IT202000009835A1 - IONIC LIQUID AND ELECTROLYTIC COMPOSITION FOR ELECTROCHEMICAL DEVICES - Google Patents

IONIC LIQUID AND ELECTROLYTIC COMPOSITION FOR ELECTROCHEMICAL DEVICES Download PDF

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Giovanni Battista Appetecchi
Elisabetta Simonetti
Francesco Massimo De
Mariangela Bellusci
Francesca Varsano
Gina D'ORSI
Stefano Passerini
Guk-Tae Kim
Fanglin Wu
Alessandro Mariani
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Enea Agenzia Naz Per Le Nuove Tecnologie Lenergia E Lo Sviluppo Economico Sostenibile
Karlsruhe Institute Of Tech
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Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo Attached to a patent application for INDUSTRIAL INVENTION having the title

?Liquido ionico e composizione elettrolitica per dispositivi elettrochimici? ?Ionic liquid and electrolyte composition for electrochemical devices?

CAMPO TECNICO TECHNICAL FIELD

La presente invenzione ha per oggetto un liquido ionico costituito da un catione tetra-alchil-fosfonio e da un anione perfluoro-alchil-sulfonil-immide, un processo per ottenerlo ed una composizione che lo comprende. La presente invenzione riguarda inoltre l?uso di detto liquido ionico o di detta composizione come elettrolita in un dispositivo elettrochimico. The present invention relates to an ionic liquid consisting of a tetra-alkyl-phosphonium cation and a perfluoro-alkyl-sulfonyl-imide anion, a process for obtaining it and a composition comprising it. The present invention also relates to the use of said ionic liquid or of said composition as an electrolyte in an electrochemical device.

STATO DELL?ARTE STATE OF ART

Nell?ultimo ventennio, la crescente domanda energetica, ha spinto molti Paesi, specialmente i pi? industrializzati, a concentrare sempre pi? sforzi verso la ricerca e lo sviluppo di nuove fonti e/o vettori energetici. Lo sfruttamento dei combustibili fossili, dai quali proviene attualmente la maggior parte dell?energia prodotta a livello globale, comporta infatti un notevole impatto ambientale sia per la loro natura non rinnovabile che per gli effetti di inquinamento derivanti dal loro utilizzo come ad esempio la produzione di elevate emissioni di anidride carbonica o l?inquinamento idrico. Un?altra problematica ormai di rilevanza mondiale legata all?uso dei combustibili fossili, riguarda il settore dell?autotrazione in cui vengono prevalentemente impiegati motori a combustione interna i quali comportano notevoli emissioni di sostanze inquinanti con conseguenze negative per l?ambiente. La comunit? scientifica ha pertanto intensificato gli sforzi verso la ricerca di fonti energetiche eco-compatibili, che siano rinnovabili e che permettano, in un prossimo futuro, il passaggio verso nuove tipologie di autotrazione a contenuto di emissioni quasi nullo, prima fra tutte la trazione elettrica. Tuttavia, lo sviluppo e la diffusione della trazione elettrica cos? come, pi? in generale, delle fonti di energia rinnovabili, sono strettamente legati alla possibilit? di sviluppare sistemi di accumulo dell?energia che siano efficienti, a basso costo e in grado di garantire prestazioni, in termini di autonomia e velocit?, paragonabili a quelle dei veicoli a combustione interna. Tra i vari possibili sistemi di accumulo attualmente studiati e sviluppati, un posto di rilievo ? occupato dalle batterie ricaricabili (secondarie) o accumulatori, e pi? in particolare dalle batterie al litio. I vantaggi di quest?ultime rispetto ad altre tipologie di accumulatori riguardano principalmente le loro prestazioni in termini di energia (5 e 2 volte superiori rispetto alle batterie Pb-acido e Ni-MH, rispettivamente) e di numero di cicli di vita (oltre il doppio rispetto agli altri sistemi elettrochimici). Allo stato dell?arte attuale, tra le batterie al litio, le batterie litio-ione, occupano un posto di primo piano tra i sistemi di accumulo elettrochimico e sono attualmente impiegate nella quasi totalit? dei dispositivi elettronici e portatili. La maggiore problematica delle batterie litio-ione ? per? costituita dalla loro sicurezza poich? impiegano elettroliti a base di solventi organici i quali sono per loro natura intrinsecamente infiammabili, volatili e, conseguentemente, potenzialmente dannosi per l?utilizzatore. Inoltre, uno smaltimento non adeguato o non sufficiente del calore sviluppato durante il funzionamento della batteria (specialmente in caso di sovraccarica) pu? comportare un rapido incremento della temperatura interna del dispositivo con un conseguente incremento della pressione interna dovuto alla volatilit? dei solventi organici ivi presenti sino a generare un processo incontrollato di reazioni (esotermiche) denominato ?thermal runaway? che pu? degenerare in incendio e deflagrazione della batteria stessa. Da ci? logicamente consegue che il livello di sicurezza del dispositivo decresce quasi esponenzialmente con l?incremento delle dimensioni della batteria litio-ione, ostacolandone pertanto una larga diffusione in molti settori ed applicazioni come ad esempio l?autotrazione e sistemi di accumulo stazionario. Permane pertanto nel settore l?esigenza di individuare, sviluppare e realizzare nuovi sistemi elettrolitici in grado di combinare elevate prestazioni in termini di conduzione ionica e stabilit? elettrochimica e che possiedano al contempo un?elevata sicurezza intrinseca e un ridotto impatto ambientale. Un approccio promettente in questo ambito ? rappresentato dalla sostituzione dei solventi organici, impiegati negli elettroliti delle batterie commerciali, con i cosiddetti liquidi ionici. I liquidi ionici sono sali costituiti da ioni, aventi origine organica o inorganica e che, grazie alla presenza di asimmetria nella struttura degli ioni costituenti, presentano un punto di fusione inferiore alla temperatura ambiente (in alcuni casi fino a temperature inferiori ai -60 ?C). In the last twenty years, the growing energy demand has pushed many countries, especially the most? industrialized, to concentrate more and more? efforts towards research and development of new energy sources and/or vectors. The exploitation of fossil fuels, from which most of the energy produced globally currently comes, in fact involves a considerable environmental impact due both to their non-renewable nature and to the pollution effects deriving from their use such as, for example, the production of high carbon dioxide emissions or water pollution. Another problem now of global importance linked to the use of fossil fuels concerns the automotive sector in which internal combustion engines are mainly used which cause considerable emissions of polluting substances with negative consequences for the environment. The community has therefore intensified its efforts towards the search for eco-compatible energy sources, which are renewable and which allow, in the near future, the transition towards new types of auto-traction with almost zero emissions, first of all electric traction. However, the development and diffusion of electric traction so? how, more in general, of renewable energy sources, are closely linked to the possibility? to develop energy storage systems that are efficient, low-cost and capable of guaranteeing performance, in terms of range and speed, comparable to that of internal combustion vehicles. Among the various possible accumulation systems currently studied and developed, a prominent place? occupied by rechargeable batteries (secondary) or accumulators, and more? especially from lithium batteries. The advantages of the latter compared to other types of accumulators mainly concern their performance in terms of energy (5 and 2 times higher than lead-acid and Ni-MH batteries, respectively) and number of life cycles (over double that of other electrochemical systems). In the current state of the art, among the lithium batteries, the lithium-ion batteries occupy a leading place among the electrochemical storage systems and are currently used in almost all? of electronic and portable devices. The biggest problem with lithium-ion batteries? For? constituted by their safety since? they use electrolytes based on organic solvents which are by their nature intrinsically flammable, volatile and, consequently, potentially harmful for the user. Furthermore, an inadequate or insufficient dissipation of the heat developed during battery operation (especially in the event of overcharging) can result in a rapid increase in the internal temperature of the device with a consequent increase in internal pressure due to the volatility? of the organic solvents present therein up to generating an uncontrolled process of (exothermic) reactions called ?thermal runaway? what can? degenerate into fire and explosion of the battery itself. From there? it logically follows that the safety level of the device decreases almost exponentially with the increase in the size of the lithium-ion battery, thus hindering its widespread use in many sectors and applications such as for example automotive and stationary accumulation systems. Therefore, the need remains in the sector to identify, develop and implement new electrolytic systems capable of combining high performance in terms of ionic conduction and stability? electrochemical and which possess at the same time a high intrinsic safety and a reduced environmental impact. A promising approach in this area? represented by the replacement of organic solvents, used in the electrolytes of commercial batteries, with the so-called ionic liquids. Ionic liquids are salts made up of ions, having organic or inorganic origin and which, thanks to the presence of asymmetry in the structure of the constituent ions, have a melting point lower than room temperature (in some cases down to temperatures below -60 ?C ).

Allo stato dell?arte attuale, i liquidi ionici sono proposti come un possibile sistema alternativo ai solventi organici, che sono invece infiammabili e volatili, in processi in scala di laboratorio e industriali al fine di aumentare la sicurezza negli impianti e nei dispositivi e minimizzare la necessit? di recupero dei solventi che potrebbe essere immessi nell?ambiente esterno. Per quanto riguarda le batterie al litio, i liquidi ionici sono stati proposti come componenti elettrolitici alternativi al posto dei tradizionali solventi organici utilizzati nelle batterie litio-ione commerciali al fine di realizzare dispositivi di accumulo elettrico dotati di elevata sicurezza e prestazioni. Tuttavia, i liquidi ionici attualmente impiegati nel settore presentano svariati svantaggi. In primo luogo, i tradizionali processi di sintesi dei liquidi ionici, sia in scala di laboratorio che industriale, impiegano comunemente solventi organici (come ad esempio diclorometano, acetonitrile, acetone, acetato di etile) ad elevato impatto ambientale, tossicit?, volatilit? e infiammabilit? e pertanto devono essere recuperati e riciclati risultando in un incremento del costo finale del liquido ionico. Inoltre, i liquidi ionici attualmente noti, come ad esempio quelli descritti in US2015/0166587 o in US20170077557, pur presentando buona stabilit? termina ed elettrochimica, non possono per? essere utilizzati in combinazione con catodi operanti ad elevati potenziali (ad esempio dell?ordine dei 5V) poich? risultano soggetti a fenomeni di ossidazione anche nei cicli iniziali della batteria. At the current state of the art, ionic liquids are proposed as a possible alternative system to organic solvents, which are instead flammable and volatile, in laboratory and industrial scale processes in order to increase safety in plants and devices and minimize need? recovery of solvents that could be released into the external environment. As far as lithium batteries are concerned, ionic liquids have been proposed as alternative electrolyte components instead of the traditional organic solvents used in commercial lithium-ion batteries in order to create electrical storage devices with high safety and performance. However, the ionic liquids currently used in the sector have various disadvantages. Firstly, the traditional synthesis processes of ionic liquids, both on a laboratory and industrial scale, commonly employ organic solvents (such as dichloromethane, acetonitrile, acetone, ethyl acetate) with high environmental impact, toxicity, volatility? and flammability and therefore must be recovered and recycled resulting in an increase in the final cost of the ionic liquid. Furthermore, the currently known ionic liquids, such as for example those described in US2015/0166587 or in US20170077557, while showing good stability? ends and electrochemistry, they can not for? be used in combination with cathodes operating at high potentials (for example of? the order of 5V) since? are subject to oxidation phenomena even in the initial cycles of the battery.

La presente invenzione risolve pertanto i problemi dell?arte nota mettendo a disposizione un liquido ionico, costituito da un catione tetra-alchilfosfonio e da un anione perfluoro-alchil-sulfonil-immide asimmetrico, caratterizzato dal possedere un?elevata stabilit? termica ed elettrochimica nonch? un?elevata conduttivit? ionica e che pu? essere efficacemente impiegato come elettrolita all?interno di un dispositivo elettrochimico operante ad elevate tensioni e temperature. The present invention therefore solves the problems of the prior art by making available an ionic liquid, consisting of a tetra-alkylphosphonium cation and an asymmetric perfluoro-alkyl-sulfonyl-imide anion, characterized by possessing a high stability in the properties of the prior art. thermal and electrochemical as well as? a? high conductivity? ionic and that can? be effectively used as an electrolyte inside an electrochemical device operating at high voltages and temperatures.

RIASSUNTO DELL?INVENZIONE SUMMARY OF THE INVENTION

La presente invenzione ha per oggetto un liquido ionico costituito da un catione tetra-alchil-fosfonio e da un anione perfluoro-alchil-sulfonil-immide e rappresentato dalla formula generale (I): The present invention relates to an ionic liquid consisting of a tetra-alkyl-phosphonium cation and a perfluoro-alkyl-sulfonyl-imide anion and represented by the general formula (I):

in cui R1, R2, R3 ed R4 sono scelti, in modo indipendente l?uno dall?altro, nel gruppo costituito da: un gruppo alchilico o cicloalchilico, lineare o ramificato, con un numero di atomi di carbonio compreso tra 2 e 6, preferiblmente tra 2 e 5; wherein R1, R2, R3 and R4 are selected, independently of each other, from the group consisting of: an alkyl or cycloalkyl group, linear or branched, with a number of carbon atoms between 2 and 6, preferably between 2 and 5;

R5 ? un gruppo alchilico fluorurato lineare e R6 ? un gruppo alchilico fluorurato lineare o ramificato, rispettivamente di formula CnF2n+1 e CmF2m+1, in cui n ? un numero intero scelto tra 1 o 2, preferibilmente 1, e m ? un numero intero compreso tra 3 e 5, preferiblmente tra 3 e 4. R5 ? a linear fluorinated alkyl group and R6 ? a linear or branched fluorinated alkyl group, respectively of formula CnF2n+1 and CmF2m+1, wherein n ? an integer chosen between 1 or 2, preferably 1, and m ? an integer between 3 and 5, preferably between 3 and 4.

