CN1308079A - 用于电化学电池的配盐 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制备配盐的方法及其在电化学电池方面的用途。

Description

用于电化学电池的配盐
本发明涉及一种制备配盐的方法及其在电化学电池方面的用途。
锂离子电池是移动式应用中最有前途的系统之一。应用领域从高质量电子设备(例如移动电话、摄像放像机)扩展到用于电动车辆的蓄电池。自从二十世纪九十年代早期以来可充电锂电池已经在市场上可买到。
这些电池由阴极、阳极、隔膜和非水电解质组成。使用的阴极一般是由Li(MnMez)2O4、Li(COMez)O2、Li(CoNixMez)O2或其它的锂嵌入和插入化合物制成。阳极可以由金属锂、碳、石墨、石墨碳或其它嵌入和插入锂的化合物或合金化合物组成。使用的电解质是在非质子传递溶剂中的锂盐例如LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2或LiC(CF3SO2)3及其混合物的溶液。
目前，在许多锂离子电池中用作电解质盐的LiPF6是对水解作用非常敏感和热不稳定的物质。与大气中的水分和/或溶剂中残留水接触很快地形式氢氟酸HF。除了它的毒害性外，HF对循环性能有不利影响，从而对锂电池的性能有有害作用，因为金属可以从电极中浸出。
US4505997描述了酰亚胺锂(lithium imide)和US5273840描述了甲基锂(lithium methanide)。两种盐具有高阳极稳定性并且在有机碳酸酯中形成具有高电导率的溶液。在锂离子电池中的阴极终端引线铝至少不能被酰亚胺锂钝化至充分的程度。另一方面，甲基锂的制备和纯化是非常昂贵的。另外，铝的电化学性质例如氧化稳定性和钝化性完全取决于甲基锂的纯度。
因此，WO98/07729描述了一种新的电解质盐，即硼酸锂络合物。在循环操作的实验中，这些化合物已经产生特别好的结果和已经证明是特别稳定的。与其它的盐结合，这些络合物显示出协同稳定的抗氧化作用。
描述为电解质盐的双[5-氟-2-羟连苯(olatobenzene)-磺酸根合(2-)O，O’]硼酸(1-)锂，由于它的性质，是一种用于锂离子电池的有前途的电解质盐。然而，昂贵和复杂的前体合成是有问题的。
因此本发明的目的是提供一种钝化阴极终端引线且对氧化过程是稳定的材料，和提供一种制备这些材料的简单方法。
通过下列化学式的配盐可以达到本发明的目的：
其中：
x、y是1，2，3，4，5，6，
Mx+是一种金属离子，
E是一种选自由下列物质组成的路易斯酸：
BR1R2R3，AIR1R2R3，PR1R2R3R4R5，AsR1R2R3R4R5，VR1R2R3R4R5，
R1到R5是相同的或不同的，可以彼此之间由单键或双键直接连接，并且每个单独或共同是：
卤素(F、Cl、Br)；
可部分或全部由F、Cl、Br取代的烷基或烷氧基(C1到C8)；
芳族环，其可以经由氧连接，选自苯基、萘基、蒽基和菲基，可以未被取代或被烷基(C1到C8)或F、Cl、Br单取代或多取代；或
芳族杂环，其可以经由氧连接，选自吡啶基、吡唑基(pyrazyl)和嘧啶基，可以未被取代或被烷基(C1到C8)或F、Cl、Br单取代到四取代；以及
Z是OR6、NR6R7、CR6R7R8、OSO2R6、N(SO2R6)(SO2R7)、C(SO2R6)(SO2R7)(SO2R8)、OCOR6，其中
R6到R8是相同的或不同的，可以彼此由单键或双键直接连接，且每个单独或共同是：
氢原子或R1到R5规定的基团。
这些配盐特别适合作为电化学电池的电解质中的电解质盐。
令人惊讶地发现本发明的盐可以钝化过渡金属阴极和终端引线。通过钝化阻止常规系统中出现的点腐蚀尤其可以保护经常使用的铝终端引线。
