Lithium ion cells with improved thermal stability

Details Lithium ion cells with improved thermal stability Lithium ion cells with improved thermal stability

H - Electricity

01

M

H01M 2/16 (2006.01) H01M 4/62 (2006.01) H01M 10/40 (2006.01)

Patent

CA 2297954

The methods and compositions of the invention provide two solutions to reduce the reactivity of VDF-based copolymers to lithiated graphite. The two approaches can be used separately or combined. In one embodiment, the relative proportion of the VDF and the other fluorinated monomer (OFM, i.e. HFP) in the copolymer is significantly reduced below conventional formulations in order to reduce the reactivity of the copolymer. In a second approach, the reactivity of the copolymer, over a broad range of monomer VDF:OFM molar ratios, is reduced by deactivating the reactive sites on the copolymer, thereby blocking the ability to undergo undesired reaction during cell operation. These methods and compositions have heretofore not been proposed and are of primary importance in preventing large exothermic reaction which can lead to thermal runaway when conventional polymer formulations are utilized in batteries in the presence of reactive components such as lithiated graphite.

Les procédés et compositions de l'invention viennent constituer deux solutions permettant de réduire la réactivité des copolymères de fluorure de vinyldiène (VDF) sur le graphite-lithium. Les deux approches sont utilisables séparément ou en association. Selon une réalisation, pour réduire la réactivité du copolymère, la proportion relative du VDF par rapport aux autres monomères fluorés (OFM) tels que l'hexafluoropropylène (HFP) dans le copolymère est nettement ramenée en dessous de ce qu'elle est dans les formulations conventionnelles. Selon une autre réalisation, on réduit la réactivité du copolymère, pour une large gamme de rapports molaires monomère de VDF: OFM en désactivant les sites réactifs sur le copolymère. Il en résulte que les copolymères ne sont plus en état de subir une réaction malvenue pendant le fonctionnement des cellules. Ces procédés et ces compositions n'ont donc pas été proposées, mais elles sont de toute première importance si l'on cherche à empêcher des réactions exothermiques à grande échelle susceptibles de mener au claquage thermique lorsqu'on utilise les formulations conventionnelles de polymères dans les batteries en présence de composants réactifs tels que le graphite-lithium.

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