalar reversiblemente el ion de litio (Li+) puede ser, por ejemplo, carbono cristalino, carbono amorfo o una mezcla de los mismos. El material capaz de reaccionar reversiblemente con el ion de litio (Li+) para formar compuestos que contienen litio puede ser, por ejemplo, óxido de estaño, nitruro de titanio o silicio. La aleación de litio puede ser, por ejemplo, una aleación de litio (Li) y un metal seleccionado del grupo que consiste en sodio (Na), potasio (K), rubidio (Rb), cesio (Cs), francio (Fr), berilio (Be), magnesio (Mg), calcio (Ca), estroncio (Sr), bario (Ba), radio (Ra), aluminio (Al) y estaño (Sn). Preferentemente, el material activo del electrodo negativo puede ser metal de litio, y específicamente, puede estar en forma de una película delgada de metal de litio o polvos de metal de litio.
El método de formar el material activo del electrodo negativo no está particularmente limitado, y se puede utilizar un método de formación de una capa o película comúnmente utilizado en la técnica. Por ejemplo, se pueden utilizar métodos tales como la compresión, el recubrimiento y la deposición. Además, también está comprendido en el electrodo negativo de la presente invención una carcasa, en la que se forma una fina capa de litio metálico sobre una placa metálica mediante la carga inicial después de ensamblar una batería sin una capa delgada de litio en el colector de corriente.
El separador es para separar físicamente el electrodo positivo y el electrodo negativo en la batería secundaria de litioazufre de la presente invención, y se puede utilizar sin ninguna limitación particular siempre que se utilice normalmente como separador en una batería secundaria de litio-azufre. En particular, resulta preferente el separador ya que presenta una baja resistencia a la migración de los iones en el electrolito y una excelente capacidad de impregnación de la solución electrolítica.
El separador puede estar formado por un sustrato poroso, y el sustrato poroso puede ser cualquier sustrato poroso que se utilice convencionalmente en un dispositivo electroquímico. Por ejemplo, se puede utilizar como sustrato poroso una membrana porosa a base de poliolefinas o un tejido no tejido, aunque no se encuentra especialmente limitado a lo anterior.
Los ejemplos de la membrana porosa a base de poliolefina pueden comprender una membrana formada de polímero a base de poliolefina, tal como polietileno, tal como polietileno de alta densidad, polietileno lineal de baja densidad, polietileno de baja densidad y polietileno de peso molecular ultraelevado, polipropileno, polibutileno y polipenteno, solo o una mezcla de ellos.
El tejido no tejido puede comprender, además del tejido no tejido a base de poliolefina, por ejemplo, un tejido no tejido formado de tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, poliéster, poliacetal, poliamida, policarbonato, poliamida, polieteretercetona, polietersulfona, óxido de polifenileno, sulfuro de polifenileno y naftalato de polietileno, solo o una mezcla de los mismos. La estructura del tejido no tejido puede ser un tejido no tejido ligado térmicamente (en inglés, "spunbond") o un tejido no tejido de tipo formado por fundido (en inglés, "meltblown") compuesto por fibras largas.
El grosor del sustrato poroso no está particularmente limitado, pero puede ser de entre 1 y 100 ym, preferentemente de entre 5 y 50 ym.
El tamaño y la porosidad de los poros presentes en el sustrato poroso tampoco están particularmente limitados, pero pueden ser de entre 0,001 ym y 50 ym y de entre 10 % y 95 %, respectivamente.
La solución electrolítica contiene iones de litio y provoca una reacción de oxidación o reducción electroquímica en el electrodo positivo y el electrodo negativo a través de ellos, y es la misma que la descrita anteriormente.
La inyección de la solución electrolítica puede llevarse a cabo en una etapa apropiada durante el procedimiento de fabricación del dispositivo electroquímico de acuerdo con el procedimiento de fabricación del producto final y las propiedades físicas requeridas. Es decir, puede aplicarse antes de ensamblar el dispositivo electroquímico o en la etapa final del ensamblaje del dispositivo electroquímico.