La presente invenzione riguarda anche una composizione elettrolitica comprendente almeno un liquido ionico di formula (I) come sopra descritto eventualmente in combinazione con almeno un additivo, preferibilmente presente in una quantit? compresa tra il 10 e il 30% in peso, preferibillmente tra il 12 e il 26% in peso rispetto al peso totale della composizione, detto additivo essendo scelto nel gruppo costituito da: un sale di litio, un solvente organico, un polimero, un ulteriore liquido ionico avente formula chimica differente rispetto all?almeno un liquido ionico avente formula (I); o una loro combinazione. The present invention also relates to an electrolyte composition comprising at least one ionic liquid of formula (I) as described above, optionally in combination with at least one additive, preferably present in an amount between 10 and 30% by weight, preferably between 12 and 26% by weight with respect to the total weight of the composition, said additive being selected from the group consisting of: a lithium salt, an organic solvent, a polymer, a further ionic liquid having different chemical formula than the at least one ionic liquid having formula (I); or a combination thereof.

Forma ulteriore oggetto della presente invenzione un processo, in solvente acquoso, per l?ottenimento di detto liquido ionico ed un uso di detto liquido ionico o di detta composizione elettrolitica come elettrolita in un dispositivo elettrochimico, preferibilmente operante fino a tensioni superiori a 5V e temperature superiori a 200 ?C. La presente invenzione riguarda infine anche un dispositivo di accumulo elettrochimico o di conversione energetica comprenednte detto liquido ionico o detta composizione elettrolitica. A further object of the present invention is a process, in aqueous solvent, for obtaining said ionic liquid and a use of said ionic liquid or of said electrolytic composition as electrolyte in an electrochemical device, preferably operating up to voltages higher than 5V and temperatures higher than 200 ?C. Finally, the present invention also relates to an electrochemical storage or energy conversion device comprising said ionic liquid or said electrolytic composition.

DESCRIZIONE DELLE FIGURE DESCRIPTION OF THE FIGURES

La Figura 1 raffigura il termogramma ottenuto dall?analisi termogravimetrica del liquido ionico ottenuto come da Esempio 1 in cui il valore della variazione percentuale del peso del campione (linea continua) e il valore della temperatura applicata (linea tratteggiata), sono riportati in funzione del tempo di riscaldamento, come descritto nell?Esempio 1.4. Figure 1 depicts the thermogram obtained from the thermogravimetric analysis of the ionic liquid obtained as per Example 1 in which the value of the percentage variation of the sample weight (solid line) and the value of the applied temperature (dashed line), are reported as a function of the heating time, as described in Example 1.4.

La Figura 2 mostra un grafico dell?andamento della conducibilit? ionica del liquido ionico ottenuto come da Esempio 1 in funzione della temperatura, come descritto nell?Esempio 1.5. Figure 2 shows a graph of the conductivity trend? ionic of the ionic liquid obtained as in Example 1 as a function of the temperature, as described in Example 1.5.

La Figura 3 mostra un grafico delle misure voltammetriche eseguite come descritto nell?Esempio 1.6 sul liquido ionico ottenuto come da Esempio 1, in cui il valore della densit? di corrente (che fluisce attraverso la cella) ? riportato in funzione della tensione applicata. Figure 3 shows a graph of the voltammetric measurements performed as described in Example 1.6 on the ionic liquid obtained as per Example 1, in which the value of the density? current (flowing through the cell) ? reported as a function of the applied voltage.

La Figura 4 riporta i profili di carica/scarica di un prototipo di batteria al litio operante sino a valori di tensioni pari a 5V che utilizza il liquido ionico dell?invenzione (Esempio 1) come elettrolita, come descritto nell?Esempio 1.7. Figure 4 shows the charge/discharge profiles of a lithium battery prototype operating up to voltage values equal to 5V which uses the ionic liquid of the invention (Example 1) as electrolyte, as described in Example 1.7.

La Figura 5 mostra una fotografia del confronto delle prestazioni, a seguito dei test di infiammabilit? e volatilit? come descritti nell?Esempio 1.8, di un elettrolita organico comunemente impiegato nelle batterie commerciali (riquadro sinistro a)) rispetto al liquido ionico della presente invenzione ottenuto come da Esempio 1 (riquadro destro b)). Figure 5 shows a snapshot of the performance comparison following the flammability tests. and volatility? as described in Example 1.8, of an organic electrolyte commonly used in commercial batteries (left panel a)) compared to the ionic liquid of the present invention obtained as per Example 1 (right panel b)).

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL?INVENZIONE DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Ai fini della presente invenzione i termini ?elettrolita? e ?sistema elettrolitico? sono utilizzati come sinonimi perfettamente interscambiabili. Ai fini della presente invenzione, i termini ?batteria? o ?dispositivo di accumulo elettrochimico? sono utilizzati come sinonimi perfettamente interscambiabili. For the purposes of the present invention the terms ?electrolyte? and ?electrolytic system? are used as perfectly interchangeable synonyms. For the purposes of the present invention, the terms ?battery? or ?electrochemical storage device? are used as perfectly interchangeable synonyms.

La presente invenzione ha per oggetto un liquido ionico costituito da un catione tetra-alchil-fosfonio e da un anione perfluoro-alchil-sulfonil-immide e rappresentato dalla formula generale (I): The present invention relates to an ionic liquid consisting of a tetra-alkyl-phosphonium cation and a perfluoro-alkyl-sulfonyl-imide anion and represented by the general formula (I):

Formula (I) Formula (I)

in cui R1, R2, R3 ed R4 sono scelti, in modo indipendente l?uno dall?altro, nel gruppo costituito da: un gruppo alchilico o cicloalchilico, lineare o ramificato, con un numero di atomi di carbonio compreso tra 2 e 6, preferiblmente tra 2 e 5; wherein R1, R2, R3 and R4 are selected, independently of each other, from the group consisting of: an alkyl or cycloalkyl group, linear or branched, with a number of carbon atoms between 2 and 6, preferably between 2 and 5;

R5 ? un gruppo alchilico fluorurato lineare e R6 ? un gruppo alchilico fluorurato lineare o ramificato, rispettivamente di formula CnF2n+1 e CmF2m+1, in cui n ? un numero intero scelto tra 1 o 2, preferibilmente 1, e m ? un numero intero compreso tra 3 e 5, preferiblmente tra 3 e 4. R5 ? a linear fluorinated alkyl group and R6 ? a linear or branched fluorinated alkyl group, respectively of formula CnF2n+1 and CmF2m+1, wherein n ? an integer chosen between 1 or 2, preferably 1, and m ? an integer between 3 and 5, preferably between 3 and 4.

In accordo alla formula (I), il catione tetra-alchil-fosfonio del liquido ionico della presente invenzione, pu? essere pertanto scelto tra un catione simmetrico, ovvero avente R1 = R2 = R3 = R4, oppure asimmetrico, ovvero un catione in cui almeno un gruppo tra R1, R2, R3 e R4 ? differente. According to the formula (I), the tetra-alkyl-phosphonium cation of the ionic liquid of the present invention, can therefore be chosen between a symmetrical cation, ie having R1 = R2 = R3 = R4, or asymmetrical, ie a cation in which at least one group among R1, R2, R3 and R4 ? different.

Secondo una forma di realizzazione preferita dell?invenzione, i gruppi R1, R2, R3 ed R4 sono scelti, in modo indipendente l?uno dall?altro, nel gruppo costituito da: n-propile, 2-propile, n-butile, 2-metilpropile, 1,1-dimetiletile, ciclobutile. According to a preferred embodiment of the invention, the groups R1, R2, R3 and R4 are selected, independently of each other, from the group consisting of: n-propyl, 2-propyl, n-butyl, 2 -methylpropyl, 1,1-dimethylethyl, cyclobutyl.

Secondo una forma di realizzazione particolarmente preferita dell?invenzione il catione tetra-alchil-fosfonio del liquido ionico della presente invenzione, in accordo alla formula (I), ? scelto nel gruppo di cationi rappresentati dalle seguenti formule (C-1 ? C-16): According to a particularly preferred embodiment of the invention, the tetra-alkyl-phosphonium cation of the ionic liquid of the present invention, according to formula (I), is? selected from the group of cations represented by the following formulas (C-1 ? C-16):

Secondo una forma di realizzazione, il catione tetra-alchil-fosfonio del liquido ionico della presente invenzione, in accordo alla formula (I), ? un catione simmetrico caratterizzato dall?avere R1 = R2 = R3 = R4. According to one embodiment, the tetra-alkyl-phosphonium cation of the ionic liquid of the present invention, according to the formula (I), is a symmetrical cation characterized by having R1 = R2 = R3 = R4.

Secondo una forma di realizzazione particolarmente preferita, il catione tetra-alchil-fosfonio del liquido ionico della presente invenzione, in accordo alla formula (I), ? rappresentato dalla formula C-1, ovvero in cui R1 = R2 = R3 = R4 = n-butile: According to a particularly preferred embodiment, the tetra-alkyl-phosphonium cation of the ionic liquid of the present invention, according to formula (I), ? represented by the formula C-1, i.e. where R1 = R2 = R3 = R4 = n-butyl:

Per quanto riguarda l?anione perfluoro-alchil-sulfonil-immide del liquido ionico della presente invenzione, in accordo alla formula (I), detto anione ? necessariamente un anione asimmetrico, ovvero caratterizzato da R5 ? R6. Secondo una forma di realizzazione preferita dell?invenzione, i numeri interi n ed m della formula (I) sono scelti tra una qualsiasi delle seguenti combinazioni: As regards the perfluoro-alkyl-sulfonyl-imide anion of the ionic liquid of the present invention, according to the formula (I), said anion ? necessarily an asymmetric anion, i.e. characterized by R5 ? R6. According to a preferred embodiment of the invention, the integers n and m of formula (I) are selected from any of the following combinations:

n = 1 e m = 3 (ovvero: R5 = CF3 e R6 = C3F7); n = 1 and m = 3 (that is: R5 = CF3 and R6 = C3F7);

n = 2 e m = 3 (ovvero: R5 = C2F5 e R6 = C3F7); n = 2 and m = 3 (that is: R5 = C2F5 and R6 = C3F7);

n = 1 e m = 4 (ovvero: R5 = CF3 e R6 = C4F9); n = 1 and m = 4 (that is: R5 = CF3 and R6 = C4F9);

n = 2 e m = 4 (ovvero: R5 = C2F5 e R6 = C4F9); n = 2 and m = 4 (that is: R5 = C2F5 and R6 = C4F9);

n = 1 e m = 5 (ovvero: R5 = CF3 e R6 = C5F11); n = 1 and m = 5 (that is: R5 = CF3 and R6 = C5F11);

n =2 e m = 5 (ovvero: R5 = C2F5 e R6 = C5F11). n = 2 and m = 5 (that is: R5 = C2F5 and R6 = C5F11).

R6 ? un gruppo alchilico fluorurato CmF2m+1 lineare o ramificato, preferibilmente lineare. R6 ? a linear or branched, preferably linear, fluorinated alkyl group CmF2m+1.

