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DE69509256T2 - Nicht-wässriges elektrolytsystem für batterien, kondensatoren oder elektrochrome anordnungen und dessen herstellungsverfahren - Google Patents

Nicht-wässriges elektrolytsystem für batterien, kondensatoren oder elektrochrome anordnungen und dessen herstellungsverfahren

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Publication number
DE69509256T2
DE69509256T2 DE69509256T DE69509256T DE69509256T2 DE 69509256 T2 DE69509256 T2 DE 69509256T2 DE 69509256 T DE69509256 T DE 69509256T DE 69509256 T DE69509256 T DE 69509256T DE 69509256 T2 DE69509256 T2 DE 69509256T2
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DE
Germany
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electrolyte system
valerolactone
alkyl groups
ethylene carbonate
polymer
Prior art date
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DE69509256T
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DE69509256D1 (de
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Marine Consigny
Asa Wendsjo
Steen Yde-Andersen
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Danionics AS
Original Assignee
Danionics AS
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Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein nichtwäßriges Elektrolytsystem zur Verwendung in Batterien, Kondensatoren oder elektrochromen Vorrichtungen, wobei das System im wesentlichen aus einem Alkali- oder Ammoniumsalz, einem Lösungsmittelgemisch und gegebenenfalls einem Polymeren besteht.
  • Flüssige, feste und immobilisierte nichtwäßrige Elektrolyte sind für Lithiumbatterien, Superkondensatoren und andere elektrochemische Vorrichtungen von erheblichem Interesse.
  • In neuer Zeit sind sekundäre Lithiumbatterien auf der Grundlage von Lithiumeinsetzungsmaterialien sowohl für die negative Elektrode als auch für die positive Elektrode entwickelt worden. Derartige elektrochemische Zellen haben eine Zellspannung von mehr als 4 V im geladenen Zustand und eine Energiedichte von mehr als 100 Wh/kg. Gleichermaßen ergeben für die neu entwickelten Superkondensatorzellen Spannungen von höher als 3 V eine erhebliche Verbesserung hinsichtlich der Energielagerungsfähigkeit. Die in diesen Vorrichtungen verwendeten Elektrolytzusammensetzungen begrenzen aber traditionell die Leistungen der Vorrichtungen aufgrund der niedrigen ionischen Leitfähigkeit und der niedrigen elektrochemischen Stabilität. Den Bedürfnissen nach Elektrolyten in Batterien und Superkondensatoren ist bislang nur mit wenigen organischen Carbonaten oder insbesondere mit Gemischen davon in genügender Weise genügt worden.
  • Die US-5 192 629 der Bell Communication Research Inc. beschreibt ein Elektrolytsystem, umfassend eine Lösung von LiPF&sub6; in einem Gemisch aus Dimethylcarbonat und Ethylencarbonat.
  • Die EP 541 889 von Sanyo Electric Co. beschreibt für Batterien auf Lithiumionen- Graphitbasis die Kombination eines Separators mit einem flüssigen Elektrolyt, der ein oder mehrere Lösungsmittel aus der Gruppe Ethylencarbonat, Propylencarbonat, Lactone und Sulfolane umfaßt.
  • Die US-5 240 790 von Alliant Techsystems Inc. beschreibt die Verwendung eines gelierten Polymersystems auf Polyacrylnitrilbasis, das als immobilisierte flüssige Phase ein ternäres Weichmachungsgemisch aus Ethylencarbonat, γ-Butyrolacton und Polyethylenglykoldimethylether in Elektrodenbatterien auf Lithiumbasis enthält.
  • Die US-5 326 657. von Nippon Oil Co. beschreibt einen polymeren festen ionischen Elektrolyten mit guten mechanischen Eigenschaften. Der polymere feste Elektrolyt ist ein durch Strahlung vernetztes Netzwerk auf der Grundlage einer polyfunktionellen Acrylatverbindung, enthaltend ein nichtwäßriges organisches Lösungsmittel und ein Alkalimetall- und/oder Ammoniumsalz.
  • Die EP 651 455 von Matsushita Electrical Industrial Co. Ltd. beschreibt die Verwendung eines Separators auf der Basis von Polyethylen und/oder Polypropylen, um einen Kurzschluß von sekundären Lithiumbatterien zu verhindern.