La batería secundaria de litio-azufre según la presente invención se puede fabricar mediante procedimientos de laminado, apilamiento y plegado del separador y los electrodos, además del procedimiento habitual de bobinado. La forma de la batería secundaria de litio-azufre no está particularmente limitada, y puede presentar diversas formas, tales como la forma cilíndrica, una forma laminada y una forma de moneda.
Realizaciones para llevar a cabo la invención
A continuación en la presente memoria, se presentan ejemplos preferentes para ayudar a la comprensión de la presente invención, pero los siguientes ejemplos se proporcionan solo para facilitar la comprensión de la presente invención, y la presente invención no se encuentra limitada a los mismos.
Ejemplo
Preparación de la solución electrolítica para batería secundaria de litio-azufre
Ejemplo 1-1
Se disolvieron bis(trifluorometilsulfonil)imida de litio (LiTFSI) 0,75 M (mol/l) y nitrato de litio (LiNO3) al 5 % en peso en un solvente mixto obtenido mediante la mezcla de 75 % vol. de dimetoxietano (DME), 20 % vol. de 2-metilfurano (2-MeF) y 5 % vol. de tris(2,2,2-trifluoroetil)ortoformato (TFEO), respecto al volumen total de solvente no acuoso, a fin de preparar una solución electrolítica para una batería secundaria de litio-azufre.
Ejemplo 1-2
Se preparó una solución electrolítica para una batería secundaria de litio-azufre de la misma manera que en el Ejemplo 1-1, excepto en que se utilizó dimetoxietano (DME) en una cantidad de 70 % vol. y tris(2,2,2-trifluoroetil)ortoformato (TFEO) en una cantidad de 10 % vol.
Ejemplo 1-3
Se preparó una solución electrolítica para una batería secundaria de litio-azufre de la misma manera que en el Ejemplo 1-1, excepto en que se utilizó dimetoxietano (DME) en una cantidad de 70 % vol. y tris(2,2,2-trifluoroetil)ortoformato (TFEO) en una cantidad de 20 % vol.
Ejemplo 2-1
Se preparó una solución electrolítica para una batería secundaria de litio-azufre de la misma manera que en el Ejemplo 1- 1, excepto en que se utilizó tris(2,2-difluoroetil)ortoformato (TDOF) en lugar de tris(2,2,2-trifluoroetil)ortoformato (TFEO).
Ejemplo 2-2
Se preparó una solución electrolítica para una batería secundaria de litio-azufre de la misma manera que en el Ejemplo 2- 1, excepto en que se utilizó dimetoxietano (DME) en una cantidad de 70 % vol. y tris(2,2,2-difluoroetil)ortoformato (TDOF) en una cantidad de 10 % vol.
Ejemplo 2-3
Se preparó una solución electrolítica para una batería secundaria de litio-azufre de la misma manera que en el Ejemplo 2-1, excepto en que se utilizó dimetoxietano (DME) en una cantidad de 60 % vol. y tris(2,2,2-difluoroetil)ortoformato (TDOF) en una cantidad de 20 % vol.
Ejemplo comparativo 1-1
Se preparó una solución electrolítica para una batería secundaria de litio-azufre de la misma manera que en el Ejemplo 1-1, excepto en que se utilizó dimetoxietano (DME) en una cantidad de 77 % vol. y tris(2,2,2-trifluoroetil)ortoformato (TFEO) en una cantidad de 3 % vol.
Ejemplo comparativo 1-2
Se preparó una solución electrolítica para una batería secundaria de litio-azufre de la misma manera que en el Ejemplo 1-1, excepto en que se utilizó dimetoxietano (DME) en una cantidad de 58 % vol. y tris(2,2,2-trifluoroetil)ortoformato (TFEO) en una cantidad de 22 % vol.
Ejemplo comparativo 1-3
Se preparó una solución electrolítica para una batería secundaria de litio-azufre de la misma manera que en el Ejemplo 1-1, excepto en que se utilizó dimetoxietano (DME) en una cantidad de 80 % vol. y no se utilizó tris(2,2,2-trifluoroetil)ortoformato (TFEO).
Ejemplo comparativo 1-4
Se preparó una solución electrolítica para una batería secundaria de litio-azufre de la misma manera que en el Ejemplo 1-1, excepto en que se utilizó dimetoxietano (DME) en una cantidad de 90 % vol. y tris(2,2,2-trifluoroetil)ortoformato (TFEO) en una cantidad de 10 % vol., y no se utilizó 2-metilfurano (2-MeF).