Secondo una forma di realizzazione particolarmente preferita dell?invenzione l?anione perfluoro-alchil-sulfonil-immide del liquido ionico della presente invenzione, in accordo alla formula (I), ? scelto nel gruppo di anioni rappresentati dalle seguenti formule (A-1 ? A-6): According to a particularly preferred embodiment of the invention the perfluoro-alkyl-sulfonyl-imide anion of the ionic liquid of the present invention, according to the formula (I), ? chosen from the group of anions represented by the following formulas (A-1 ? A-6):

Secondo una forma di realizzazione particolarmente preferita, l?anione perfluoro-alchil-sulfonil-immide del liquido ionico della presente invenzione, in accordo alla formula (I), ? rappresentato dalla formula (A-4), ovvero in cui n = 1 e m = 4: According to a particularly preferred embodiment, the perfluoro-alkyl-sulfonyl-imide anion of the ionic liquid of the present invention, according to formula (I), is? represented by the formula (A-4), i.e. where n = 1 and m = 4:

Senza volersi legare ad una specifica teoria, la Richiedente ha trovato che l?asimmetria dell?anione all?interno del liquido ionico risulta essere particolarmente vantaggiosa in quanto, permettendo di abbassare il punto di fusione del liquido ionico a temperature ben al di sotto della temperatura ambiente, preferibilmente a temperature al di sotto di 0 ?C, pi? preferibilmente al di sotto di ? 10 ?C, ancora pi? preferibilmente comprese tra 0 e ? 30 ?C, conferisce al liquido ionico stesso un?elevata stabilit? termica (nonch? assenza di ignizione e assenza di evaporazione) e lo rende particolarmente favorevole per applicazioni all?interno di dispositivi elettrochimici che operano in condizioni di elevate temperature e tensioni. Secondo una forma di realizzazione preferita dell?invenzione, il liquido ionico ? costituito da un catione tetra-alchil-fosfonio di formula (C-1) e da un anione perfluoro-alchil-sulfonil-immide di formula (A-4): Without wanting to be bound to a specific theory, the Applicant has found that the asymmetry of the anion inside the ionic liquid turns out to be particularly advantageous since, allowing to lower the melting point of the ionic liquid at temperatures well below the environment, preferably at temperatures below 0 ?C, pi? preferably below ? 10 ?C, even more? preferably between 0 and ? 30 ?C, gives the ionic liquid itself a? High stability? thermal (as well as absence of ignition and absence of evaporation) and makes it particularly favorable for applications inside electrochemical devices which operate in conditions of high temperatures and voltages. According to a preferred embodiment of the invention, the ionic liquid ? consisting of a tetra-alkyl-phosphonium cation of formula (C-1) and a perfluoro-alkyl-sulfonyl-imide anion of formula (A-4):

Secondo una forma di realizzazione, il liquido ionico della presente invenzione ? caratterizzato da un tenore di purezza superiore o uguale al 99,9%, preferibilmente superiore o uguale al 99,95%. Il liquido ionico della presente invenzione presenta pertanto preferibilmente un contenuto di impurezze, come sottoprodotti e/o alogenuri, inferiore allo 0,1%, preferibilmente inferiore a 10 ppm (0,00001%). Senza volersi legare ad una specifica teoria, la Richiedente ha tuttavia trovato che detto tenore di purezza fa s? che il liquido ionico dell?invenzione sia particolarmente vantaggioso per applicazioni in dispositivi elettrochimici, come ad esempio dispositivi di accumulo elettrochimici, preferibilmente batterie litio-ione o capacitori, o dispositivi di conversione energetica, preferibilmente celle a combustibile. According to one embodiment, the ionic liquid of the present invention is characterized by a purity content greater than or equal to 99.9%, preferably greater than or equal to 99.95%. The ionic liquid of the present invention therefore preferably has a content of impurities, such as by-products and/or halides, lower than 0.1%, preferably lower than 10 ppm (0.00001%). Without wanting to be bound to a specific theory, the Applicant has nevertheless found that said purity content does s? that the ionic liquid of the invention is particularly advantageous for applications in electrochemical devices, such as for example electrochemical storage devices, preferably lithium-ion batteries or capacitors, or energy conversion devices, preferably fuel cells.

Secondo una forma di realizzazione particolarmente preferita, il liquido ionico della presente invenzione ? caratterizzato da un contenuto di alogenuri inferiore a 0,000002% (2 ppm). Detto contenuto estremamente ridotto di alogenuri all?interno del liquido ionico dell?invenzione risulta essere particolarmente vantaggioso in quanto l?eventuale presenza di un contenuto superiore di alogenuri comporterebbe una diminuzione della stabilit? elettrochimica del liquido ionico. According to a particularly preferred embodiment, the ionic liquid of the present invention ? characterized by a halide content of less than 0.000002% (2 ppm). Said extremely reduced halide content inside the ionic liquid of the invention turns out to be particularly advantageous since the possible presence of a higher halide content would lead to a decrease in stability. electrochemistry of the ionic liquid.

Secondo una forma di realizzazione dell?invenzione, il liquido ionico ? inoltre caratterizzato da un tenore di umidit?, misurato mediante titolazione coulombmetrica, inferiore a 2 ppm (0,000002%). Detto ridotto tenore di umidit? risulta essere particolarmente vantaggioso per applicazioni del liquido ionico dell?invenzione in dispositivi elettrochimici (preferibilmente batterie litio-ione o capacitori, o dispositivi di conversione energetica, preferibilmente celle a combustibile), in quanto l?utilizzo di un liquido ionico con un tenore di umidit? superiore al suddetto valore inficerebbe le prestazioni e la sicurezza del dispositivo elettrochimico stesso. According to one embodiment of the invention, the ionic liquid ? furthermore characterized by a humidity content, measured by coulometric titration, lower than 2 ppm (0.000002%). Said reduced humidity content? turns out to be particularly advantageous for applications of the ionic liquid of the invention in electrochemical devices (preferably lithium-ion batteries or capacitors, or energy conversion devices, preferably fuel cells), since the use of an ionic liquid with a humidity content ? higher than the aforementioned value would affect the performance and safety of the electrochemical device itself.

Il liquido ionico secondo la presente invenzione ? preferibilmente caratterizzato dal possedere una stabilit? termica alla degradazione, misurata mediante analisi termo-gravimetrica, fino a temperature superiori a 200 ?C, preferibilmente fino a temperature superiori a 250 ?C. The ionic liquid according to the present invention ? preferably characterized by possessing a stability? thermal degradation, measured by thermo-gravimetric analysis, up to temperatures higher than 200°C, preferably up to temperatures higher than 250°C.

Inoltre, senza volersi legare ad una specifica teoria, ? tuttavia possibile sostenere che, proprio grazie alla specifica combinazione del catione tetra-alchil-fosfonio e dell?anione perfluoro-alchil-sulfonil-immide secondo formula (I), in particolare grazie alla specifica asimmetria dell?anione ed, eventualmente, del catione, il liquido ionico secondo la presente invenzione risulta essere preferibilmente caratterizzato da una conduttivit? ionica compresa tra 10<-4 >e 10<-2 >S?cm<-1>, misurata in un intervallo di temperatura compreso tra 30 e 120 ?C. Inoltre, il liquido ionico secondo la presente invenzione risulta essere preferibilmente caratterizzato da una stabilit? elettrochimica all?ossidazione, misurata mediante voltammetria, fino a valori di tensione superiori a 5V, preferibilmente compresi tra 5 e 6V, e, preferibilmente, per un numero di cicli carica/scarica uguale o superiore a 5, preferibilmente uguale o superiore a 10, pi? preferibilmente uguale o superiore a 100, ancora pi? preferibilmente uguale o superiore a 1000, detti cicli carica/scarica essendo inoltre preferibilmente caratterizzati dall?avere un profilo regolare, indice dell?assenza di processi di ossidazione e/o degradazione elettrochimica del liquido ionico. Furthermore, without wanting to be tied to a specific theory, it is however, it can be argued that, precisely thanks to the specific combination of the tetra-alkyl-phosphonium cation and the perfluoro-alkyl-sulfonyl-imide anion according to formula (I), in particular thanks to the specific asymmetry of the anion and, possibly, of the cation, the ionic liquid according to the present invention is preferably characterized by a conductivity? ionic between 10<-4 > and 10<-2 >S?cm<-1>, measured in a temperature range between 30 and 120 ?C. Furthermore, the ionic liquid according to the present invention is preferably characterized by a stability? electrochemical oxidation, measured by voltammetry, up to voltage values higher than 5V, preferably between 5 and 6V, and, preferably, for a number of charge/discharge cycles equal to or greater than 5, preferably equal to or greater than 10, more preferably equal to or greater than 100, even more? preferably equal to or greater than 1000, said charge/discharge cycles being furthermore preferably characterized by having a regular profile, an indication of the absence of oxidation processes and/or electrochemical degradation of the ionic liquid.

Inoltre, preferibilmente, il liquido ionico secondo la presente invenzione risulta essere caratterizzato da un valore di densit? di corrente (che attraversa la cella elettrochimica utilizzata per la misura voltammetrica), prima dell?inizio della decomposizione elettrochimica, estremamente basso ovvero inferiore a 4 ?A?cm<-2>, preferibilmente inferiore a 2 ?A?cm<-2>, a conferma della notevole ed ottimale stabilit? del liquido ionico della presente invenzione. Furthermore, preferably, the ionic liquid according to the present invention is characterized by a density value of current (which passes through the electrochemical cell used for the voltammetric measurement), before the beginning of the electrochemical decomposition, extremely low or lower than 4 ?A?cm<-2>, preferably lower than 2 ?A?cm<-2> , confirming the remarkable and optimal stability? of the ionic liquid of the present invention.

Alla luce di quanto sopra riportato, il liquido ionico della presente invenzione risulta essere particolarmente vantaggioso per applicazioni in dispositivi elettrochimici, come ad esempio dispositivi di accumulo elettrochimici, preferibilmente batterie litio-ione, o dispositivi di conversione energetica, in quanto risulta possibile impiegarlo come elettrolita anche in condizioni di elevate temperature e tensioni senza che esso vada incontro a fenomeni indesiderati di degradazione, risultando inoltre stabile per un numero prolungato di cicli carica/scarica. In light of the above, the ionic liquid of the present invention is particularly advantageous for applications in electrochemical devices, such as for example electrochemical storage devices, preferably lithium-ion batteries, or energy conversion devices, since it is possible to use it as an electrolyte. even in conditions of high temperatures and voltages without it undergoing undesirable degradation phenomena, also resulting stable for a prolonged number of charge/discharge cycles.

Un ulteriore oggetto della presente invenzione riguarda una composizione elettrolitica comprendente almeno un liquido ionico di formula (I) come precedentemente descritto eventualmente in combinazione con almeno un additivo scelto nel gruppo costituito da: A further object of the present invention relates to an electrolytic composition comprising at least one ionic liquid of formula (I) as previously described, optionally in combination with at least one additive selected from the group consisting of:

- un sale di litio, preferibilmente scelto tra LiPF6, LiN(SO2F)2, LiN(SO2CF3)2, LiN(SO2C2F5)2, LiOSO2CF3, LiB(C2O4)2 o una loro combinazione; - a lithium salt, preferably selected from LiPF6, LiN(SO2F)2, LiN(SO2CF3)2, LiN(SO2C2F5)2, LiOSO2CF3, LiB(C2O4)2 or a combination thereof;

- un solvente organico, preferibilmente un alchil carbonato scelto tra dimetil carbonato, dietil carbonato, etilmetil carbonato, etilene carbonato, fluoroetilene carbonato, vinilene carbonato; ?butirrolattone, dimetossietano, o una loro combinazione; - an organic solvent, preferably an alkyl carbonate selected from dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate, fluoroethylene carbonate, vinylene carbonate; ?butyrolactone, dimethoxyethane, or a combination thereof;

- un polimero, preferibilmente scelto tra polietilene ossido, polidifluoruro di vinilidene, polidifluoruro di vinilideneesafluoropropilene, polietilene ossido, polipropilene ossido, polimetilmetacrilato, poliacrilonitrile o una loro combinazione; - a polymer, preferably selected from polyethylene oxide, vinylidene polydifluoride, vinylidene hexafluoropropylene polydifluoride, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polymethylmethacrylate, polyacrylonitrile or a combination thereof;

- almeno un ulteriore liquido ionico avente formula chimica differente rispetto all?almeno un liquido ionico di formula (I), detto almeno un ulteriore liquido ionico essendo preferibilmente scelto tra: metilpropilpirrolidinio bis(fluorosulfonil)immide, butilmetilpirrolidinio bis(fluorosulfonil)immide, metilpropilpirrolidinio bis(trifluorometilsulfonil)immide, butilmetilpirrolidinio bis(trifluorometilsulfonil)immide, etilmetilimidazolio bis(fluorosulfonil)immide, etilmetilimidazolio bis(trifluorometilsulfonil)immide, metilpropilpirrolidinio trifluorometisulfonato, butilmetilpirrolidinio trifluorometisulfonato, etilmetilimidazolio trifluorometisulfonato; - at least one further ionic liquid having a different chemical formula than the at least one ionic liquid of formula (I), said at least one further ionic liquid being preferably selected from: methylpropylpyrrolidinium bis(fluorosulphonyl)imide, butylmethylpyrrolidinium bis(fluorosulphonyl)imide, methylpropylpyrrolidinium bis (trifluoromethylsulfonyl)imide, butylmethylpyrrolidinium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, ethylmethylimidazolium bis(fluorosulfonyl)imide, ethylmethylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, methylpropylpyrrolidinium trifluoromethysulfonate, butylmethylpyrrolidinium trifluoromethysulfonate, ethylmethylimidazolium trifluoromethylsulfonate;

o una loro combinazione. or a combination thereof.

Secondo una forma di realizzazione preferita, detto almeno un additivo ? presente in una quantit? compresa tra il 10 e il 30% in peso, preferibillmente tra il 12 e il 26 % in peso rispetto al peso totale della composizione elettrolitica. According to a preferred embodiment, said at least one additive ? present in a quantity between 10 and 30% by weight, preferably between 12 and 26% by weight with respect to the total weight of the electrolyte composition.

La presente invenzione ha per oggetto anche un processo per l?ottenimento del liquido ionico di formula (I) in accordo a quanto precedentemente descritto. The present invention also relates to a process for obtaining the ionic liquid of formula (I) in accordance with what has been previously described.