  • Obgleich Elektrolytsysteme mit hoher Leitfähigkeit, die gegenüber Oxidation stabil sind, bekannt sind, besteht immer noch ein Bedürfnis nach einem Elektrolytsystem, das zusätzlich zu der hohen Leitfähigkeit und der hohen Oxidationsstabilität eine hohe Stabilität gegen Reduktion zeigt.
  • Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung eines nichtwäßrigen Elektrolytsystems zur Verwendung in Batterien, Kondensatoren oder elektrochromen Vorrichtungen (mit Einschluß von sogenannten "smart windows"), das in einem breiten Spannungsbereich angewendet werden kann, das eine höhere Leitfähigkeit als 10&supmin;³ S/cm bei Raumtemperatur hat und das eine hohe Stabilität gegenüber Reduktion zeigt.
  • Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe durch ein Elektrolytsystem gelöst wird, das im wesentlichen aus einem Alkali- oder Ammoniumsalz, einem Lösungsmittelgemisch und gegebenenfalls einem Polymeren besteht, wobei das genannte Lösungsmittelgemisch mindestens 50 Mol-% eines Gemisches aus Ethylencarbonat und γ-Valerolacton umfaßt, gegebenenfalls ein oder mehrere zusätzliche Lösungsmittel, ausgewählt aus anderen organischen Carbonaten, anderen Lactonen, Estern und Glymen, enthält, und wobei das genannte System gegebenenfalls in einem Separator eingegrenzt ist.
  • Während das reine γ-Valerolacton elektrochemisch gegen Koks und Graphit stabil ist, ist die Passivierungsschicht, die durch Umsetzung mit den Lithium-enthaltenden negativen Elektrodenstrukturen gebildet worden ist, schlecht, die Lithiumleitfähigkeit ist schlecht, das Reaktionsprodukt ist weder thermodynamisch noch kinetisch stabil, und die Zellbilanz ist in schwerwiegendem Ausmaß verschoben, so daß große Mengen von aktivem Material bei der Passivierungsreaktion verbraucht werden.
  • Demgegenüber zeigt das Ethylencarbonat gute Eigenschaften der gebildeten Passivierungsschicht, eine hohe Leitfähigkeit, Stabilität und einen niedrigen Materialverbrauch. Reines Ethylencarbonat ist aber bei Umgebungstemperaturen fest. Beide der Materialien γ-Valerolacton und Ethylencarbonat zeigen eine gute elektrochemische Stabilität gegenüber den Kathodenmaterialien vom Lithium-Übergangsmetalloxidtyp.
  • Überraschenderweise ist jedoch gefunden worden, daß das Gemisch aus γ-Valerolacton und Ethylencarbonat die bevorzugten Eigenschaften der beiden individuellen Komponenten kombiniert und weiterhin eine hohe elektrochemische Stabilität gegenüber der negativen Elektrode und zur Bildung einer Hochleistungs-Passivierungsschicht führt.
  • Weiterhin gestattet das erfindungsgemäße Elektrolytsystem mit hoher Leitfähigkeit den Betrieb von wiederaufladbaren Lithiumbatterien bei Zellspannungen oberhalb 4 V und von Superkondensatoren mit Zellspannungen von oberhalb 3 V.
  • Im Vergleich zu dem Gemisch aus γ-Butyrolacton und Ethylencarbonat, das aus der US- 5 240 790 bekannt ist stellt das Gemisch aus Ethylencarbonat und γ-Valerolacton ein überlegenes Lösungsmittelgemisch für Hochleistungs-Elektrolytanwendungszwecke dar, da das bekannte und strukturell nahestehende Gemisch eine schlechtere elektrochemische Stabilität gegenüber der negativen Elektrode des elektrochemischen Systems zeigt, obgleich beide Gemische eine Oxidationsstabilität und eine Leitfähigkeit zeigen, die für ihre Anwendung in den genannten elektrochemischen Systemen nicht einschränkend ist.
  • Die verbesserte Stabilität gegenüber einer Reduktion spiegelt sich in der cyclisierenden Wirksamkeit des Ethylencarbonat/γ-Valerolacton-Gemisches wieder, das der cyclisierenden Wirksamkeit des Ethylencarbonat/γ-Butyrolacton-Gemisches überlegen ist. Insbesondere wird ein niedrigerer irreversibler Verlust von aktivem Material für das erstgenannte Gemisch beobachtet, und die Kapazität der elektrochemischen Zelle wird durch eine hohe Anzahl von Zyklen aufrechterhalten.