已经发现化学式(I)的配盐具有优良的电化学性质。因此，例如观察到优良的氧化稳定性。
令人惊讶地已经发现与传统的电解质盐相比较，本发明的盐极大地改进了离子传导率。
化学式(I)的配盐和它们的混合物可以用作电化学电池电解质中的电解质盐。同样地，它可以以1到99％的比例与其它的电解质盐结合使用。
特别适合的化学式(I)的配盐是Mx+＝Li+或四烷基铵和E＝BR1 aR2 bFc和PR1 dR2 eR3 fR4 gFh的那些配盐，其中a到h＝0、1、2、3、4或5，a+b+c＝3和d+e+f+g+h＝5。
本发明的配盐可以用在通常的电解质中。例如适合的电解质是含有电解质盐的电解质，该电解质盐选自LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2或LiC(CF3SO2)3及其混合物。
该电解质还可以包含有机的异氰酸酯(DE19944603)以减少水含量。同样地，在电解质中有机碱金属盐(DE19910968)可以作为添加剂存在。适合的碱金属盐是下列化学式的碱金属硼酸盐
Li+B-(OR1)m(OR2)p
其中
m和p为0、1、2、3或4，且m+p＝4，和
R1和R2是相同的或不同的，彼此可以通过单键或双键直接连接，每个单独地或共同是芳族的或脂肪族的羧酸、二羧酸或磺酸残基，或
每个单独地或共同是芳族环，该芳族环选自苯基、萘基、蒽基和菲基，可以未被取代或被A或卤素(Hal)单取代到四取代，或
每个单独地或共同是杂环的芳族环，该芳族环选自吡啶基、吡唑基和联吡啶基，其可以未被取代或被A或卤素(Hal)单取代到三取代，或
每个单独地或共同是芳族羟基酸，该芳族羟基酸选自芳族的羟基羧酸和芳族的羟基磺酸，其可以未被取代或被A或卤素(Hal)单取代到四取代，
和
卤素(Hal)可以是F、Cl或Br，而A可以是具有1到6个碳原子的烷基，其可以被卤原子单取代到三取代。
同样地，适合的是下列化学式的碱金属醇盐(DE 9910968)
Li+OR-
其中R
是芳族的或脂肪族的羧酸、二羧酸或磺酸残基，或
是芳族环，该芳族环选自苯基、萘基、蒽基和菲基，其可以未被取代或被A或卤素(Hal)单取代到四取代，或
是杂环的芳族环，该芳族环选自吡啶基、吡唑基和联吡啶基，其可以未被取代或被A或卤素(Hal)单取代到三取代，或
是芳族羟基酸，该芳族羟基酸选自芳族的羟基羧酸和芳族的羟基磺酸，其可以未被取代或被A或卤素(Hal)单取代到四取代，
和
卤素(Hal)为F、Cl或Br，而A是具有1到6个碳原子的烷基，其可以被卤原子单取代到三取代。
可以存在的其它组分是下列化学式的化合物
[([R1(CR2R3)k]lAx)yKt]+-NCCF3)2
其中
Kt是N、P、As、Sb、S、Se
A为N、P、P(O)、O、S、S(O)、SO2、As、As(O)、Sb、Sb(O)
R1、R2和R3是相同的或不同的，且每个是H、卤素、取代的和/或未被取代的烷基CnH2n+1、取代的和/或未被取代的具有1-18个碳原子且有一个或多个双键的链烯基、取代的和/或未被取代的具有1-18个碳原子和一个或多个三键的炔基、取代的和/或未被取代的环烷基CmH2m-1、单取代的或多取代的和/或未被取代的苯基、取代的和/或未被取代的杂芳基，
A可以包括在R1、R2和/或R3中不同的位置，
Kt可以被包括在环或杂环内，
与Kt连接的基团可以是相同的或不同的，
其中
n为1-18，
m为3-7，
k为0，1-6，
当x＝1的时候，l为1或2，当x＝0时1为1，
x为0，1，
y为1-4
(DE 9941566)。制备该化合物的方法的特征在于下列化学式的碱金属盐