Detto processo comprende le fasi di: This process includes the phases of:

a) mettere a disposizione un sale di tetra alchil fosfonio rappresentato dalla formula generale (II) (chiamato anche, ai fini della presente invenzione ?precursore?): a) making available a tetraalkyl phosphonium salt represented by the general formula (II) (also called, for the purposes of the present invention, "precursor?"):

Formula (II) Formula (II)

in cui R1, R2, R3 ed R4 sono scelti, in modo indipendente l?uno dall?altro, nel gruppo costituito da: un gruppo alchilico o cicloalchilico, lineare o ramificato, con un numero di atomi di carbonio compreso tra 2 e 6, preferiblmente tra 2 e 5; e wherein R1, R2, R3 and R4 are selected, independently of each other, from the group consisting of: an alkyl or cycloalkyl group, linear or branched, with a number of carbon atoms between 2 and 6, preferably between 2 and 5; And

X ? un alogeno, preferibilmente scelto nel gruppo costituito da: cloro, bromo, iodio; X ? a halogen, preferably selected from the group consisting of: chlorine, bromine, iodine;

b) trattare detto sale con una miscela comprendente carbone attivo e allumina (Al2O3) in un solvente acquoso, preferibilmente acqua distillata, preferibilmente in un rapporto in peso sale:carbone attivo compreso tra 1:0,5 e 1:0,8, sale:allumina compreso tra 1:0,8 e 1:1 e solvente acquoso:(carbone allumina) compreso tra 2,5:0,5 e 1,9:1, preferibilmente pari a 2:1, fino ad ottenere una soluzione acquosa del sale di Formula (II) purificato, preferibilmente caratterizzata da un tenore di purezza ? 99,9%, preferibilmente ? 99,95%; b) treating said salt with a mixture comprising activated carbon and alumina (Al2O3) in an aqueous solvent, preferably distilled water, preferably in a weight ratio salt:activated carbon between 1:0.5 and 1:0.8, salt :alumina between 1:0.8 and 1:1 and aqueous solvent:(carbon alumina) between 2.5:0.5 and 1.9:1, preferably equal to 2:1, until an aqueous solution is obtained of the purified salt of Formula (II), preferably characterized by a purity content ? 99.9%, preferably ? 99.95%;

c) aggiungere un acido perfluoro-alchil-sulfonil-immide rappresentato dalla formula generale (II I): c) adding a perfluoro-alkyl-sulfonyl-imide acid represented by the general formula (II I):

R5 ? un gruppo alchilico fluorurato lineare e R6 ? un gruppo alchilico fluorurato lineare o ramificato, rispettivamente di formula CnF2n+1 e CmF2m+1, in cui n ? un numero intero scelto tra 1 o 2, preferibilmente 1, e m ? un numero intero compreso tra 3 e 5, preferiblmente tra 3 e 4; R5 ? a linear fluorinated alkyl group and R6 ? a linear or branched fluorinated alkyl group, respectively of formula CnF2n+1 and CmF2m+1, wherein n ? an integer chosen between 1 or 2, preferably 1, and m ? an integer between 3 and 5, preferably between 3 and 4;

detto acido essendo aggiunto in un eccesso percentuale compreso tra l?1,5 e il 3,5 % in peso, preferibilmente tra il 2 e il 3% in peso rispetto al rapporto stechiometrico 1:1 necessario per la reazione di metatesi in soluzione acquosa per la formazione del liquido ionico di formula (I) come rappresentata nel seguente schema (Schema 1). said acid being added in a percentage excess of between 1.5 and 3.5% by weight, preferably between 2 and 3% by weight with respect to the 1:1 stoichiometric ratio necessary for the metathesis reaction in aqueous solution for the formation of the ionic liquid of formula (I) as represented in the following diagram (Scheme 1).

Schema 1: Reazione di metatesi per l?ottenimento del liquido ionico di formula (I) secondo la presente invenzione. Scheme 1: Metathesis reaction to obtain the ionic liquid of formula (I) according to the present invention.

Secondo una forma di realizzazione dell?invenzione, il sale di tetra alchil fosfonio rappresentato dalla formula generale (II) ha un tenore di purezza iniziale inferiore o uguale al 98%. According to one embodiment of the invention, the tetraalkylphosphonium salt represented by the general formula (II) has an initial purity content of less than or equal to 98%.

Il passaggio b) del processo secondo la presente invenzione permette pertanto di ottenere il sale di tetra alchil fosfonio rappresentato dalla formula generale (II) con un tenore di purezza superiore o uguale al 99,9%, preferibilmente superiore o uguale al 99,95%, funzionale all?ottenimento del liquido ionico dell?invenzione avente preferibilmente un tenore di purezza e contenuto di alogenuri come precedentemente descritti. Step b) of the process according to the present invention therefore allows to obtain the tetraalkyl phosphonium salt represented by the general formula (II) with a purity content greater than or equal to 99.9%, preferably greater than or equal to 99.95%. , functional for obtaining the ionic liquid of the invention preferably having a purity content and halide content as previously described.

Secondo una forma di realizzazione preferita, prima di essere impiegato nel passaggio b), il carbone attivo viene sottoposto ad una prepurificazione, preferibilmente effettuata con acqua distillata sia a temperatura ambiente che a temperatura di ebollizione e ripetuta per almeno 3 volte, pi? preferibilmente per almeno 5 volte, al fine di eliminare qualsiasi eventuale sostanza estranea inizialmente adsorbita sulla superficie del carbone attivo che possa eventualmente contaminare il sale di tetra alchil fosfonio nel successivo passaggio b). Preferibilmente, detto carbone attivo ? impiegato in formato granulare con dimensioni di diametro medio dei granuli comprese tra 2 e 4 mm. According to a preferred embodiment, before being used in step b), the activated carbon is subjected to a prepurification, preferably carried out with distilled water both at room temperature and at boiling temperature and repeated at least 3 times, more than 3 times. preferably for at least 5 times, in order to eliminate any possible foreign substance initially adsorbed on the surface of the activated carbon which could possibly contaminate the tetraalkyl phosphonium salt in the subsequent step b). Preferably, said activated carbon ? used in granular format with dimensions of average diameter of the granules between 2 and 4 mm.

Secondo una forma di realizzazione dell?invenzione, nel passaggio c), il rapporto in peso sale:carbone attivo ? compreso tra 1:0,6 e 1:0,7, sale:allumina compreso tra 1:0,9 e 1:1 e solvente acquoso:(carbone allumina) compreso tra 2,5:0,8 e 1,9:0,9, preferibilmente pari a 2:1. According to an embodiment of the invention, in step c), the salt:activated carbon weight ratio ? between 1:0.6 and 1:0.7, salt:alumina between 1:0.9 and 1:1, and aqueous solvent:(carbon alumina) between 2.5:0.8 and 1.9: 0.9, preferably equal to 2:1.

Vantaggiosamente, la Richiedente ha trovato che l?impiego di un rapporto solvente acquoso:(carbone attivo allumina) compreso tra 2,5:0,5 e 1,9:1, preferibilmente tra 2,5:0,8 e 1,9:0,9, ancora pi? preferibilmente pari a 2:1 permette, alla fine del passaggio di purificazione b), non solo un?efficace purificazione e separazione del sale di tetra alchil fosfonio di formula generale (II) dalle impurezze in esso inizialmente contenute ma anche un pressoch? completo recupero, preferibilmente pari al 100%, del sale di tetra alchil fosfonio dalla miscela comprendente carbone attivo e allumina in solvente acquoso, aumentando cos? la resa finale della reazione. Advantageously, the Applicant has found that the use of an aqueous solvent:(alumina activated carbon) ratio between 2.5:0.5 and 1.9:1, preferably between 2.5:0.8 and 1.9 :0.9, even more? preferably equal to 2:1, at the end of purification step b), it allows not only an effective purification and separation of the tetra alkyl phosphonium salt of general formula (II) from the impurities initially contained therein but also an almost complete recovery, preferably equal to 100%, of the tetraalkylphosphonium salt from the mixture comprising activated carbon and alumina in aqueous solvent, thus increasing? the final yield of the reaction.

Secondo una forma di realizzazione preferita, il processo secondo la presente invenzione comprende, dopo il passaggio c), un ulteriore passaggio d) di purificare il liquido ionico ottenuto al passaggio c) mediante un processo di estrazione e decantazione comprendente almeno due lavaggi consecutivi con acqua distillata. Preferibilmente, detta decantazione ? condotta ad una temperatura compresa tra 3 e 10 ?C, preferibilmente tra 4 e 7 ?C. Preferibilmente detto processo di estrazione e decantazione ? ripetuto per almeno 3 volte, preferibilmente per almeno 5 volte. According to a preferred embodiment, the process according to the present invention comprises, after step c), a further step d) of purifying the ionic liquid obtained in step c) by means of an extraction and decantation process comprising at least two consecutive washings with water distilled. Preferably, said decantation ? carried out at a temperature between 3 and 10 ?C, preferably between 4 and 7 ?C. Preferably said extraction and decantation process ? repeated at least 3 times, preferably at least 5 times.

La presente invenzione riguarda anche l?uso del liquido ionico o della composizione elettrolitica come precedentemente descritti come elettrolita in un dispositivo elettrochimico. Preferibilmente, detto dispositivo elettrochimico ? un dispositivo di accumulo elettrochimico, preferibilmente una batteria litio-ione o un capacitore, oppure un dispositivo di conversione energetica, preferibilmente una cella a combustibile. The present invention also relates to the use of the ionic liquid or electrolyte composition as described above as an electrolyte in an electrochemical device. Preferably, said electrochemical device ? an electrochemical storage device, preferably a lithium-ion battery or a capacitor, or an energy conversion device, preferably a fuel cell.

Secondo una forma di realizzazione preferita dell?invenzione, detto dispositivo elettrochimico ? operante fino a tensioni superiori a 5V, preferibilmente comprese tra 5 e 6V. Preferibilmente, detto dispositivo elettrochimico ? operante anche a temperature superiori a 200 ?C, preferibilmente superiori a 250 ?C. According to a preferred embodiment of the invention, said electrochemical device ? operating up to voltages higher than 5V, preferably between 5 and 6V. Preferably, said electrochemical device ? also operating at temperatures higher than 200 ?C, preferably higher than 250 ?C.

Forma ulteriore oggetto della presente invenzione, un dispositivo di accumulo elettrochimico o di conversione energetica, comprendente: - un elettrodo positivo; A further object of the present invention is an electrochemical storage or energy conversion device, comprising: - a positive electrode;

- un elettrodo negativo; - a negative electrode;

- un elemento separatore disposto tra l?elettrodo positivo e l?elettrodo negativo ed in contatto con essi; - a separator element disposed between the positive electrode and the negative electrode and in contact with them;

- il liquido ionico o la composizione elettrolitica come descritti in precedenza. - the ionic liquid or electrolyte composition as described above.

Preferibilmente, detto elettrodo positivo ? scelto nel gruppo costituito da: LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, LiNixMnyCo1-x-yO2, Li1+xNiyMnzO2, V2O5, LiFePO4, LiFePO4, LiCoPO4, zolfo, carbone. Preferably, said positive electrode ? selected from the group consisting of: LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, LiNixMnyCo1-x-yO2, Li1+xNiyMnzO2, V2O5, LiFePO4, LiFePO4, LiCoPO4, sulphur, coal.

Preferibilmente, detto elettrodo negativo ? scelto nel gruppo costituito da: litio metallico, grafite, silicio, Li4Ti5O12, TiO2, Sn, ZnFe2O4, Li4.4Sn, carbone. Preferably, said negative electrode ? chosen from the group consisting of: metallic lithium, graphite, silicon, Li4Ti5O12, TiO2, Sn, ZnFe2O4, Li4.4Sn, carbon.

Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, il liquido ionico o la composizione elettrolitica sono in forma liquida a temperatura ambiente, preferibilmente in un intervallo di temperatura compreso tra 10 e 40 ?C. In tale forma di realizzazione, l?elemento separatore ? preferibilmente imbevuto con detto liquido ionico o con detta composizione elettrolitica. According to an embodiment of the present invention, the ionic liquid or electrolyte composition is in liquid form at room temperature, preferably in a temperature range of 10 to 40°C. In this embodiment, the separator element ? preferably soaked with said ionic liquid or with said electrolytic composition.

Preferibilmente detto elemento separatore ? un elemento separatore poroso, preferibilmente una fibra di vetro o una poliolefina (Celgard?). Secondo una forma di realizzazione preferita dell?invenzione, detto elemento separatore ha uno spessore inferiore a 300 ?m, preferibilmente inferiore o uguale a 100 ?m, pi? preferibilmente inferiore o uguale a 30 ?m. Preferably said separator element ? a porous separator element, preferably a glass fiber or a polyolefin (Celgard?). According to a preferred embodiment of the invention, said separator element has a thickness of less than 300 m, preferably less than or equal to 100 m, more preferably less than or equal to 30 µm.

Secondo una forma di realizzazione particolarmente preferita, il dispositivo di accumulo elettrochimico secondo la presente invenzione ? in grado di erogare capacit? maggiori o uguali all?80%, del valore teorico, misurate mediante ciclatore per batterie. According to a particularly preferred embodiment, the electrochemical storage device according to the present invention ? able to deliver capacity? greater than or equal to 80% of the theoretical value, measured by battery cycler.

Preferibilmente, detto dispositivo di accumulo elettrochimico ? una batteria litio-ione o un capacitore. Preferably, said electrochemical storage device ? a lithium-ion battery or a capacitor.

Preferibilmente, detto dispositivo di conversione energetica ? una cella a combustibile. Preferably, said energy conversion device ? a fuel cell.

Secondo una forma di realizzazione preferita dell?invenzione, detto dispositivo di accumulo elettrochimico o detto dispositivo di conversione energetica ? operante fino a tensioni superiori a 5V, preferibilmente comprese tra 5 e 6V. Preferibilmente, detto dispositivo di accumulo elettrochimico ? operante anche a temperature superiori a 200 ?C, preferibilmente superiori a 250 ?C. According to a preferred embodiment of the invention, said electrochemical storage device or said energy conversion device ? operating up to voltages higher than 5V, preferably between 5 and 6V. Preferably, said electrochemical storage device ? also operating at temperatures higher than 200 ?C, preferably higher than 250 ?C.