  • Das Ethylencarbonat und das γ-Valerolacton sind in dem Lösungsmittelgemisch vorzugsweise in einem relativen molaren Verhältnis von 20 : 80 bis 80 : 20 vorhanden. Das Lösungsmittelgemisch besteht vorzugsweise aus mindestens 90% Ethylencarbonat und γ-Valerolacton.
  • Gemäß einer noch weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Lösungsgemisch des Elektrolyten im wesentlichen nur aus Ethylencarbonat und γ-Valerolacton.
  • Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Lösungsmittelgemisch zusätzlich zu Ethylencarbonat und γ-Valerolacton ein oder mehrere der folgenden Lösungsmittel:
  • (a) alicyclische Carbonate der folgenden allgemeinen Formel:
  • worin R, R&sub2;, R&sub3;, R&sub4;, R&sub5; und R&sub6; jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff oder C-C&sub2;- Alkylgruppen stehen und m eine ganze Zahl von 0 oder 1 ist, mit der Maßgabe, daß, wenn m gleich 0 ist, mindestens einer der Gruppen R, R&sub2;, R&sub5; und R&sub6; sich von Wasserstoff unterscheidet, vorzugsweise Propylencarbonat;
  • (b) aliphatische Carbonate der allgemeinen Formel R&sub7;[OC(O)]pOR&sub8;, worin R&sub7; und R&sub8; unabhängig voneinander für C-C&sub4;-Alkylgruppen stehen und p eine ganze Zahl von 1 oder 2 ist, vorzugsweise Dimethylcarbonat und/oder Diethylcarbonat;
  • (c) Lactone in Form von cyclischen Estern der allgemeinen Formel:
  • worin R&sub9;, R&sub0;, R&sub1;, R&sub2;, R&sub3;, R&sub4;, R&sub5; und R&sub6; jeweils unabhängig für Wasserstoff oder C&submin;&sub2;- Alkylgruppen stehen und r eine ganze Zahl ist, die 0 oder 1 gleich ist, mit der Maßgabe, daß der Wert von r und die Natur der Substituenten so ausgewählt werden, daß γ-Valerolacton von der Definition ausgeschlossen ist, vorzugsweise γ-Butyrolacton;
  • (d) Ester der Formel R&sub7;[C(O)]OR&sub8;[OR&sub9;]t, worin R&sub7;, R&sub3; und R&sub9; jeweils unabhängig für Wasserstoff oder C-C&sub2;-Alkylgruppen stehen, und t eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist, vorzugsweise ein Acetat, mehr bevorzugt (2-Methoxyethyl)acetat und/oder Ethylacetat;
  • (e) Glyme der allgemeinen Formel R&sub2;&sub0;O(R&sub2;&sub1;O)nR&sub2;&sub2;, worin R&sub2;&sub0; und R&sub2;&sub2; unabhängig für C&submin;&sub2;-Alkylgruppen stehen, R&sub2;&sub1; für -(CR&sub2;&sub3;R&sub2;&sub4;CR&sub2;&sub5;R&sub2;&sub6;)- steht, wobei R&sub2;&sub3;, R&sub2;&sub4;, R&sub2;&sub5; und R&sub2;&sub6; unabhängig voneinander jeweils für Wasserstoff oder C-C&sub4;-Alkylgruppen stehen, und n eine ganze Zahl von 2 bis 6, vorzugsweise 3, ist, R&sub2;&sub0; und R&sub2;&sub2; vorzugsweise Methylgruppen sind, R&sub2;&sub3;, R&sub2;&sub4;, R&sub2;&sub5; und R&sub2;&sub6; vorzugsweise Wasserstoff oder C-C&sub2;-Alkylgruppen, mehr bevorzugt Wasserstoff, sind.