Ejemplo comparativo 1-5
Se preparó una solución electrolítica para una batería secundaria de litio-azufre de la misma manera que en el Ejemplo 1- 1, excepto en que se utilizó 2-metilfurano (2-MeF) en una cantidad de 90 % vol., tris(2,2,2-trifluoroetil)ortoformato (TFEO) en una cantidad de 10 % vol., y no se utilizó dimetoxietano (DME).
Ejemplo comparativo 2-1
Se preparó una solución electrolítica para una batería secundaria de litio-azufre de la misma manera que en el Ejemplo 2- 1, excepto en que se utilizó dimetoxietano (DME) en una cantidad de 77 % vol. y se utilizó tris(2,2,2-difluoroetil)ortoformato (TDOF) en una cantidad de 3 % vol.
Ejemplo comparativo 2-2
Se preparó una solución electrolítica para una batería secundaria de litio-azufre de la misma manera que en el Ejemplo 2-1, excepto en que se utilizó dimetoxietano (DME) en una cantidad de 58 % vol. y se utilizó tris(2,2,2-difluoroetil)ortoformato (TDOF) en una cantidad de 22 % vol.
Ejemplo comparativo 2-3
Se preparó una solución electrolítica para una batería secundaria de litio-azufre de la misma manera que en el Ejemplo 2-1, excepto en que se utilizó dimetoxietano (DME) en una cantidad de 80 % vol. y no se utilizó tris(2,2-difluoroetil)ortoformato (TDOF).
Ejemplo comparativo 2-4
Se preparó una solución electrolítica para una batería secundaria de litio-azufre de la misma manera que en el Ejemplo 2-1, excepto en que se utilizó dimetoxietano (DME) en una cantidad de 90 % vol., tris(2,2-difluoroetil)ortoformato (TDOF) en una cantidad de 10 % vol., y no se utilizó 2-metilfurano (2-MeF).
Ejemplo comparativo 2-5
Se preparó una solución electrolítica para una batería secundaria de litio-azufre de la misma manera que en el Ejemplo 2-1, excepto en que se utilizó 2-metilfurano (2-MeF) en una cantidad de 90 % vol., tris(2,2-difluoroetil)ortoformato (TDOF) en una cantidad de 10 % vol., y no se utilizó dimetoxietano (DME).
El contenido del éter lineal, el éter cíclico y el compuesto representado mediante la fórmula química 1 en las soluciones electrolíticas para una batería secundaria de litio-azufre preparadas en los Ejemplos 1-1 a 1-3, Ejemplos 2-1 a 2-3, Ejemplos comparativos 1-1 a 1-5, y Ejemplos comparativos 2-1 a 2-5 se muestran en la Tabla 1, a continuación:
Tabla 1:
Ejemplo experimental
Evaluación de las características de vida útil de la batería secundaria de litio-azufre
El azufre se mezcló con un material eléctricamente conductor y un aglutinante en acetonitrilo utilizando un molino de bolas para preparar una suspensión para una capa de material activo del electrodo positivo. En este momento, se utilizó negro de carbón como material eléctricamente conductor, y se usó un aglutinante de tipo mixto de SBR y CMC como el aglutinante, y la proporción de mezcla era tal que la proporción de azufre:material eléctricamente conductor:aglutinante era de 72:24:4 en peso. La suspensión para la capa de material activo del electrodo positivo se aplicó a un colector de corriente de aluminio de tal manera que la cantidad de carga era de 5,0 mAh/cm2, y después se secó para preparar un electrodo positivo que presenta una porosidad de 68 %. Además, se utilizó metal de litio que presentaba un grosor de 45pmcomo electrodo negativo.
El electrodo positivo y el electrodo negativo preparados mediante el método anterior fueron posicionados para enfrentarse entre sí, y después se interpuso un separador de polietileno que presentaba un grosor de 20 pm y una porosidad del 45 % entre el electrodo positivo y el electrodo negativo.