ESEMPI EXAMPLES

Esempio 1 ? Sintesi di un liquido ionico di formula (I) Example 1 ? Synthesis of an ionic liquid of formula (I)

Un liquido ionico tetra-butil-fosfonio nonafluorobutilsulfoniltrifluorometilsulfonil-immide, costituito da un catione tetra-alchil-fosfonio di formula (C-1) e da un anione perfluoro-alchil-sulfonil-immide di formula (A-4) secondo la formula generale (I) A tetra-butyl-phosphonium nonafluorobutylsulfonyltrifluoromethylsulfonyl-imide ionic liquid, consisting of a tetra-alkyl-phosphonium cation of formula (C-1) and a perfluoro-alkyl-sulfonyl-imide anion of formula (A-4) according to the general formula (THE)

? stato sintetizzato attraverso quattro distinte fasi secondo processo della presente invenzione: ? been synthesized through four distinct steps according to the process of the present invention:

- purificazione del precursore (passaggi a) e b) del processo precedentemente descritto); - purification of the precursor (steps a) and b) of the previously described process);

- reazione di scambio anionico (reazione di metatesi ? passaggio c) del processo precedentemente descritto); - anion exchange reaction (metathesis reaction ? step c) of the previously described process);

- lavaggio del liquido ionico ottenuto (passaggio d)) del processo precedentemente descritto). - washing of the ionic liquid obtained (step d)) of the previously described process).

I prodotti chimici utilizzati nel processo di sintesi del liquido ionico secondo la presente invenzione sono elencati nella Tabella 1. Acqua deionizzata ? stata impiegata come unico solvente di processo. The chemicals used in the ionic liquid synthesis process according to the present invention are listed in Table 1. Deionized water ? was used as the only process solvent.

Tabella 1 Table 1

Il precursore tetra-butil-fosfonio bromuro (secondo la Formula II, precedentemente descritta al passaggio a) del processo secondo la presente invenzione), commercialmente disponibile con un tenore di purezza pari al 98%, ? stato purificato prima dell?utilizzo, mediante trattamento con materiali assorbenti. A tale scopo, sono stati utilizzati carbone attivo e allumina, che (grazie all?elevato sviluppo e alla natura chimica della loro area superficiale) esibiscono una buona capacit? (specie il carbone) di trattenere sostanze (liquide e gassose). Tuttavia, poich? la superficie del carbone attivo presenta, generalmente, sostanze estranee (adsorbite) che possono contaminare il precursore, il carbone (prima di essere impiegato) ? stato purificato mediante acqua distillata. Il carbone attivo (in formato granulare con dimensioni pari a 2-3 mm) e acqua distillata (20 ml H2O per ciascun grammo di carbone) sono stati introdotti in un becher (vetro pirex) e posti sotto agitazione magnetica per dieci minuti. La fase acquosa ? stata quindi rimossa mediante filtrazione sottovuoto e, successivamente, un?ulteriore aliquota di acqua distillata (in analogo rapporto 20 ml : 1 g) ? stata addizionata al carbone. The precursor tetra-butyl-phosphonium bromide (according to Formula II, previously described in step a) of the process according to the present invention), commercially available with a purity content equal to 98%, ? been purified before use, by treatment with absorbent materials. For this purpose, activated carbon and alumina have been used, which (thanks to the high development and chemical nature of their surface area) exhibit a good capacity? (especially coal) to retain substances (liquid and gaseous). However, since Does the surface of the activated carbon generally contain foreign substances (adsorbed) which can contaminate the precursor, the carbon (before it is used) ? been purified using distilled water. The activated carbon (in granular format with dimensions equal to 2-3 mm) and distilled water (20 ml H2O for each gram of carbon) were introduced into a beaker (Pyrex glass) and placed under magnetic stirring for ten minutes. The aqueous phase? was then removed by vacuum filtration and, subsequently, a further aliquot of distilled water (in a similar ratio 20 ml: 1 g)? been added to the coal.

Il processo ? stato ripetuto cinque volte al fine di rimuovere completamente le impurezze adsorbite sulla superficie del carbone (verificato mediante misure spettrofotometriche UV-Vis). Infine, il carbone ? stato posto in acqua, mantenuta all?ebollizione, e ivi tenuto per un?ora (facilitando la rimozione dell?aria contenuta all?interno dei pori del carbone attivo) al fine di attivarne la superficie e renderla immediatamente disponibile per la purificazione del precursore. La fase acquosa ? stata infine rimossa mediante filtrazione sottovuoto. Il carbone attivo cos? purificato e l?allumina (Al2O3) sono stati addizionati, all?interno di un reattore in vetro, al precursore tetra-butil-fosfonio bromuro (rapporto in peso precursore:carbone = 1:0.6; rapporto in peso precursore:Al2O3 = 1:0.9) e un volume di acqua distillata circa pari a quello totale dei materiali solidi (precursore assorbenti) ? stato aggiunto. La miscela cos? ottenuta ? stata posta sotto agitazione magnetica alla temperatura ambiente per tre ore. La fase acquosa (contenente il precursore purificato) ? stata successivamente separata mediante filtrazione sottovuoto dai materiali assorbenti che, in seguito, sono lavati in-situ (nel sistema filtrante) con acqua distillata al fine di recuperare anche la frazione di precursore meccanicamente trattenuta. Il rapporto in peso acqua:(carbone e allumina), adottato nella fase di lavaggio dei materiali assorbenti, ? pari a 2:1. Senza volersi legare ad una specifica teoria, ? stato trovato che tale rapporto risulta essere preferito in quanto permette il completo recupero della frazione di precursore intrappolata (consentendo una resa nel processo di purificazione del tetra-butil-fosfonio bromuro pari al 100 %) evitando, al contempo, di estrarre le impurezze (provenienti dal precursore stesso) precedentemente trattenute. La soluzione acquosa, proveniente dalla fase di lavaggio dei materiali assorbenti, ? stata quindi aggiunta a quella proveniente dalla filtrazione iniziale. The process ? been repeated five times in order to completely remove the impurities adsorbed on the carbon surface (verified by UV-Vis spectrophotometric measurements). Finally, the coal ? was placed in water, kept boiling, and kept there for an hour (facilitating the removal of the air contained within the pores of the activated carbon) in order to activate the surface and make it immediately available for the purification of the precursor. The aqueous phase? was finally removed by vacuum filtration. What is activated carbon? purified and alumina (Al2O3) were added, inside a glass reactor, to the precursor tetra-butyl-phosphonium bromide (precursor:coal weight ratio = 1:0.6; precursor:Al2O3 weight ratio = 1:0.9 ) and a volume of distilled water approximately equal to the total volume of solid materials (absorbent precursor) ? been added. What is the mixture? obtained ? was placed under magnetic stirring at room temperature for three hours. The aqueous phase (containing the purified precursor) ? subsequently separated by vacuum filtration from the absorbent materials which, subsequently, are washed in-situ (in the filtering system) with distilled water in order to also recover the mechanically retained precursor fraction. The ratio by weight of water: (coal and alumina), adopted in the washing phase of the absorbent materials, is equal to 2:1. Without wanting to bind to a specific theory, ? it has been found that this ratio is preferred as it allows the complete recovery of the trapped precursor fraction (allowing a yield in the purification process of tetra-butyl-phosphonium bromide equal to 100%) avoiding, at the same time, the extraction of impurities (coming by the forerunner himself) previously withheld. The aqueous solution, coming from the washing phase of the absorbent materials, is was then added to that coming from the initial filtration.

Lo scambio anionico (metatesi) prevede la reazione (rappresentata nello Schema 1) del precursore (in fase acquosa dopo il processo di purificazione) con l?acido nonafluorobutilsulfonil-trifluorometilsulfonilimmide per ottenere il liquido ionico secondo la presente invenzione. The anion exchange (metathesis) provides for the reaction (represented in Scheme 1) of the precursor (in the aqueous phase after the purification process) with the nonafluorobutylsulphonyl-trifluoromethylsulphonimide acid to obtain the ionic liquid according to the present invention.

Schema 1: Scheme 1:

L?acido nonafluorobutilsulfonil-trifluorometilsulfonil-immide ? stato aggiunto alla soluzione acquosa di tetra-butil-fosfonio bromuro in leggero eccesso (3% in peso) rispetto alla quantit? stechiometrica della reazione allo scopo di massimizzare la resa della reazione di metatesi. Senza volersi legare ad una specifica teoria, la Richiedente ha trovato che un eccesso maggiore del 3,5% (in particolare maggiore del 10 %) comporterebbe sia un decremento della resa che una maggiore perdita del composto contenente l?anione di interesse. La formazione del liquido ionico dell?invenzione (costituito da un catione tetra-alchil-fosfonio di formula (C-1) e da un anione perfluoro-alchil-sulfonil-immide di formula (A-4): Nonafluorobutylsulfonyl-trifluoromethylsulfonyl-imide acid is been added to the aqueous solution of tetra-butyl-phosphonium bromide in slight excess (3% by weight) with respect to the quantity? stoichiometric reaction in order to maximize the yield of the metathesis reaction. Without intending to be bound by a specific theory, the Applicant has found that an excess greater than 3.5% (in particular greater than 10%) would involve both a decrease in the yield and a greater loss of the compound containing the anion of interest. The formation of the ionic liquid of the invention (consisting of a tetra-alkyl-phosphonium cation of formula (C-1) and a perfluoro-alkyl-sulfonyl-imide anion of formula (A-4):

insolubile in acqua, ? istantanea: tuttavia la soluzione ? stata posta in vivace agitazione magnetica per un?ora alla temperatura ambiente al fine di portare la reazione di metatesi sino al completamento. Successivamente, la soluzione ? stata lasciata decantare in camera climatica (circa 5 ?C) per circa 30 minuti. Si osserva una netta separazione di fase: il liquido ionico (pi? denso dell?acqua) si stratifica come fase inferiore mentre quella superiore ? costituita da una soluzione acquosa contenente il sottoprodotto HBr e l?eccesso di acido L?acido nonafluorobutilsulfonil-trifluorometilsulfonil-immide, i quali sono altamente solubili in acqua. insoluble in water, ? snapshot: however the solution ? was placed under vigorous magnetic stirring for one hour at room temperature in order to bring the metathesis reaction to completion. Next, the solution? was left to decant in a climatic chamber (about 5 ?C) for about 30 minutes. A clear phase separation is observed: the ionic liquid (denser than water) is stratified as the lower phase while the upper one is ? It consists of an aqueous solution containing the by-product HBr and the excess acid L? nonafluorobutylsulfonyl-trifluoromethylsulfonyl-imide, which are highly soluble in water.

Il liquido ionico cos? ottenuto contiene, tuttavia, quantit?, sia pure molto modeste, di HBr e di acido L?acido nonafluorobutilsulfoniltrifluorometilsulfonil-immide. In particolare, la presenza di alogenuri ? indesiderata poich? comporterebbe una diminuzione della stabilit? elettrochimica del liquido ionico. La rimozione delle suddette sostanze ? stata effettuata mediante processo di estrazione, eseguito mediante lavaggi consecutivi con acqua distillata (rapporto in volume liquido ionico : acqua = 1:1 ad ogni fase di lavaggio). La miscela, costituita da liquido ionico e H2O, ? stata sottoposta a vivace agitazione (per 15 minuti) e, successivamente, lasciata decantare ad una temperatura di circa 5? C per 30 minuti. Si ottiene una netta separazione di fase tra liquido ionico (fase sottostante liquida) e soluzione acquosa (contenente le sostanze estratte dal liquido ionico), che ? stata rimossa mediante aspirazione sottovuoto. Questa procedura ? stata eseguita consecutivamente per cinque volte. L?assenza di bromuri nella fase acquosa ? stata rapidamente verificata, dopo l?ultimo lavaggio, mediante una soluzione acquosa 0.1 N di nitrato d?argento (AgNO3) che, in caso di eventuale presenza di ioni Br-, darebbe origine a un precipitato molto insolubile di AgBr o renderebbe opalescente la soluzione. What is the ionic liquid? obtained contains, however, quantities, albeit very modest, of HBr and of L?acid nonafluorobutylsulfonyltrifluoromethylsulfonyl-imide. In particular, the presence of halides ? unwanted because? would it lead to a decrease in stability? electrochemistry of the ionic liquid. The removal of the aforementioned substances? was carried out by means of an extraction process, carried out by means of consecutive washings with distilled water (ratio by volume of ionic liquid : water = 1:1 at each washing stage). The mixture, consisting of ionic liquid and H2O, is subjected to vigorous stirring (for 15 minutes) and then left to decant at a temperature of about 5? C for 30 minutes. A clear phase separation is obtained between the ionic liquid (the underlying liquid phase) and the aqueous solution (containing the substances extracted from the ionic liquid), which ? been removed by vacuum aspiration. This procedure ? performed five times consecutively. The absence of bromides in the aqueous phase? was quickly verified, after the last wash, using a 0.1 N aqueous solution of silver nitrate (AgNO3) which, in the event of the presence of Br- ions, would give rise to a very insoluble precipitate of AgBr or would make the solution opalescent .