  • Ein beliebiges Salz, erfindungsgemäßen Elektrolytsystem verwendet werden. Vorzugsweise ist aber das Salz ein Alkalisalz oder ein quaternäres Ammoniumsalz von ClO&sub4;&supmin;, CF&sub3;SO&sub3;&supmin;, AsF&sub6;&supmin;, PF&sub6;&supmin; oder BF&sub4;&supmin; oder ein beliebiges Gemisch aus solchen Alkali- oder Ammoniumsalzen, mehr bevorzugt LiAsF&sub6;, LiPF&sub6;, N(Et)&sub4;PF&sub6; oder N(Bu)&sub4;PF&sub6;, oder ein beliebiges Gemisch davon.
  • Um eine mechanische Integrität des Elektrolyten zu erhalten, umfaßt das Elektrolytsystem vorzugsweise ein vernetztes oder nichtvernetztes, vorteilhafterweise nichtvernetztes Polymeres, hergestellt durch UV- oder Hitze-induzierte Polymerisation von Monomeren oder Oligomeren, die ein oder mehrere polymerisierbare funktionelle Gruppen enthalten, wobei das genannte Polymere vorzugsweise ein nichtvernetzbarer Polyester, ein Polyurethan, ein Polyether oder ein Polyacrylat ist.
  • Das Polymere wird vorzugsweise durch Hitze-induzierte Polymerisation bei einer Temperatur von niedriger als 70ºC, durchgeführt mit einem Elektrolytvorläufer, enthaltend Elektrolytsalz, Lösungsmittelgemisch und die oben genannten Monomeren oder Oligomeren, hergestellt.
  • Das erfindungsgemäße Elektrolytsystem wird vorzugsweise in einem Separator eingearbeitet, der aus einer porösen Struktur, hergestellt aus einem Polymeren, vorzugsweise Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat oder Cellulose, besteht. Der Separator wirkt als Matrix, die die physikalischen Abmessungen des Elektrolytsystems begrenzt, wodurch die Herstellung von dünnen, selbsttragenden und gleichförmigen Elektrolytmembranen ermöglicht wird. Der Separator ist vorzugsweise eine gewebte oder nichtgewebte (Vlies)Struktur mit einer Porengröße im Bereich von 10 · 10 nm bis 1 · 1 mm und einer Dicke von 10-100 um, vorzugsweise 10 bis 25 um. Spezieller kann die Größe der Poren so sein wie in einem mikroporösen Film (z. B. einem Celgard-Separator) oder bis zu 1 · 1 mm betragen, wie in einem gewebten Netz mit einer Maschenweite dieser Größe.
  • Das Alkali- oder Ammoniumsalz ist vorzugsweise in einer Konzentration von 0,01M bis 2,5M, mehr bevorzugt 0,1M bis 1,5M, in dem Elektrolytsystem vorhanden. Das Polymere ist vorzugsweise in einer Menge entsprechend. 3 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 70 Gew.-%, mehr bevorzugt 5 bis 40 Gew.-%, noch mehr bevorzugt 15 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Elektrolytsystems, vorhanden.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein einfaches und wirtschaftlich vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Elektrolytsystems. Das genannte Verfahren umfaßt die Vermischung der Lösungsmittel, das Auflösen der Alkali- oder Ammoniumsalze in dem Lösungsmittelgemisch, die gegebenenfalls erfolgende Zugabe eines Verdickungsmittels zu der Lösung und die gegebenenfalls erfolgende Zugabe von Monomeren oder Oligomeren, enthaltend eine oder mehrere polymerisierbare funktionelle Gruppen, die Zugabe eines UV- Photoinitiators oder eines Hitzeinitiators und die gegebenenfalls erfolgende Einarbeitung des so erhaltenen Gemisches in einen Separator und die UV- oder Hitzehärtung der Monomeren oder Oligomeren:
  • In der folgenden Tabelle I sind einige physikalische Werte von Ethylencarbonat und γ- Valerolacton angegeben. TABELLE I
  • In den folgenden Beispielen wird die Herstellung von verschiedenen Ausführungsformen des nichtwäßrigen Elektrolytsystems gemäß der Erfindung und die Herstellung von verschiedenen elektrochemischen Vorrichtungen, die das Elektrolytsystem enthalten, beschrieben.