D+-N(CF3)2，
其中D+是选自碱金属，在极性有机溶剂中与下列化学式的盐起反应
[([R1(CR2R3)k]lAx)yKt]+-E
其中
Kt、A、R1、R2、R3、k、l、x和y同上述的规定的一样，和
-E为F-、Cl-、Br-、I-、BF4 -、ClO4 -、AsF6 -、SbF6 -或PF6 -
本发明的化合物也可以存在于包括下列化学式的化合物的电解质中
X-(CYZ)m-SO2N(CR1R2R3)2
其中
X为H，F，Cl，CnF2n+1，CnF2n-1，(SO2)kN(CR1R2R3)2，
Y为H、F、Cl，
Z为H、F、Cl，
R1、R2、R3是H和/或烷基、氟烷基、环烷基，
m为0-9且，当X＝H时，m≠0，
n为1-9，和
当m＝0时，k为0，而当m＝1-9时，k＝1，
该化合物是在有机溶剂中用二甲胺与部分氟化或全氟化烷基磺酰氟反应制备的(DE19946673)。
可以存在的其它组分是下列化学式的锂配盐
其中
R1和R2是相同的或不同的，彼此可以通过单键或双键直接连接，和每个或者单独地或者共同是芳族环，该芳族环选自苯基、萘基、蒽基和菲基，其可以未被取代或被烷基(C1到C6)、烷氧基(C1到C6)或卤素(F、Cl、Br)单取代到六取代，
或者每个单独地或者共同是芳族的杂环，该芳族的杂环选自吡啶基、吡唑基或者嘧啶基，其可以未被取代或者被烷基(C1到C6)、烷氧基(C1到C6)或者卤素(F、Cl、Br)单取代到四取代，
或者每个单独地或者共同是芳族环，该芳族环选自羟苯羧基、羟萘羧基、羟苯磺酰基和羟萘磺酰基，其可以未被取代或者被烷基(C1到C6)、烷氧基(C1到C6)或者卤素(F、Cl、Br)单取代的到四取代，
R3-R6每个可以单独地或者成对地彼此通过单键或者双键直接连接，具有下列含义：
1.烷基(C1到C6)、烷氧基(C1到C6)或者卤素(F、Cl、Br)
2.芳族环，选自下列基团：苯基、萘基、蒽基和菲基，其可以未被取代或者被烷基(C1到C6)、烷氧基(C1到C6)或者卤素(F、Cl、Br)单取代到六取代，吡啶基、吡唑基、嘧啶基(primidyl)，其可以未被取代或者被烷基(C1到C6)、烷氧基(C1到C6)或者卤素(F、Cl、Br)单取代到四取代。
该化合物通过下列方法制备(DE19932317)：
a)在适合的溶剂中将3-，4-，5-，6-取代酚与氯磺酸混合，
b)来自a)的中间体与氯代三甲基硅烷反应，过滤和分馏，
c)在适合的溶剂中来自b)中的中间体与四甲氧基硼酸锂(1-)反应，和从中分离出最终产品，其可以同时存在于电解质中。
也可存在下列化学式的硼酸盐(DE19959722)：
其中：
M是金属离子或四烷基铵离子，
x、y是1、2、3、4、5或者6，和
R1到R4是相同的或者不同的，并且是烷氧基或者羧基原子团(C1-C8)，其彼此可以通过单键或者双键直接连接。在非质子传递溶剂中将四烷氧基硼酸锂或者烷氧基锂和硼酸酯的1∶1混合物与适合的羟基或者羧基化合物以2∶1或者4∶1的比例反应来制备这些硼酸盐。
也可存在添加剂例如下列化学式的硅烷化合物
SiR1R2R3R4
其中R1到R4是氢
CyF2y+1-zHz
OCyF2y+1-zHz
        OC(O)CyF2y+1-zHz
        OSO2CyF2y+1-zHz
并且    1≤x＜6
        1≤y≤8和0≤z≤2y+1
以及
R1-R4是相同的或者不同的，并且每个是芳族环，选自苯基和萘基，其可以未被取代或者被F、CyF2y+1-zHz或者OCyF2y+1-zHz、OC(O)CyF2y+1-zHz、OSO2CyF2y+1-zHz、N(CnF2n+1-zHz)2单取代或者多取代，或者