Il liquido ionico ottenuto dopo le fasi di lavaggio ? stato infine filtrato sottovuoto (impiegando filtro in poliammide avente porosit? inferiore a 0.2 ?m) al fine di rimuovere eventuale particolato residuo. Successivamente, il liquido ionico ? stato essiccato sottovuoto per eliminare l?eccesso di acqua (umidit? residua) secondo il seguente protocollo: 2 ore a temperatura ambiente; 2 ore a 50 ?C; 24 ore a 120 ?C. Infine, il liquido ionico ? stato sigillato entro contenitori di vetro all?interno di ambienti ad atmosfera controllata e successivamente caratterizzato. The ionic liquid obtained after the washing phases? was finally filtered under vacuum (using a polyamide filter having a porosity of less than 0.2 µm) in order to remove any residual particulate. Subsequently, the ionic liquid ? dried under vacuum to eliminate excess water (residual humidity) according to the following protocol: 2 hours at room temperature; 2 hours at 50 ?C; 24 hours at 120?C. Finally, the ionic liquid ? been sealed in glass containers in controlled atmosphere environments and subsequently characterized.

Esempio 1.1 ? Fluorescenza a raggi X Example 1.1 ? X-ray fluorescence

La fluorescenza a raggi X ? stata impiegata al fine di determinare il contenuto di alogenuri, nello specifico caso bromuri, nel liquido ionico ottenuto come da Esempio 1. Le misure spettroscopiche sono state eseguite (alla temperatura ambiente) mediante uno spettrometro EDX-720 Schimadzu a dispersione di energia. Come sorgente di raggi X, ? stata impiegata una lamina di rodio la quale opera con un livello di energia pari a 15 kV (per elementi da sodio a titanio) o 50 kV (titanio in uranio). Il liquido ionico ottenuto come da Esempio 1 ? stato alloggiato in una cuvetta cilindrica in polipropilene chiusa ad un?estremit? da una finestra circolare (10 mm di diametro e 6 ?m di spessore) in poliestere Mylar, che (bloccata da un opportuno anello) ? trasparente alla radiazione. Particolare cura ? stata posta nell?introduzione del campione cos? preparato al fine di ricoprire in maniera compatta ed uniforme la finestra. Prima di eseguire le misure sul liquido ionico, ? stata realizzata una curva di calibrazione dello strumento mediante soluzione acquose di bromuro di potassio KBr a concentrazione nota. La concentrazione di bromuro (espressa in mMol<-1>) delle soluzioni di KBr ? stata riportata in funzione del numero di conteggi registrati durante l?esecuzione delle misure, da cui ? stata osservata una dipendenza lineare (coefficiente di regressione pari a 0,999 ed errore assoluto pari a 0,005) che ha consentito di determinare il contenuto di bromuro nel liquido ionico che ? risultato essere inferiore a 2 ppm. X-ray fluorescence? was used to determine the content of halides, in the specific case bromides, in the ionic liquid obtained as per Example 1. The spectroscopic measurements were performed (at room temperature) by means of an energy dispersion EDX-720 Schimadzu spectrometer. As a source of X-rays, ? A rhodium plate was used which operates with an energy level of 15 kV (for sodium to titanium elements) or 50 kV (titanium to uranium). The ionic liquid obtained as per Example 1 ? been housed in a cylindrical polypropylene cuvette closed at one end? by a circular window (10 mm in diameter and 6 ?m thick) in Mylar polyester, which (blocked by a suitable ring) ? transparent to radiation. Special care? been placed in the introduction of the sample cos? prepared in order to cover the window in a compact and uniform way. Before making measurements on the ionic liquid, ? A calibration curve of the instrument was created using aqueous solutions of potassium bromide KBr at known concentration. The bromide concentration (expressed in mMol<-1>) of the KBr solutions? been reported as a function of the number of counts recorded during the execution of the measures, from which ? was a linear dependence observed (regression coefficient equal to 0.999 and absolute error equal to 0.005) which allowed to determine the bromide content in the ionic liquid which ? found to be less than 2ppm.

Esempio 1.2 ? Spettrofotometria UV-Vis Example 1.2 ? UV-Vis spectrophotometry

La spettrofotometria UV-Vis ? stata utilizzata al fine di determinare il tenore di purezza del liquido ionico ottenuto come da Esempio 1. UV-Vis spectrophotometry ? was used in order to determine the purity content of the ionic liquid obtained as per Example 1.

Per l?analisi, detto liquido ionico ? stato diluito in etanolo assoluto in un rapporto volumetrico liquido ionico:etanolo pari a 1:5 affinch? i valori di assorbanza non eccedessero il valore di fondo scala dello strumento. Le misure sono state condotte alla temperatura ambiente mediante uno spettrofotometro UV-1800 Schimadzu in un intervallo di lunghezza d?onda compreso tra 700 e 190 nm. Il campione da investigare (liquido ionico diluito in etanolo) ? stato alloggiato all?interno di una cuvetta di quarzo (avente cammino ottico pari a 10 mm). La cuvetta di riferimento (identica a quella contenente il campione sotto esame) ? stata riempita con etanolo assoluto puro. Lo spettrofotometro ? in grado di sottrarre, dalla soluzione alcolica contenente il liquido ionico, l?assorbanza dovuta all?etanolo e nessuna interferenza sulle misure di assorbanza ? dovuta all?etanolo. Il tenore di purezza misurato per il campione ? stato pari a 99,9%. For the analysis, said ionic liquid ? been diluted in absolute ethanol in an ionic liquid:ethanol volumetric ratio of 1:5 so that? the absorbance values did not exceed the full scale value of the instrument. The measurements were carried out at room temperature using a Schimadzu UV-1800 spectrophotometer in a wavelength range between 700 and 190 nm. The sample to be investigated (ionic liquid diluted in ethanol) ? been housed inside a quartz cuvette (having an optical path of 10 mm). The reference cuvette (identical to the one containing the sample under examination) ? filled with pure absolute ethanol. The spectrophotometer? able to subtract, from the alcoholic solution containing the ionic liquid, the absorbance due to ethanol and no interference on the absorbance measurements ? due to ethanol. The purity content measured for the sample ? was equal to 99.9%.

Esempio 1.3 ? Titolazione coulombmetrica Example 1.3 ? Coulometric titration

Il liquido ionico ottenuto come da Esempio 1 ? stato sottoposto a titolazione coulombmetrica al fine di determinare il tenore di umidit?. Una quantit? di liquido ionico (precedentemente pesata mediante bilancia analitica) pari a 0,5 g ? stata introdotta nella soluzione titolante. Il valore di umidit? ? calcolato dallo strumento dopo circa 20 secondi dall?introduzione del liquido ionico investigato. La titolazione, eseguita mediante un titolatore avente sensibilit? pari a 1 ?g di acqua, ? stata condotta all?interno di un ambiente ad umidit? controllata, avente tenore di umidit? inferiore a 10 ppm onde evitare contaminazioni (di umidit?) dall?esterno. Al fine di una corretta determinazione del contenuto di umidit? (ed evitarne una sottostima), il liquido ionico in esame deve essere solubile nella soluzione titolante (a base di metanolo) e l?acqua (in esso contenuta) deve essere rilasciata facilmente dal campione (assenza di forti interazioni tra liquido ionico e acqua) al fine di essere totalmente disponibile per la titolazione. Il tenore di umidit? misurato per il campione ? stato inferiore a 2 ppm (0.000002 %). The ionic liquid obtained as per Example 1 ? been subjected to coulometric titration in order to determine the moisture content?. A quantity? of ionic liquid (previously weighed using an analytical balance) equal to 0.5 g ? been introduced into the titrant solution. The humidity value? ? calculated by the instrument after about 20 seconds from the introduction of the ionic liquid under investigation. The titration, performed using a titrator having sensitivity? equal to 1 ?g of water, ? been carried out inside an environment with humidity? controlled, having a humidity content? lower than 10 ppm in order to avoid contamination (of humidity) from the outside. In order to correctly determine the moisture content? (and avoid underestimation), the ionic liquid under test must be soluble in the titrant solution (based on methanol) and the water (in it) must be released easily from the sample (absence of strong interactions between ionic liquid and water) at in order to be fully available for titration. The moisture content? measured for the sample ? been less than 2 ppm (0.000002 %).

Esempio 1.4 ? Analisi termo-gravimetrica Example 1.4 ? Thermo-gravimetric analysis

La stabilit? termica del liquido ionico ottenuto come da Esempio 1 ? stata investigata mediante analisi termo-gravimetrica. Il campione investigato (3-4 mg) ? stato alloggiato in un crogiolo di allumina. Prima dell?esecuzione di ciascuna misura, lo strumento ? stato tarato con il peso del crogiolo vuoto (successivamente riempito con il campione che ? stato pesato mediante una bilancia esterna). The stability? temperature of the ionic liquid obtained as per Example 1 ? was investigated by thermo-gravimetric analysis. The sample investigated (3-4 mg) ? been housed in an alumina crucible. Before performing each measurement, the instrument ? been tared with the weight of the empty crucible (subsequently filled with the sample which was weighed using an external scale).

Il liquido ionico, introdotto in un calorimetro alla temperatura ambiente, ? stato sottoposto a tre successivi periodi di riscaldamento (ciascuno avente durata pari a 3 ore) secondo il seguente protocollo: The ionic liquid, introduced into a calorimeter at room temperature, is been subjected to three successive heating periods (each lasting 3 hours) according to the following protocol:

i) rapido incremento della temperatura dal valore ambiente sino a 250 ?C (< 5 minuti); i) rapid increase of the temperature from the ambient value up to 250 ?C (< 5 minutes);

ii) riscaldamento isotermo a 250 ?C per 3 ore; ii) isothermal heating at 250 ?C for 3 hours;

iii) rapido incremento della temperatura sino a 275 ?C; iii) rapid temperature increase up to 275 ?C;

iv) riscaldamento isotermo a 275 ?C per 3 ore; iv) isothermal heating at 275 ?C for 3 hours;

v) rapido incremento della temperatura sino a 300 ?C; v) rapid increase in temperature up to 300 ?C;

vi) riscaldamento isotermo a 300 ?C per 3 ore. vi) isothermal heating at 300 ?C for 3 hours.

Il valore della variazione della massa del campione ? stato registrato in funzione del tempo di riscaldamento e i risultati dell?analisi termogravimetrica sono riportati in Figura 1. The value of the change in the mass of the sample ? been recorded as a function of the heating time and the results of the thermogravimetric analysis are shown in Figure 1.

Esempio 1.5 ? Conducibilit? ionica Example 1.5 ? conductivity ionic

La conducibilit? del liquido ionico ottenuto come da Esempio 1 ? stata determinata mediante celle sigillate in vetro, dotate di due elettrodi di platino porosi, al cui interno ? stato alloggiato il campione di liquido ionico sotto esame (manipolato all?interno di un ambiente ad umidit? controllata). I test di conducibilit?, riportati in Figura 2, sono stati eseguiti nell?intervallo di temperatura 0-120 ?C utilizzando una camera climatica. Le celle sono state collocate all?interno della camera climatica e mantenute ad una temperatura di 0 ?C per 24 ore. La conducibilit? del liquido ionico ? stata misurata eseguendo una scansione di riscaldamento a 1,5 ?C/ora: i valori di conduzione sono stati misurati a intervalli di temperatura pari a 5 ?C. Il valore della costante (K) delle celle conduttimetriche ? stato determinato mediante soluzioni di cloruro di potassio (KCl) a concentrazioni e conducibilit? specifica (?SP) note, al fine di ottenere una retta di calibrazione. Il valore di conducibilit? (?) di ciascuna soluzione KCl ? stato misurato con il conduttimetro. La costante di cella (K) ? stata calcolata mediante l?equazione: The conductivity? of the ionic liquid obtained as per Example 1 ? been determined by means of sealed glass cells, equipped with two porous platinum electrodes, inside which ? the sample of ionic liquid under examination was housed (handled inside a controlled humidity environment). The conductivity tests, shown in Figure 2, were performed in the temperature range 0-120 ?C using a climatic chamber. The cells were placed inside the climatic chamber and kept at a temperature of 0 ?C for 24 hours. The conductivity? of the ionic liquid ? was measured by performing a heating scan at 1.5 ?C/hour: conduction values were measured at temperature intervals of 5 ?C. The value of the constant (K) of the conductivity cells? been determined by solutions of potassium chloride (KCl) at concentrations and conductivity? specification (?SP) notes, in order to obtain a calibration line. The conductivity value? (?) of each KCl solution? was measured with a conductivity meter. The cell constant (K) ? been calculated using the equation:

?SP = ?R ?SP = ?R

ovvero in base alla pendenza della retta ?SP vs. ?. Sono stati ottenuti valori K prossimi a 1,00 cm<-1 >(barra di errore pari a ? 0,05 cm<-1>). or on the basis of the slope of the straight line ?SP vs. ?. K values close to 1.00 cm<-1> were obtained (error bar equal to ? 0.05 cm<-1>).