    • BEISPIEL I
  • Eine 1M Lösung von LiPF&sub6; in Ethylencarbonat/γ-Valerolacton (1 : 1, auf das Gewicht bezogen) wurde hergestellt, indem 13,5 g LiPF&sub6; in einem Gemisch von 50 g Ethylencarbonat und 50 g γ-Valerolacton aufgelöst wurden. Die Leitfähigkeit wurde durch Wechselstrom- Impedanzspektroskopie bei 65 kHz in einer Versuchszelle mit Edelstahlelektroden gemessen. Die Leitfähigkeit betrug 8,2 mS/cm bei 25ºC. Der elektrochemische Stabilitätsbereich des Elektrolyten wurde durch cyclische Voltametrie bei 200 mV/s im Bereich von 1-6 V gegenüber Li/Li&spplus;, unter Verwendung einer Pt-Mikroelektrode mit einem Radius von 5 um, gemessen. Das Oxidationspotential ist als das Potential definiert, bei dem der Strom 3 mA/cm² übersteigt. Es wurde ein Wert von 4,7 V gegenüber Li/Li&spplus; gefunden. Das Reduktionsverhalten wurde dadurch untersucht, daß der Elektrolyt in Zellen mit Li-interkalierenden negativen Elektrodenstrukturen auf Kohlenstoffbasis gemäß Beispiel III verwendet wurde.
    • BEISPIEL II
  • Zu einer 1M Lösung von LiPF&sub6; in einem 1 : 1-Gemisch aus Ethylencarbonat und γ- Valerolacton wurden 17,3 Gew.-% Polyethylenglykoldiacrylat (MG: 508) und 3 Gew.-% PEO (MG: 600k) gegeben. Danach wurden 3 Gew.-% Polymerisationsinitiator (Darocure 1173) zugesetzt. Der resultierende UV-gehärtete Elektrolyt hatte eine Leitfähigkeit von 2 · 10&supmin;³ S/cm bei 20ºC.
    • BEISPIEL III
  • Eine wiederaufladbare Li/Kohlezelle wurde hergestellt, indem eine 25 um dicke Lithiumfolie mit 100 um Elektrolyt von Beispiel I und eine 40 um dicke Kohleelektrode laminiert wurde. Die Kohleelektrode war dadurch hergestellt worden, daß ein Gemisch aus Erdölkoks und Bindemittel auf eine Kupferfolie aufgepreßt wurde. Die reversible Kapazität der resultierenden Zelle betrug 200 mAh/g Kohlenstoff, und der irreversible Verlust betrug 50 mAh/g Kohlenstoff. Der Widerstand der Zelle war für mehr als 100 Zyklen konstant, wobei 75% der Anfangselektrodenkapazität nach 100 Zyklen verfügbar waren.
    • VERGLEICHSBEISPIEL A
  • Eine wiederaufladbare Li/Kohlezelle wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel III mit der Ausnahme hergestellt, daß γ-Butyrolacton anstelle von γ-Valerolacton eingesetzt wurde. Die reversible Kapazität der resultierenden Zelle betrug 170 mAh/g, und der irreversible Verlust betrug 60 mAh/g. Der Widerstand der Zelle stieg signifikant während der ersten 10 Zyklen an. 75% der Anfangselektrodenkapazität waren nach 10 Zyklen verfügbar.
    • BEISPIEL IV
  • Eine Lithiumionenzelle mit einer negativen Graphitelektrode, einer positiven Lithiummanganoxidelektrode und einem Elektrolytsystem, bestehend aus 1M LiPF&sub6; in einem Gemisch aus Ethylencarbonat und γ-Valerolacton wurde hergestellt. Die resultierende Zelle zeigte eine volle Verwertung der positiven Elektrodenkapazität. Die Zelle wurde zwischen 3,2 V und 4,2 V cyclisch betrieben, und sie zeigte 85% der ursprünglichen Kapazität nach 40 Zyklen.
    • BEISPIEL V
  • Eine 1M Lösung von N(Et)&sub4;PF&sub6; in Ethylencarbonat/γ-Valerolacton (1 : 1, auf das Gewicht bezogen) wurde hergestellt, indem 27,5 g N(Et)&sub4;PF&sub6; in 50 g Ethylencarbonat und 50 g γ- Valerolacton aufgelöst wurden. Die Leitfähigkeit betrug 12,4 mS/cm bei 25ºC. Ein Kondensator wurde aus zwei Polymer-gebundenen Laminaten auf Kohlenstoffbasis hergestellt, und zwischen diese wurde das Elektrolytsystem eingelegt. Der resultierende Kondensator wurde zwischen 2,4 V und 3,6 V über mehr als 5000 Zyklen cyclisch betrieben, mit einer konstanten Stromstärke von 1,0 mA/cm².