每个是杂环的芳族环，选自吡啶基、吡唑基和嘧啶基，其每个可以被F、CyF2y+1-zHz或者OCyF2y+1-zHz、OC(O)CyF2y+1-zHz、OSO2CyF2y+1-zHz、N(CnF2n+1-zHz)2单取代或者多取代(DE10027626)。
本发明的化合物也可以用于包括下列化学式的氟烷基磷酸盐的电解质，
Li+[PFx(CyF2y+1-2H2)6-x]-
其中
1≤x≤5，
3≤y≤8，
0≤z≤2y+1，
和配位体(CyF2y+1-zHz)可以是相同的或者不同的，该化合物不包括下列化学式的化合物：
Li+[PFa(CHbFc(CF3)d)e]-
其中a为2到5的整数，b＝0或者1，c＝0或者1，d＝2和
e为1到4的整数，前提条件是b和c不能同时为0，a+e的总和是6，和配位体(CHbFc(CF3)d)可以是相同的或者不同的(DE10008955)。制备氟烷基磷酸锂的方法的特征在于至少一种下列化学式的化合物HmP(CnH2n+1)3-m(III)，OP(CnH2n+1)3(IV)，ClmP(CnH2n+1)3-m(V)，FmP(CnH2n+1)3-m(VI)，CloP(CnH2n+1)5-o(VII)，FoP(CnH2n+1)5-o(VIII)，
在每个中
0＜m＜2，3＜n＜8且0＜o＜4，在氟化氢中通过电解而氟化，通过萃取法、相分离和/或蒸馏分级分离所得到的氟化产物的混合物，以及在非质子传递溶剂或者溶剂混合物中将用这种方法获得的氟化的烷基正膦与氟化锂在没有水分的情况下反应，通过常规的方法纯化和分离出所得到的盐。
本发明的化合物也可以用于包括下列化学式的盐的电解质Li[P(OR1)a(OR2)b(OR3)c(OR4)dFe]
其中0＜a+b+c+d≤5和a+b+c+d+e＝6，和R1到R4彼此独立地是烷基、芳基或者杂烷基，其中R1到R4的至少两个彼此可以通过单键或者双键直接连接(DE10016801)。通过下列化学式的磷(V)化合物在有机溶剂存在下与氟化锂反应制备该化合物：
P(OR1)a(OR2)b(OR3)c(OR4)dFe
其中0＜a+b+c+d≤5和a+b+c+d+e＝5，和R1到R4同上述规定，。
也可以存在下列化学式的离子液体：
K+A-
其中K+是一种选自由下列的阳离子
Figure A0013532300131
其中R1到R5是相同的或不同的，可以彼此由单键或双键直接连接，且每个单独或共同是：
-氢，
-卤素，
-烷基(C1到C8)，其可以部分地或全部地由其它的基团取代，该取代基优选F，Cl，N(CnF(2n+1-x)Hx)2，O(CnF(2n+1-x)Hx)，SO2(CnF(2n+1-x)Hx)，CnF(2n+1-x)Hx，其中1＜n＜6和0＜x≤13，
A-是选自下列的阴离子
[B(OR1)n(OR2)m(OR3)o(OR4)p]-
其中0≤n，m，o，p≤4和m+n+o+p＝4
其中R1至R4是成对不同的或者相同的，可以彼此通过单键或双键直接连接，且每个单独或共同是：
芳族环，选自苯基、萘基、蒽基或者菲基，其可以是未被取代的，或者被CnF(2n+1-x)Hx(其中1＜n＜6和0＜x≤13)或者卤素(F、Cl、Br)单取代的或者多取代的，
芳族杂环，选自吡啶基、吡唑基或者嘧啶基，其可以是未被取代的，或者被CnF(2n+1-x)Hx(其中1＜n＜6和0＜x≤13)或者卤素(F、Cl、Br)单取代的或者多取代的，或者
烷基(C1到C8)，其可以部分地或全部地由其它基团取代，该取代基优选F，Cl，N(CnF(2n+1-x)Hx)2，O(CnF(2n+1-x)Hx)，SO2(CnF(2n+1-x)Hx)，CnF(2n+1-x)Hx，其中1＜n＜6和0＜x≤13，