Il liquido ionico ottenuto come da Esempio 1, presenta ottimi valori di conducibilit? ionica (compresi tra 10<-4 >e 10<-2 >S?cm<-1>) nell?intervallo di temperature compreso tra 30 e 120 ?C Does the ionic liquid obtained as in Example 1 have excellent conductivity values? ionic (between 10<-4 > and 10<-2 >S?cm<-1>) in the temperature range between 30 and 120 ?C

Esempio 1.6 ? Test di stabilit? elettrochimica Example 1.6 ? Stability test electrochemistry

La stabilit? elettrochimica del liquido ionico ottenuto come da Esempio 1 ? stata valutata mediante misure voltammetriche eseguite su celle costituite da un elettrodo di lavoro di nichel (avente area pari a circa 1x1 cm<2 >e spessore pari a 100 ?m), un separatore in fibra di vetro (avente area pari a circa 1,5x1,5 cm<2 >e spessore pari a 100 ?m) imbevuto con il liquido ionico e un contro-elettrodo di litio metallico (avente area pari a circa 1x1 cm<2 >e spessore pari a 50 ?m). I componenti della cella (elettrodo di lavoro, separatore, contro-elettrodo) sono stati sovrapposti nella sequenza descritta. I collettori di corrente della cella sono costituiti da rete in rame aventi uno spessore pari a 30 ?m). La cella ? stata alloggiata all?interno di un contenitore costituito da materiale multistrato (polimero/alluminio) e ivi sigillata sottovuoto (previa evacuazione per un?ora). L?assemblaggio della cella ? stato eseguito in un ambiente ad umidit? controllata. The stability? electrochemistry of the ionic liquid obtained as per Example 1 ? was evaluated by voltammetric measurements performed on cells consisting of a nickel working electrode (having an area equal to approximately 1x1 cm<2 > and a thickness equal to 100 ?m), a glass fiber separator (having an area equal to approximately 1, 5x1.5 cm<2 >and thickness equal to 100 ?m) soaked with the ionic liquid and a metallic lithium counter-electrode (having an area equal to approximately 1x1 cm<2 >and thickness equal to 50 ?m). The components of the cell (working electrode, separator, counter electrode) were superimposed in the sequence described. The current collectors of the cell consist of a copper network having a thickness of 30 ?m). The cell? been housed inside a container made of multilayer material (polymer/aluminum) and vacuum sealed (after evacuation for one hour). The assembly of the cell ? been performed in a humid environment? controlled.

Le misure voltammetriche sono state eseguite incrementando linearmente (con velocit? di scansione pari a 5 mVs<-1>) la tensione di cella dal valore di circuito aperto (OCV) verso potenziali pi? positivi (limite anodico). Come mostrato in Figura 3, in cui il valore della densit? di corrente (che fluisce attraverso la cella) ? riportato in funzione della tensione applicata, il liquido ionico ha mostrato stabilit? all?ossidazione sino a valori di tensione pari a 6V. ? inoltre importante considerare come il valore di densit? di corrente attraverso la cella, prima dell?inizio della decomposizione elettrochimica (a valori di tensione superiori a 6V), ? estremamente ridotto (inferiore a 4 ?A?cm<-2>) a conferma della notevole ed ottimale stabilit? del liquido ionico della presente invenzione. I test sono stati ripetuti pi? volte al fine di confermare i risultati ottenuti. Per ogni test, sono stati utilizzati elettrodi puliti e campioni di liquido ionico freschi. Le analisi voltammetriche sono state eseguite a 40 ?C almeno due volte per ciascun campione fresco, utilizzando un potenziostato/galvanostato. The voltammetric measurements were performed by linearly increasing (with a scanning speed equal to 5 mVs<-1>) the cell voltage from the open circuit value (OCV) towards potentials lower than the voltage. positive (anodic limit). As shown in Figure 3, where the value of the density? current (flowing through the cell) ? reported as a function of the applied voltage, the ionic liquid has shown stability? to oxidation up to voltage values equal to 6V. ? it is also important to consider how the value of density? of current through the cell, before the beginning of the electrochemical decomposition (at voltage values higher than 6V), ? extremely reduced (less than 4 ?A?cm<-2>) confirming the remarkable and optimal stability? of the ionic liquid of the present invention. The tests were repeated more? times in order to confirm the results obtained. For each test, clean electrodes and fresh ionic liquid samples were used. Voltammetric analyzes were performed at 40 ?C at least twice for each fresh sample, using a potentiostat/galvanostat.

Esempio 1.7 ? Test di carica/scarica Example 1.7 ? Charge/discharge test

Le prestazioni del liquido ionico ottenuto come da Esempio 1 con elettrodi (catodi) operanti in prossimit? di valori di tensioni di 5V, e le propriet? di stabilit? ai processi di ossidazione in tali condizioni, sono state validate in celle elettrochimiche realizzate accoppiando un anodo di litio metallico (avente area pari a circa 1x1 cm<2 >e spessore pari a 50 ?m), un separatore in fibra di vetro (avente area pari a circa 1,5x1,5 cm<2 >e spessore pari a 100 ?m) imbevuto del liquido ionico e un catodo (avente area pari a circa 1x1 cm<2 >e spessore pari a 50 ?m) a base di ossido di manganese-nickel (85%) depositato su un substrato di alluminio avente spessore pari a 30 ?m. I collettori di corrente della cella sono costituiti da reti aventi spessore pari a 30 ?m in rame (anodo) e alluminio (catodo), rispettivamente. La cella ? stata alloggiata all?interno di un contenitore costituito da materiale multistrato (polimero/alluminio) e ivi sigillata sottovuoto (previa evacuazione per un?ora). L?assemblaggio della cella ? stato eseguito in un ambiente ad umidit? controllata. I cicli di carica-scarica sono stati eseguiti a 40 ?C secondo il seguente protocollo: The performances of the ionic liquid obtained as per Example 1 with electrodes (cathodes) operating in proximity? of values of voltages of 5V, and the properties? of stability to the oxidation processes in these conditions, have been validated in electrochemical cells made by coupling a metallic lithium anode (having an area equal to about 1x1 cm<2 > and a thickness equal to 50 ?m), a glass fiber separator (having an equal to approximately 1.5x1.5 cm<2 > and thickness equal to 100 ?m) soaked in the ionic liquid and a cathode (having an area equal to approximately 1x1 cm<2 > and thickness equal to 50 ?m) based on oxide of manganese-nickel (85%) deposited on an aluminum substrate having a thickness of 30 ?m. The current collectors of the cell consist of networks having a thickness equal to 30 ?m in copper (anode) and aluminum (cathode), respectively. The cell? been housed inside a container made of multilayer material (polymer/aluminum) and vacuum sealed (after evacuation for one hour). The assembly of the cell ? been performed in a humid environment? controlled. The charge-discharge cycles were performed at 40 ?C according to the following protocol:

i) applicazione di una corrente pari a 0,1 mA cm<-2 >dal valore di tensione di cella a circuito aperto (OCV, circa 3V) fino a 4,8 V (carica della cella); i) application of a current equal to 0.1 mA cm<-2 > from the open circuit cell voltage value (OCV, about 3V) up to 4.8 V (cell charge);

ii) applicazione di una corrente pari a 0,1 mA cm<-2 >dal valore di 4,8 V fino a 2,5 V (scarica della cella); ii) application of a current equal to 0.1 mA cm<-2 > from the value of 4.8 V up to 2.5 V (cell discharge);

iii) ripetizione consecutiva dei suddetti cicli di carica (i)/scarica (ii). iii) consecutive repetition of the aforementioned charge (i)/discharge (ii) cycles.

Come mostrato in Figura 4, il valore della tensione ci cella ? stato riportato in funzione della quantit? di carica elettrica (espressa in mA h g<-1>) accumulata nel ciclo di carica (o rilasciata in quello di scarica) per grammo di materiale attivo catodico (ossido di manganese-nickel). I test sono stati eseguiti a 40 ?C almeno due volte (al fine di verificare la riproducibilit? dei risultati) su identiche celle elettrochimiche (utilizzando sempre liquido ionico ed elettrodi freschi) mediante un ciclatore multiplo per batterie. As shown in Figure 4, the value of the cell voltage ? been reported according to the quantity? of electric charge (expressed in mA h g<-1>) accumulated in the charge cycle (or released in the discharge one) per gram of cathodic active material (manganese-nickel oxide). The tests were performed at 40 ?C at least twice (in order to verify the reproducibility of the results) on identical electrochemical cells (always using ionic liquid and fresh electrodes) using a multiple cycler for batteries.

I risultati dei suddetti test di carica/scarica dimostrano che le batterie (i.e. dispositivi di accumulo elettrochimici) operanti con il liquido ionico dell?invenzione sono in grado di erogare capacit? superiori all?80% del valore teorico. Inoltre, come ? possibile evincere dai profili regolari di carica-scarica, non si evidenzia nessun processo di ossidazione e/o degradazione elettrochimica. Infatti, nel caso in cui si verificassero tali processi di ossidazione e/o degradazione elettrochimica, la tensione di cella non arriverebbe a valori di 5V (come invece mostrato in Figura 4 nel caso della presente invenzione) presentando invece una continua fluttuazione intorno a valori nettamente inferiori. The results of the aforementioned charge/discharge tests demonstrate that the batteries (i.e. electrochemical storage devices) operating with the ionic liquid of the invention are capable of delivering higher than 80% of the theoretical value. Also, how? possible to deduce from the regular charge-discharge profiles, no oxidation and/or electrochemical degradation process is evident. In fact, in the event that such oxidation and/or electrochemical degradation processes occur, the cell voltage would not reach values of 5V (as instead shown in Figure 4 in the case of the present invention) instead presenting a continuous fluctuation around clearly inferior.

Esempio 1.8 ? Test di infiammabilit? e volatilit? (confronto) Example 1.8 ? Flammability test and volatility? (comparison)

Le prestazioni del liquido ionico ottenuto come da Esempio 1 per quanto riguarda l?infiammabilit? e la volatilit? sono state testate e confrontate con quelle di un elettrolita organico comunemente impiegato nelle batterie commerciali (LiPF6 1M in una miscela etilene carbonato-dimetil carbonato). Una fiamma ossidrica ? stata avvicinata a due contenitori aperti (a temperatura e pressione ambiente) contenenti, rispettivamente, il liquido ionico della presente invenzione e l?elettrolita organico. Come ? possibile apprezzare dalla Figura 5, il liquido ionico della presente invenzione non va incontro al fenomeno di ignizione (contenitore lato destro nella Figura 4, riquadro b)), al contrario dell?elettrolita organico il quale, a seguito dell?avvicinamento della fiamma ossidrica (raffigurata solamente nel riquadro destro b) della Figura 4) alla sua superficie, sviluppa una fiamma libera (indicata dalla freccia in Figura 4, contenitore lato sinistro, riquadro a)). The performance of the ionic liquid obtained as per Example 1 as regards the flammability? and the volatility? were tested and compared with those of an organic electrolyte commonly used in commercial batteries (1M LiPF6 in an ethylene carbonate-dimethyl carbonate mixture). A blowtorch? approached to two open containers (at room temperature and pressure) containing, respectively, the ionic liquid of the present invention and the organic electrolyte. As ? possible to appreciate from Figure 5, the ionic liquid of the present invention does not undergo the ignition phenomenon (right side container in Figure 4, panel b)), on the contrary of the organic electrolyte which, following the approach of the oxyhydrogen flame ( depicted only in the right-hand box b) of Figure 4) at its surface, it develops an open flame (indicated by the arrow in Figure 4, left-hand side container, box a)).

Claims (16)