    • BEISPIEL VI
  • Zu einem Gemisch aus 4 g Ethylencarbonat und 3 g γ-Vaterolacton wurden 1,1 g LiCF&sub3;SO&sub3;, 12,8 g Polyethylenglykoldiacrylat (MG: 508) und 4 g 2-(2-Ethoxyethoxy)ethylacrylat gegeben. 1,6% Photoinitiator (Darocure 1173) wurden in das Gemisch eingegeben. Das Gemisch wurde zwischen eine WO&sub3;-Glaselektrode und eine Gegenglaselektrode eingelegt. Es wurde eine Elektrolytdicke von 1 mm angewendet. Danach wurde 60 s durch UV gehärtet. Das resultierende "smart window" wurde beladen, d. h. gebleicht, und entladen, d. h. gefärbt, über mehr als 1000 Zyklen.

Claims (15)

1. Nichtwäßriges Elektrolytsystem für Batterien, Kondensatoren oder elektrochrome Displays, wobei das System im wesentlichen aus:
- einem Alkali- oder Ammoniumsalz
- einem Lösungsmittelgemisch, und gegebenenfalls
- einem Polymeren
besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittelgemisch mindestens 50 mol% eines Gemisches aus Ethylencarbonat und γ-Valerolacton umfaßt und daß es gegebenenfalls ein oder mehrere Lösungsmittel, ausgewählt aus anderen organischen Carbonaten, anderen Lactonen, Estern und Glymen, enthält, wobei das genannte System gegebenenfalls in einem Separator eingegrenzt ist.
2. Elektrolytsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ethylencarbonat und γ- Valerolacton in dem Lösungsmittelgemisch in einem relativen Molverhältnis von 20 : 80 bis 80 : 20 vorhanden sind.
3. Elektrolytsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittelgemisch aus mindestens 90% Ethylencarbonat und γ-Valerolacton besteht und daß es vorzugsweise im wesentlichen nur aus Ethylencarbonat und γ-Valerolacton besteht.
4. Elektrolytsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich zu dem Ethylencarbonat und dem γ-Valerolacton ein oder mehrere der folgenden Lösungsmittel enthält:
(a) alicyclische Carbonate der folgenden allgemeinen Formel:
worin R, R&sub2;, R&sub3;, R&sub4;, R&sub5; und R&sub6; jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff oder C-C&sub2;-Alkylgruppen stehen und m eine ganze Zahl von 0 oder 1 ist, mit der Maßgabe, daß wenn m gleich 0 ist, mindestens eine der Gruppen R, R&sub2;, R&sub5; und R&sub6; sich von Wasserstoff unterscheidet, vorzugsweise Propylencarbonat;
(b) aliphatische Carbonate der allgemeinen Formel R&sub7;[OC(O)]pOR&sub8;, worin R&sub7; und R&sub8; unabhängig voneinander für C-C&sub4;-Alkylgruppen stehen und p eine ganze Zahl von 1 oder 2 ist, vorzugsweise Dimethylcarbonat und/oder Diethylcarbonat;
(c) Lactone in Form von cyclischen Estern der allgemeinen Formel:
worin R&sub9;, R&sub0;, R&sub1;, R&sub2;, R&sub3;, R&sub4;, R&sub5; und R&sub6; jeweils unabhängig für Wasserstoff oder C&submin;&sub2;-Alkylgruppen stehen und r eine ganze Zahl ist, die 0 oder 1 gleich ist, mit der Maßgabe, daß der Wert von r und die Natur der Substituenten so ausgewählt werden, daß γ-Valerolacton von der Definition ausgeschlossen ist, vorzugsweise γ-Butyrolacton;
(d) Ester der Formel R&sub7;[C(O)]OR&sub8;[OR&sub9;]t, worin R&sub7;, R&sub8; und R&sub9; jeweils unabhängig für Wasserstoff oder C-C&sub2;-Alkylgruppen stehen, und t eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist, vorzugsweise ein Acetat, mehr bevorzugt (2-Methoxyethyl)- acetat und/oder Ethylacetat;
(e) Glyme der allgemeinen Formel R&sub2;&sub0;O(R&sub2;&sub1;O)nR&sub2;&sub2;, worin R&sub2;&sub0; und R&sub2;&sub2; unabhängig für C&sub2;-Alkylgruppen stehen, R&sub2;&sub1; für -(CR&sub2;&sub3;R&sub2;&sub4;CR&sub2;&sub5;R&sub2;&sub6;)- Steht, wobei R&sub2;&sub3;, R&sub2;&sub4;, R&sub2;&sub5; und R&sub2;&sub6; unabhängig voneinander jeweils für Wasserstoff oder C-C&sub4;- Alkylgruppen stehen, und n eine ganze Zahl von 2 bis 6, vorzugsweise 3, ist, R&sub2;&sub0; und R&sub2;&sub2; vorzugsweise Methylgruppen sind, R&sub2;&sub3;, R&sub2;&sub4;, R&sub2;&sub5; und R&sub2;&sub6; vorzugsweise Wasserstoff oder C-C&sub2;-Alkylgruppen, mehr bevorzugt Wasserstoff, sind.
5. Elektrolytsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz ein Alkalisalz oder ein quaternäres Ammoniumsalz von ClO&sub4;&supmin;, CF&sub3;SO&sub3;&supmin;, AsF&sub6;&supmin;, PF&sub6;&supmin; oder BF&sub4;&supmin;, oder ein beliebiges Gemisch von solchen Alkali- oder Ammoniumsalzen, vorzugsweise LiAsF&sub6;, LiPF&sub6;, N(Et)&sub4;PF&sub6; oder N(Bu)&sub4;PF&sub6; oder beliebige Gemische davon, ist.
6. Elektrolytsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es ein vernetztes oder nichtvernetztes, vorzugsweise nichtvernetztes, Polymeres enthält, das durch UV- oder hitzeinduzierte Polymerisation von Monomeren oder Oligomeren, enthaltend ein oder mehrere polymerisierbare funktionelle Gruppen, hergestellt ist, wobei das Polymere mehr bevorzugt ein nichtvernetzbares Polyester, Polyurethan, Polyether oder Polyacrylat ist.
7. Elektrolytsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere durch hitzeinduzierte Polymerisation bei einer Temperatur von niedriger als 70ºC hergestellt worden ist.
8. Elektrolytsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das System in einem Separator eingegrenzt ist, der, aus einer porösen Struktur hergestellt, aus einem Polymeren, vorzugsweise Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat oder Cellulose, besteht.
9. Elektrolytsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Separator eine gewebte oder nichtgewebte Struktur mit einer Porengröße im Bereich von 10 · 10 nm bis 1 · 1 mm ist.
10. Elektrolytsystem nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Separator eine Dicke von 10-100 um, vorzugsweise 10-25 um hat.
11. Elektrolytsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkali- oder Ammoniumsalz in einer Konzentration von 0,01 M bis 2,5 M, vorzugsweise 0,1 M bis 1,5 M, vorhanden ist.
12. Elektrolytsystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere in einer Menge entsprechend 3 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 70 Gew.-%, mehr bevorzugt 5 bis 40 Gew.-%, noch mehr bevorzugt 15 bis 40 Gew-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Elektrolytsystems, vorhanden ist.
13. Verfahren zur Herstellung eines Elektrolytsystems nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend Vermischung der Lösungsmittel, Auflösung der Alkali- oder Ammoniumsalze in dem Lösungsmittelgemisch und gegebenenfalls Zusetzung eines Verdickungsmittels zu der Lösung.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin Monomere oder Oligomere, enthaltend ein oder mehrere polymerisierbare funktionelle Gruppen, zugegeben werden, daß ein UV-Photoinitiator oder ein Hitzeinitiator zugesetzt wird und daß gegebenenfalls das erhaltene Gemisch in einen Separator eingearbeitet wird und die Monomeren oder Oligomeren durch UV oder durch Hitze gehärtet werden.
15. Verwendung des Elektrolytsystems nach den Ansprüchen 1 bis 12 in einer Batterie, einem Kondensator und/oder einem elektrochromen Display.
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