Posteriormente, se inyectaron soluciones electrolíticas de acuerdo con los Ejemplos 1-1 a 1-3, Ejemplos 2-1 a 2-3, Ejemplos comparativos 1-1 a 1-5 y Ejemplos comparativos 2-1 a 2-5 en la carcasa para fabricar una batería secundaria de litio-azufre.
El proceso de descarga y carga de la batería secundaria de litio-azufre preparada mediante el método anterior se repitió 2,5 veces a una densidad de corriente de 0,1 C, y después la descarga y carga se repitieron 3 veces a una densidad de corriente de 0,2 C. Posteriormente, mientras se realizaban 300 ciclos a una densidad de corriente de 0,5 C, se confirmaron las características de vida de la batería mediante la medición del ciclo de vida cuando la tasa de retención de capacidad de la batería secundaria de litio-azufre era de 80 %. Los resultados obtenidos en este momento se muestran en la Tabla 2.
Tabla 2:
Sin embargo, las soluciones electrolíticas según los Ejemplos comparativos 1-5 y 2-5, que no contienen el éter lineal, no pueden disolver en grado suficiente el bis(trifluorometilsulfonil)imida de litio (LiTFSI) y el nitrato de litio (LiNOa), por lo que resultaba difícil operar la batería, así que no se pudieron medir las características de vida útil.
Tal como se muestra en la Tabla 2, anteriormente, en el caso de baterías secundarias de litio-azufre en las que se aplicaron soluciones electrolíticas según los Ejemplos 1-1 a 1-3 y los Ejemplos 2-1 a 2-3, se confirmó que las características de vida útil de la batería eran excelentes en comparación con las baterías secundarias de litio-azufre en las que se aplicaron las soluciones electrolíticas según los Ejemplos comparativos 1-1 a 1-2 y los Ejemplos comparativos 2-1 a 2-2.
Específicamente, las baterías secundarias de litio-azufre según la presente invención utilizan las soluciones electrolíticas para la batería secundaria de litio-azufre de los Ejemplos 1-1 a 1-3 y de los Ejemplos 2-1 a 2-3, que presentan de 5 % vol. a 20 % vol. del contenido del compuesto representado mediante la fórmula química 1 (tris(2,2,2-trifluoroetil)ortoformato o tris(2 ,2-difluoroetil)ortoformato) en el solvente no acuoso, y de esta manera se forma una película SEI (por sus siglas en inglés, Interfase sólido-electrolito) estable en el electrodo negativo de litio para suprimir la reacción entre el litio y el polisulfuro y la descomposición de la solución electrolítica, mostrando de esta manera el efecto de mejora de las características de vida útil de la batería.
Además, se confirmó en el caso de baterías secundarias de litio-azufre en las que se aplicaron soluciones electrolíticas según los Ejemplos 1-1 a 1-3 y los Ejemplos 2-1 a 2-3, se confirmó que las características de vida útil de la batería eran excelentes en comparación con las baterías secundarias de litio-azufre en las que se aplicaron las soluciones electrolíticas según los Ejemplos comparativos 1-3 a 1-5 y los Ejemplos comparativos 2-3 a 2-5.
Específicamente, se confirmó que las baterías secundarias de litio-azufre según la presente invención utilizan las soluciones electrolíticas para la batería secundaria de litio-azufre según los Ejemplos 1-1 a 1-3 y los Ejemplos 2-1 a 2-3 que comprenden el éter lineal, el éter cíclico y el compuesto representado mediante la fórmula química 1 como solvente no acuoso, y de esta manera presentan excelentes características de vida útil de la batería, en comparación con los Ejemplos comparativos 1-3 y 2-3 que no comprenden el compuesto representado mediante la fórmula química 1, los Ejemplos comparativos 1-4 y 2-4 que no comprenden el éter cíclico, y los Ejemplos comparativos 1-5 y 2-5 que no comprenden el éter lineal.

Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES i. Solución electrolítica para una batería secundaria de litio-azufre que comprende una sal de litio y un solvente no acuoso, en la que el solvente no acuoso comprende un solvente a base de éter y un no solvente, el solvente a base de éter comprende un éter lineal y un éter cíclico, y el no solvente comprende un compuesto representado mediante la siguiente fórmula química 1:
    en donde los Rf son iguales o diferentes entre sí, y cada uno representa de forma independiente un grupo alquilo C1 a C3 fluorado, en donde el contenido del no solvente es de entre 5 % en vol. y 20 % en vol. respecto al volumen total del solvente no acuoso.