或者OR1至OR4每个单独或者一起是
芳族的或者脂肪族的羧基、联羧基、羟磺酰基或者羟羧基基团，其可以部分地或者全部地由其它的基团取代，该取代基优选F，Cl，N(CnF(2n+1-x)Hx)2，O(CnF(2n+1-x)Hx)，SO2(CnF(2n+1-x)Hx)，CnF(2n+1-x)Hx，其中1＜n＜6和0＜x≤13(DE10026565)。也可以存在离子液体K+A-(DE10027995)，其中
K+和上述规定的相同，和
A-是选自下列的阴离子
[PFx(CyF2y+1-zHz)6-x]-
其中1≤x＜6，
1≤y≤8和0≤z≤2y+1。
本发明的化合物可用于电化学电池的电解质中，该电池包括由涂覆的金属核组成的阳极材料，该金属选自Sb、Bi、Cd、In、Pb、Ga和锡或者它们的合金(DE10016024)。制备这些阳极材料的方法的特征在于
a)制备在六亚甲基四胺中的金属或者合金核的悬浮液或者溶胶，
b)用C5-C12-碳氢化合物乳化该悬浮液，
c)将乳液沉淀至该金属或者合金核之上，和
d)通过热处理该系统使金属氢氧化物或者氢氧化合物转换为相应的氧化物。
本发明的化合物也可以用于电化学电池的电解质中，该电池具有通常的锂嵌入和插入化合物的阴极，或其阴极包括由锂混合氧化物颗粒组成的阴极材料，通过将该颗粒悬浮在有机溶剂中，将该悬浮液与可水解的金属化合物的溶液和水解溶液混合，然后滤过，干燥，如果适当，煅烧该涂敷颗粒，使该颗粒包覆一种或多种金属氧化物(DE19922522)。阴极也可以由包覆一种或多种聚合物的锂混合氧化物颗粒组成(DE19946066)，其通过下列方法获得：将该颗粒悬浮于溶剂中，随后滤出该涂敷颗粒，干燥，如果需要，可煅烧。同样地，本发明的化合物可被用于具有由锂混合氧化物颗粒组成阴极的系统中，该颗粒被一层或多层碱金属化合物和金属氧化物涂覆(DE10014884)。制备这些材料的方法的特征在于：将该颗粒悬浮于有机溶剂中，加入悬浮于有机溶剂中的碱金属盐化合物，加入溶于有机溶剂中的金属氧化物，将该悬浮液与水解溶液混合，和随后滤出该涂敷颗粒，干燥和煅烧。同样地，本发明的化合物可被用于具有这样一种阴极的系统中，该阴极包括具有掺杂氧化锡的阳极材料(DE10025761)。由下列方法制备该阳极材料：
a)将氯化锡溶液与尿素混合，
b)将该溶液与六亚甲基四胺和适合的掺杂物混合，
c)在石油醚中乳化所得到的溶胶，
d)洗涤获得的凝胶并除去溶剂，以及
e)干燥和热处理该凝胶。
同样地，本发明的化合物可用于具有这样一种阴极的系统中，该阴极包括具有还原的氧化锡的阳极材料(DE10025762)。由下列方法制备该阳极材料：
a)将氯化锡溶液与尿素混合，
b)将该溶液与六亚甲基四胺混合
c)在石油醚中乳化所得到的溶胶，
d)洗涤获得的凝胶并除去溶剂，
e)干燥和热处理该凝胶，以及
f)在可以引入气体的炉子中将获得的SnO2暴露于还原气体流中。
因此本发明的配盐特别适合作为锂离子电池和超电容器的电解质盐。
在下文中，更详细地描述本发明的普通实施例。
利用路易斯酸-溶剂加合物，优选选自BR1R2R3，AIR1R2R3，PR1R2R3R4R5，AsR1R2R3R4R5，VR1R2R3R4R5，
其中
其中R1至R5是相同的或不同的，可以彼此由单键或双键直接连接，且每个独立或共同是：
卤素(F、Cl、Br)，
可以部分地或全部地由卤素(F、Cl、Br)取代的烷基或烷氧基基团(C1到C8)，
芳族环，其可以经由氧连接，其选自苯基、萘基、蒽基和菲基，其可以未被取代的，或者被烷基(C1到C8)或F、Cl、Br单取代或多取代，
芳族杂环，其可以经由氧连接，其选自吡啶基、吡唑基和嘧啶基，其可以未被取代或被烷基(C1到C8)或F、Cl、Br单取代到四取代。