RIVENDICAZIONI 1. Un liquido ionico costituito da un catione tetra-alchil-fosfonio e da un anione perfluoro-alchil-sulfonil-immide e rappresentato dalla formula generale (I): CLAIMS 1. An ionic liquid consisting of a tetra-alkyl-phosphonium cation and a perfluoro-alkyl-sulfonyl-imide anion and represented by the general formula (I): Formula (I) in cui R1, R2, R3 ed R4 sono scelti, in modo indipendente l?uno dall?altro, nel gruppo costituito da: un gruppo alchilico o cicloalchilico, lineare o ramificato, con un numero di atomi di carbonio compreso tra 2 e 6, preferiblmente tra 2 e 5; R5 ? un gruppo alchilico fluorurato lineare e R6 ? un gruppo alchilico fluorurato lineare o ramificato, rispettivamente di formula CnF2n+1 e CmF2m+1, in cui n ? un numero intero scelto tra 1 o 2, preferibilmente 1, e m ? un numero intero compreso tra 3 e 5, preferiblmente tra 3 e 4. Formula (I) wherein R1, R2, R3 and R4 are selected, independently of each other, from the group consisting of: an alkyl or cycloalkyl group, linear or branched, with a number of carbon atoms between 2 and 6, preferably between 2 and 5; R5 ? a linear fluorinated alkyl group and R6 ? a linear or branched fluorinated alkyl group, respectively of formula CnF2n+1 and CmF2m+1, wherein n ? an integer chosen between 1 or 2, preferably 1, and m ? an integer between 3 and 5, preferably between 3 and 4. 2. Liquido ionico secondo la rivendicazione 1, in cui R1, R2, R3 ed R4 sono scelti, in modo indipendente l?uno dall?altro, nel gruppo costituito da: npropile, 2-propile, n-butile, 2-metilpropile, 1,1-dimetiletile, ciclobutile. 2. Ionic liquid according to claim 1, wherein R1, R2, R3 and R4 are independently selected from the group consisting of: npropyl, 2-propyl, n-butyl, 2-methylpropyl, 1,1-dimethylethyl, cyclobutyl. 3. Liquido ionico secondo la rivendicazione 1 o 2 in cui i numeri interi n ed m sono scelti tra una qualsiasi delle seguenti combinazioni: n = 1 e m = 3; n = 2 e m = 3; n = 1 e m = 4; n = 2 e m = 4; n = 1 e m = 5; n =2 e m = 5; e in cui R6 ? preferibilmente un gruppo alchilico fluorurato lineare. 3. Ionic liquid according to claim 1 or 2 wherein the integers n and m are selected from any of the following combinations: n = 1 and m = 3; n = 2 and m = 3; n = 1 and m = 4; n = 2 and m = 4; n = 1 and m = 5; n = 2 and m = 5; and in which R6 ? preferably a linear fluorinated alkyl group. 4. Liquido ionico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui n ? = 1 e m = 4, e in cui R6 ? preferibilmente un gruppo alchilico fluorurato lineare. 4. Ionic liquid according to any of the preceding claims wherein n? = 1 and m = 4, and where R6 ? preferably a linear fluorinated alkyl group. 5. Liquido ionico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui R1 = R2 = R3 = R4. 5. Ionic liquid according to any one of the preceding claims wherein R1 = R2 = R3 = R4. 6. Liquido ionico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui R1 = R2 = R3 = R4 = n-butile. 6. Ionic liquid according to any one of the preceding claims wherein R1 = R2 = R3 = R4 = n-butyl. 7. Liquido ionico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato da un tenore di purezza superiore o uguale al 99,9 %, preferibilmente superiore o uguale al 99,95 %. 7. Ionic liquid according to any one of the preceding claims characterized by a purity content greater than or equal to 99.9%, preferably greater than or equal to 99.95%. 8. Liquido ionico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato da un contenuto di alogenuri inferiore a 2 ppm. 8. Ionic liquid according to any one of the preceding claims characterized by a halide content lower than 2 ppm. 9. Liquido ionico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal possedere una stabilit? termica alla degradazione, misurata mediante analisi termo-gravimetrica, fino a temperature superiori a 200 ?C, preferibilmente a 250 ?C. 9. Ionic liquid according to any one of the preceding claims characterized by having a stability? thermal degradation, measured by thermo-gravimetric analysis, up to temperatures above 200 ?C, preferably 250 ?C. 10. Liquido ionico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti caratterizzato da una conduttivit? ionica compresa tra 10<-4 >e 10<-2 >S?cm<-1 >misurata in un intervallo di temperatura compreso tra 30 e 120 ?C e da una stabilit? elettrochimica all?ossidazione, misurata mediante voltammetria, fino a valori di tensione superiori a 5V, preferibilmente compresi tra 5 e 6V, e per un numero di cicli carica/scarica uguale o superiore a 5, preferibilmente uguale o superiore a 10, pi? preferibilmente uguale o superiore a 100, ancora pi? preferibilmente uguale o superiore a 1000. 10. Ionic liquid according to any one of the preceding claims characterized by a conductivity? ionic between 10<-4 >e 10<-2 >S?cm<-1 >measured in a temperature range between 30 and 120 ?C and by a stability? electrochemical oxidation, measured by voltammetry, up to voltage values higher than 5V, preferably between 5 and 6V, and for a number of charge/discharge cycles equal to or greater than 5, preferably equal to or greater than 10, plus? preferably equal to or greater than 100, even more? preferably equal to or greater than 1000. 11. Composizione elettrolitica comprendente almeno un liquido ionico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti eventualmente in combinazione con almeno un additivo scelto nel gruppo costituito da: un sale di litio, preferibilmente scelto tra LiPF6, LiN(SO2F)2, LiN(SO2CF3)2, LiN(SO2C2F5)2, LiOSO2CF3, LiB(C2O4)2 o una loro combinazione; un solvente organico, preferibilmente un alchil carbonato scelto tra dimetil carbonato, dietil carbonato, etilmetil carbonato, etilene carbonato, fluoroetilene carbonato, vinilene carbonato; ?-butirrolattone, dimetossietano, o una loro combinazione; un polimero, preferibilmente scelto tra polietilene ossido, polidifluoruro di vinilidene, polidifluoruro di vinilidene-esafluoropropilene, polietilene ossido, polipropilene ossido, polimetilmetacrilato, poliacrilonitrile o una loro combinazione; almeno un ulteriore liquido ionico avente formula chimica differente rispetto all?almeno un liquido ionico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, detto almeno un ulteriore liquido ionico essendo preferibilmente scelto tra: metilpropilpirrolidinio bis(fluorosulfonil)immide, butilmetilpirrolidinio bis(fluorosulfonil)immide, metilpropilpirrolidinio bis(trifluorometilsulfonil)immide, butilmetilpirrolidinio bis(trifluorometilsulfonil)immide, etilmetilimidazolio bis(fluorosulfonil)immide, etilmetilimidazolio bis(trifluorometilsulfonil)immide, metilpropilpirrolidinio trifluorometisulfonato, butilmetilpirrolidinio trifluorometisulfonato, etilmetilimidazolio trifluorometisulfonato; o una loro combinazione. 11. Electrolytic composition comprising at least one ionic liquid according to any of the preceding claims optionally in combination with at least one additive selected from the group consisting of: a lithium salt, preferably selected from LiPF6, LiN(SO2F)2, LiN(SO2CF3)2, LiN(SO2C2F5)2, LiOSO2CF3, LiB(C2O4)2 or a combination thereof; an organic solvent, preferably an alkyl carbonate selected from dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate, fluoroethylene carbonate, vinylene carbonate; ?-butyrolactone, dimethoxyethane, or a combination thereof; a polymer, preferably selected from polyethylene oxide, vinylidene polydifluoride, vinylidene-hexafluoropropylene polydifluoride, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polymethyl methacrylate, polyacrylonitrile or a combination thereof; at least one further ionic liquid having a different chemical formula than the at least one ionic liquid according to any one of the preceding claims, said at least one further ionic liquid being preferably selected from: methylpropylpyrrolidinium bis(fluorosulphonyl)imide, butylmethylpyrrolidinium bis(fluorosulphonyl)imide, methylpropylpyrrolidinium bis (trifluoromethylsulfonyl)imide, butylmethylpyrrolidinium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, ethylmethylimidazolium bis(fluorosulfonyl)imide, ethylmethylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, methylpropylpyrrolidinium trifluoromethysulfonate, butylmethylpyrrolidinium trifluoromethysulfonate, ethylmethylimidazolium trifluoromethylsulfonate; or a combination thereof. 12. Composizione elettrolitica secondo la rivendicazione 11 in cui detto almeno un additivo ? presente in una quantit? compresa tra il 10 e il 30% in peso, preferibillmente tra il 12 e il 26 % in peso rispetto al peso totale della composizione. 12. The electrolyte composition according to claim 11 wherein said at least one additive is present in a quantity between 10 and 30% by weight, preferably between 12 and 26% by weight with respect to the total weight of the composition. 13. Processo per l?ottenimento del liquido ionico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10 comprendente le fasi di: a) mettere a disposizione un sale di tetra-alchil-fosfonio rappresentato dalla formula generale (II): 13. Process for obtaining the ionic liquid according to any one of claims 1 to 10 comprising the steps of: a) making available a tetra-alkyl-phosphonium salt represented by the general formula (II): Formula (II) in cui R1, R2, R3 ed R4 sono scelti, in modo indipendente l?uno dall?altro, nel gruppo costituito da: un gruppo alchilico o cicloalchilico, lineare o ramificato, con un numero di atomi di carbonio compreso tra 2 e 6, preferiblmente tra 2 e 5; e X ? un alogeno, preferibilmente scelto nel gruppo costituito da: cloro, bromo, iodio; b) trattare detto sale con una miscela comprendente carbone attivo e allumina (Al2O3) in un solvente acquoso, preferibilmente acqua distillata, preferibilmente in un rapporto in peso sale:carbone attivo compreso tra 1:0,5 e 1:0,8, sale:allumina compreso tra 1:0,8 e 1:1 e solvente acquoso:(carbone allumina) compreso tra 2,5:0,5 e 1,9:1, preferibilmente 2:1, fino ad ottenere una soluzione acquosa del sale purificato, preferibilmente caratterizzata da un tenore di purezza superiore o uguale al 99,9%, preferibilmente superiore o uguale al 99,95%; c) aggiungere un acido perfluoro-alchil-sulfonil-immide rappresentato dalla formula generale (III): Formula (II) wherein R1, R2, R3 and R4 are selected, independently of each other, from the group consisting of: an alkyl or cycloalkyl group, linear or branched, with a number of carbon atoms between 2 and 6, preferably between 2 and 5; And X ? a halogen, preferably selected from the group consisting of: chlorine, bromine, iodine; b) treating said salt with a mixture comprising activated carbon and alumina (Al2O3) in an aqueous solvent, preferably distilled water, preferably in a weight ratio salt:activated carbon between 1:0.5 and 1:0.8, salt :alumina between 1:0.8 and 1:1 and aqueous solvent:(carbon alumina) between 2.5:0.5 and 1.9:1, preferably 2:1, until an aqueous solution of the salt is obtained purified, preferably characterized by a purity content greater than or equal to 99.9%, preferably greater than or equal to 99.95%; c) adding a perfluoro-alkyl-sulfonyl-imide acid represented by the general formula (III): Formula (III) R5 ? un gruppo alchilico fluorurato lineare e R6 ? un gruppo alchilico fluorurato lineare o ramificato, rispettivamente di formula CnF2n+1 e CmF2m+1, in cui n ? un numero intero scelto tra 1 o 2, preferibilmente 1, e m ? un numero intero compreso tra 3 e 5, preferiblmente tra 3 e 4; detto acido essendo aggiunto in un eccesso percentuale compreso tra l?1,5 e il 3,5 % in peso, preferibilmente tra il 2 e il 3% in peso rispetto al rapporto stechiometrico 1:1 necessario per la reazione di metatesi in soluzione acquosa per la formazione del liquido ionico di formula (I). Formula (III) R5 ? a linear fluorinated alkyl group and R6 ? a linear or branched fluorinated alkyl group, respectively of formula CnF2n+1 and CmF2m+1, wherein n ? an integer chosen between 1 or 2, preferably 1, and m ? an integer between 3 and 5, preferably between 3 and 4; said acid being added in a percentage excess of between 1.5 and 3.5% by weight, preferably between 2 and 3% by weight with respect to the 1:1 stoichiometric ratio necessary for the metathesis reaction in aqueous solution for the formation of the ionic liquid of formula (I). 14. Uso del liquido ionico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10 o della composizione elettrolitica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 a 12, come elettrolita in un dispositivo elettrochimico, preferibilmente detto dispositivo elettrochimico essendo un dispositivo di accumulo elettrochimico, preferibilmente una batteria litio-ione o un capacitore, oppure un dispositivo di conversione energetica, preferibilmente una cella a combustibile. The use of the ionic liquid according to any of claims 1 to 10 or the electrolyte composition according to any of claims 11 to 12, as an electrolyte in an electrochemical device, preferably said electrochemical device being an electrochemical storage device, preferably a battery lithium-ion or a capacitor, or an energy conversion device, preferably a fuel cell. 15. Uso secondo la rivendicazione 14 in cui detto dispositivo elettrochimico ? operante fino a tensioni superiori a 5V, preferibilmente comprese tra 5 e 6V, e temperature superiori a 200 ?C, preferibilmente superiori a 250 ?C; . 15. The use according to claim 14 wherein said electrochemical device is operating up to voltages higher than 5V, preferably between 5 and 6V, and temperatures higher than 200°C, preferably higher than 250°C; . 16. Dispositivo di accumulo elettrochimico o di conversione energetica comprendente: - un elettrodo positivo, preferibilmente scelto nel gruppo costituito da: LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, LiNixMnyCo1-x-yO2, Li1+xNiyMnzO2, V2O5, LiFePO4, LiFePO4, LiCoPO4, zolfo, carbone; - un elettrodo negativo, preferibilmente scelto nel gruppo costituito da: litio metallico, grafite, silicio, Li4Ti5O12, TiO2, Sn, ZnFe2O4, Li4.4Sn, carbone; - un elemento separatore disposto tra l?elettrodo positivo e l?elettrodo negativo ed in contatto con essi; - il liquido ionico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10 o la composizione elettrolitica secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 11 a 12; detto elemento separatore essendo preferibilmente imbevuto con il liquido ionico o con la composizione elettrolitica; detto elemento separatore essendo preferibilmente fibra di vetro o una poliolefina. 16. Electrochemical storage or energy conversion device including: - a positive electrode, preferably selected from the group consisting of: LiCoO2, LiNiO2, LiMnO2, LiMn2O4, LiNixMnyCo1-x-yO2, Li1+xNiyMnzO2, V2O5, LiFePO4, LiFePO4, LiCoPO4, sulphur, carbon; - a negative electrode, preferably selected from the group consisting of: metallic lithium, graphite, silicon, Li4Ti5O12, TiO2, Sn, ZnFe2O4, Li4.4Sn, carbon; - a separator element disposed between the positive electrode and the negative electrode and in contact with them; - the ionic liquid according to any one of claims 1 to 10 or the electrolyte composition according to any one of claims 11 to 12; said separator element being preferably soaked with the ionic liquid or with the electrolytic composition; said separator element preferably being glass fiber or a polyolefin.
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