  2. 2. Solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre según la reivindicación 1, en la que la sal de litio es por lo menos una seleccionada del grupo que consiste en: LiCl, LiBr, LiI, LiClO4, LiBF4, LiB10Cl10, LiB(Ph)4, LiC4BO8, LiPF6, UCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiAlC^, LiSO3CH3, LiSO3CF3, LiSCN, L<íc>(<c>F3SO2)3, LiN(CF3SO2)2, LiN(C2F5SO2^, LiN(SO2F)2, cloroborano de litio, carboxilato alifático inferior de litio, tetrafenilborato de litio e imida de litio.
  3. 3. Solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre según la reivindicación 1, en la que el éter lineal se selecciona del grupo que consiste en éter dimetílico, éter dietílico, éter dipropílico, éter dibutílico, éter diisobutílico, éter etilmétilico, éter etilpropílico, éter etil-terc-butílico, dimetoximetano, trimetoximetano, dimetoxietano, dietoxietano, dimetoxipropano, éter dimetílico de dietilenglicol, éter dietílico de dietilenglicol, éter dimetílico de trietilenglicol, éter dimetílico de tetraetilenglicol, éter divinílico de etilenglicol, éter divinílico de dietilenglicol, éter divinílico de trietilenglicol, éter dimetílico de dipropilenglicol, éter de butilenglicol, éter etilmetílico de dietilenglicol, éter isopropilmetílico de dietilenglicol, éter butilmetílico de dietilenglicol, éter tercbutil-etílico de dietilenglicol y éter etilmetílico de etilenglicol.
  4. 4. Solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre según la reivindicación 1, en la que el éter cíclico se selecciona del grupo que consiste en dioxolano, metildioxolano, dimetildioxolano, vinildioxolano, metoxidioxolano, etilmetildioxolano, oxano, dioxano, trioxano, tetrahidrofurano, metiltetrahidrofurano, dimetiltetrahidrofurano, dimetoxitetrahidrofurano, etoxitetrahidrofurano, dihidropirano, tetrahidropirano, furano y 2-metilfurano.
  5. 5. Solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre según la reivindicación 1, en la que el grupo alquilo fluorado de fórmula química 1 es un grupo alquilo C1 a C3 fluorado y sustituido con 1 a 7 átomos de flúor.
  6. 6. Solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre según la reivindicación 1, en la que el grupo alquilo fluorado de fórmula química 1 es un grupo alquilo C1 a C2 fluorado y sustituido con 1 a 5 átomos de flúor.
  7. 7. Solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre según la reivindicación 1, en la que el grupo alquilo fluorado de la fórmula química 1 contiene un grupo difluorometilo o un grupo trifluorometilo unido a su extremo.
  8. 8. Solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre según la reivindicación 1, en la que el contenido de éter lineal es de entre 50 % en vol. y 90 % en vol. respecto al volumen total del solvente no acuoso, y el contenido de éter cíclico es de entre 10 % en vol. y 30 % en vol. respecto al volumen total del solvente no acuoso.
  9. 9. Solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre según la reivindicación 1, en la que la proporción de volumen entre el solvente a base de éter y el no solvente es de entre 95:5 y 80:20.
  10. 10. Solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre según la reivindicación 1, en la que la proporción de volumen entre el éter lineal y el éter cíclico es de entre 9:1 y 5:5.
  11. 11. Solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre según la reivindicación 1, en la que el éter lineal es dimetoxietano.
  12. 12. Solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre según la reivindicación 1, en la que el éter cíclico es 2-metilfurano.
  13. 13. Solución electrolítica para la batería secundaria de litio-azufre según la reivindicación 1, en la que el compuesto representado mediante la fórmula química 1 es tris(2 ,2-difluoroetil)ortoformato o tris(2 ,2 ,2-trifluoroetil)ortoformato.
  14. 14. Batería secundaria de litio-azufre que comprende la solución electrolítica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, un electrodo positivo, un electrodo negativo y un separador.
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