将这些加合物溶于合适的电池溶剂中，该溶剂优选选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚乙酯、碳酸甲乙基酯、碳酸甲基丙基酯、γ-丁内酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、二甲亚砜、二氧戊环、环丁砜、乙腈、丙烯腈、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃及其混合物。
加入金属盐产生化学式(I)的化合物，其中阴离子选自
OR6，NR6R7或者CR6R7R8，OSO2R6，N(SO2R6)(SO2R7)，C(SO2R6)(SO2R7)(SO2R8)或OCOR6，
其中
R6到R8是相同的或不同的，可以彼此由单键或双键直接连接，且每个单独或共同是，
氢原子或者R1到R5规定的基团。
特别优选的是通过将相应的硼或者磷路易斯酸溶剂加合物与锂或者四烷基铵-酰亚胺、-甲烷化物(methanide)或者-三氟甲磺酸盐反应制备化学式(I)的化合物，其中Mx+＝Li+或者四烷基铵离子和E＝BR1 aR2 bFc和PR1 dR2 eR3 fR4 gFh，其中a到h＝0、1、2、3、4或5，其中a+b+c＝3和d+e+f+g+h＝5。
下列实施例是用来举例说明本发明而不是限制本发明。
实施例
实施例1
制备配盐Li[BF3·N(SO2CF3)2]
在室温下用三氟化硼气体处理碳酸二乙酯20分钟。这里，通过外部冷却使反应温度维持在40℃。在冷却时，无色的、结晶的BF3·碳酸二乙酯沉淀。在保护气体下滤出固体和在室温下于减压条件下干燥。
将29.7克碳酸亚乙酯和26.22克的碳酸二乙酯的混合物放置在聚四氟乙烯(PTFE)反应容器中。在冷却的同时，加入5.5克(0.03摩尔)的BF3·碳酸二乙酯和8.5克(0.03摩尔)的酰亚胺锂Li[N(SO2CF3)2]。将获得的溶液直接用作含电解质盐Li[BF3·N(SO2CF3)2]的电池电解质。
电解质盐的浓度：0.5mol/kg溶剂
19F-NMR(282MHz，CD3CN)
ppm：-151s(3F)，3B-F
     -80s(6F)，2SO2C-F3
实施例2
制备配盐Li[BF3·SO3CF3]
在室温下用三氟化硼气体处理碳酸二乙酯20分钟。这里，通过外部冷却使反应温度维持在40℃。在冷却时，无色的、结晶的BF3·碳酸二乙酯沉淀。在保护气体下滤出固体和在室温下于减压条件下干燥。
将31.50克碳酸亚乙酯和27.82克的碳酸二乙酯的混合物放置在聚四氟乙烯(PTFE)反应容器中。在冷却的同时，加入8.80克(0.03摩尔)的BF3·碳酸二乙酯和4.80克(0.03摩尔)的三氟甲磺酸锂Li[SO3CF3]。将获得的溶液直接用作含电解质盐Li[BF3·SO3CF3]的电池电解质。
电解质盐的浓度：0.5mol/kg溶剂
19F-NMR(282MHz，CD3CN)
ppm：-149s(3F)，3B-F
     -79s(3F)，1SO3C-F3
实施例3
电解质的电化学稳定性
在每种情况下在具有铂电极、锂反电极和锂参比电极的测量电池中连续地记录多个循环伏安图(cyclovoltammmograms)。为此目的，首先以20mV/s的速度将电压从静止电位增加到相对Li/Li+6伏和随后又回到静止电位。使用实施例1和2中的溶液作电解质。
获得图1和2所示的特征曲线。因此该电解质适合用于具有过渡金属阴极的锂离子电池。
实施例4
电解质的离子传导率
在25℃的温度下以0.5mol/kg浓度在EC/DEC(1∶1)的溶剂混合物中测量电解质盐的离子传导率。
电解质盐 电导率[mS/cm]
Li[BF3·N(SO2CF3)2] 4.8
Li[N(SO2CF3)2] 4.5
Li[BF3·SO3CF3] 3.7
Li[SO3CF3] 1.9
与对比化合物相比较，配盐电导率有时会有很大程度改进，这表明这些配盐是用于电化学电池的优良的电解质盐。
实施例5
铝的钝化
在每种情况下在具有铝电极、锂反电极和锂参比电极的测量电池中连续地记录多个循环伏安图。为此目的，首先以20mV/s的速度将电压从静止电位增加到相对Li/Li+5伏和随后又回到静止电位。使用实施例1和2中的溶液作电解质。
获得图4(Li[BF3N(SO2CF3)2])和图5(Li[BF3SO3CF3])所示的特征曲线。随着循环数增加电流减小，这表明铝的钝化。在实验以后，可以看到铝没有被腐蚀。因此该电解质适合用于具有过渡金属阴极的锂离子电池。
对比实施例1
铝的腐蚀
在每种情况下在具有铝电极、锂反电极和锂参比电极的测量电池中连续地记录多个循环伏安图。为此目的，首先以20mV/s的速度将电压从静止电位增加到相对Li/Li+5伏和随后又回到静止电位。使用酰亚胺锂Li[N(SO2CF3)2]或者三氟甲磺酸锂Li[SO3CF3]在EC/DEC1∶1中的溶液作电解质。
两电极显示相同特征的电流-电压曲线。随着循环数增加电流增大，这表明铝被腐蚀。在实验以后，可以看到清楚的腐蚀(点腐蚀)标记。例如，图3表示酰亚胺锂电解质的曲线。因此该电解质不适合用于具有过渡金属阴极和铝终端引线的锂离子电池。

Claims (6)

1.下列化学式的配盐：
其中：x、y是1，2，3，4，5，6，
Mx+是一种金属离子，
E是一种选自由下列组成的路易斯酸：
BR1R2R3，AIR1R2R3，PR1R2R3R4R5，AsR1R2R3R4R5，VR1R2R3R4R5，
其中R1到R5可以相同的或不同的，可以彼此通过单键或双键直接连接，且每个可以单独或共同是，
卤素(F、Cl、Br)，
可以部分地或全部地由F、Cl、Br取代的烷基或烷氧基基团(C1到C8)，
芳族环，其可以经由氧连接，选自苯基、萘基、蒽基和菲基，其可以未被取代的，或者被烷基(C1到C8)或F、Cl、Br单取代或多取代，或者
芳族杂环，其可以经由氧连接，其选自吡啶基、吡唑基和嘧啶基，可以未被取代或被烷基(C1到C8)或F、Cl、Br单取代到四取代，和
Z是OR6、NR6R7、CR6R7R8、OSO2R6、N(SO2R6)(SO2R7)、C(SO2R6)(SO2R7)(SO2R8)、OCOR6，其中
R6到R8是相同的或不同的，可以彼此由单键或双键直接连接，且每个单独的或共同的是，
氢原子或R1到R5规定的基团。
2.权利要求1的配盐，其特征在于Mx+是Li+或者四烷基铵，和E是BR1 aR2 bFc和PR1 dR2 eR3 fR4 gFh，其中a到h＝0、1、2、3、4或5，其中a+b+c＝3和d+e+f+g+h＝5。
3.制备化学式(I)的化合物的方法，其中Mx+＝Li+或者四烷基铵离子，且E＝BR1 aR2 bFc和PR1 dR2 eR3 fR4 gFh，其中a到h＝0、1、2、3、4或5，其中a+b+c＝3和d+e+f+g+h＝5，该方法通过相应的硼或者磷路易斯酸-溶剂加合物与锂或者四烷基铵-酰亚胺，-甲烷化物或者-三氟甲磺酸盐反应。
4.权利要求1的化合物及其混合物作为电化学电池电解质中的电解质盐的用途。
5.权利要求1的化合物与其它的电解质盐形成的混合物在电化学电池的电解质中的用途。
6.权利要求1的化合物及其混合物或者与其它的电解质盐形成的混合物在电池和超电容器的电解质中的用途。
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