JP2001006736A - メタニド電解質の精製方法 - Google Patents

メタニド電解質の精製方法

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JP2001006736A
JP2001006736A JP2000125040A JP2000125040A JP2001006736A JP 2001006736 A JP2001006736 A JP 2001006736A JP 2000125040 A JP2000125040 A JP 2000125040A JP 2000125040 A JP2000125040 A JP 2000125040A JP 2001006736 A JP2001006736 A JP 2001006736A
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Peter Sartori
ザートウリ ペーター
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バルテン ペーター
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Merck Patent GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気化学的電池及び蓄電池において使用する
ための有機メタニド電解質を使用可能な品質に精製する
方法を提供する。 【解決手段】(i) メタニドを濃硫酸と反応さ
せ、そしてその得られたメタニドの遊離の酸をフラクシ
ョン精留する段階と、(ii) 段階(i)において
得られた、遊離酸生成物を、5酸化燐とその融点以上の
温度において反応させた後、フラクション精留する段階
と、 及び(iii) 段階(ii)からの
生成物を非プロトン性有機溶媒の中に取り込んでこれを
Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr又はB
aの金属と、またはそれらの塩化物或いは水素化物と反
応させるか、またはMがLiであるときはアルキルリチ
ウムとも反応させて対応する金属メタニドを形成させ、
そして必要の場合は過剰の試薬を除去する段階とを含む
方法により精製する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、種々の電気化学的
電池において使用するための有機メタニド電解質を使用
可能な品質で製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】トリス(ペルフルオルアルカンスルホニ
ル)メタニドの群の化合物は、最初にTurowsky
等によって Inorg. Chem., 1988,
27, 2135−2137 に、トリス(トリフル
オルメタンスルホニル)メタンをあげて記述された。こ
のC−H酸性化合物は塩基と反応して対応する塩を与え
る。このアニオンは平面的(planar)であり、そ
してその負電荷はそれら強力に電子を引き抜こうとする
置換基によって非常によく引き離される(deloca
lize)ことができる。
【0003】そのリチウム塩、リチウムトリス(トリフ
ルオルメタンスルホニル)メタニドは、このものの高い
電導度と非プロトン性溶媒への良好な溶解性とのため
に、2次電池の導電性塩としての適合性について或る時
期検討がなされた。この塩の更に別な利点は、このもの
の高い電気化学的及び熱的な安定性である。
【0004】このような化合物を製造するために2つの
方法がある。Turowsky等によれば、トリス(ト
リフルオルメタンスルホニル)メタンはトリフルオルメ
タンスルホニルフルオリドを用いるグリニヤール反応に
よって作られる。
【0005】Koshar 等により J. Org.
Chem., 1973, 38, 3358−33
63 に、そして Benrabah 等によって
J.Chem. Soc., Faraday Tra
ns. 1993, 89(2), 355−359
に記述された2段階法も同様にトリス(トリフルオルメ
タンスルホニル)メタンを与える。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】これら両方法は、導電
性塩として使用するには精製を必要とする生成物を与え
る。これまで用いられてきた精製方法はその溶媒和され
た塩と活性炭との反応及び再結晶に基づくが、これは一
般に、なお水や異物イオンにより邪魔な不純物を含み9
9.5%より高くない純度を有している。
【0007】しかしながらこの品質の塩は有機電解質と
して使用するには適していない。
【0008】従って本発明の目的は、各種有機メタニド
電解質が高純度の形で得られるような、経済的で容易に
実施でき、そしてその作られた生成物を電池用電解質に
使用するのに好適にする方法を提供することである。本
発明の目的のために、「高純度」は99.5%よりも高
い純度を意味する。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に従うこの目的
は、下記式、すなわち MC{SO2 (Cx2x+1)}3 (I) 〔但しこの式においてx は1、2、3、4、5、6、
7または8であり、そしてM はH、Li、Na、K、
Rb、Cs、Mg1/2 、Ca1/2 、Sr1/2 またはBa
1/2 である〕の、電解質として適した高純度メタニドを
精製により製造する方法により達成されるが、これは下
記の各段階、すなわち (i) 上記式(I)のメタニドを濃硫酸と反応さ
せ、そしてその得られた上記メタニドの遊離の酸をフラ
クション精留する段階と、(ii) 上記段階(i)
において得られた、式(I)においてMがHである生成
物を、5酸化燐とその融点以上の温度において反応させ
た後、フラクション精留する段階と、及び(iii)
上記段階(ii)からの式(I)においてMがHである
生成物を非プロトン性有機溶媒の中に取り込んでこれを
Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr又はB
aの金属と、またはそれらの塩化物或いは水素化物と反
応させるか、或いはアルキルリチウムと反応させて式
(I)の対応する金属メタニドを形成させ、そして必要
の場合は過剰の試薬を除去する段階とを含むことを特徴
とする。
【0010】本発明に従う方法は、99.5%よりも高
い純度、好ましくは99.6%ないし99.9%の純度
を有し、従って電池における電解質として使用するのに
適した物質を与える。
【0011】驚くべきことに、本発明者等は、濃硫酸と
の上記の反応がその出発物質を安定化させ、そしてその
ようにしてこれが分解することなく蒸留し得るようにな
ることを見出した。加えて、当量の、又は過剰量の濃硫
酸を添加することによって、その遊離の酸HC(SO2
CF33 をその塩から直接得て精製することができ
る。
【0012】本発明に従う高度に吸湿性の硫酸の添加は
それのみで既に良好な乾燥効果を達成するが、これは3
酸化硫黄をその粗生成物の水分含有量に応じて添加する
ことによって更に上昇させることができる。
【0013】5酸化燐を添加して行なうその純粋留分の
フラクション精留は、5ないし30ppm、好ましくは
10ないし20ppmの水分含有量を有する純粋生成物
を与えることも見出された。この非常に効果的な乾燥
は、いかなる所望の大きさの量についても経済的に実施
することができる。
【0014】本発明に従い、その完成した電解質の中で
比例的に、又は専一的に用いられる溶媒を使用するのが
特に有利である。これは錯塩であるその塩の分離を不必
要にする。
【0015】方法段階(iii)の反応においてガス状
の水素、塩化水素又はアルカン類は容易に除去できる副
生物を形成する。この反応において、本発明に従うHC
(SO2 CF33 の中和は従来法において観測されて
いたようなそのアニオンにおける分解の現象を防止す
る。
【0016】本発明に従う蒸留によるその電解質の容積
の減少は、その溶液の中に存在する大過剰の望ましい酸
素求核剤がそのリチウムの配位圏から望ましくない求核
剤を排除すると言う重大な利点を有する。この効果は、
種々の不純物が蒸留により除去されることを許容する。
高度に濃縮された電解質が得られるが、これが低い貯蔵
及び輸送の費用を可能にする。
【0017】
【発明の実施の態様】この高度に濃縮された電解質の稀
釈がいかなる所望の溶剤によってでも実施できることが
見出されている。従って、最適の溶媒混合物を使用し、
そしていかなる所望の濃度の電解質をも提供することが
簡単な態様で可能である。
【0018】その精製操作は本質的に3つの方法段階よ
りなり、これに好ましくは、更に2つの段階を後続させ
ることができる。 第1段階:90%から99.5%までの純度を有する式
(I)のメタニドをいくつかのバッチに分けて濃硫酸
(96−98%硫酸)の中に入れ、そしてこの混合物を
10ないし40℃の温度で攪拌する。この混合物を、好
ましくは新しく蒸留された硫酸と20ないし30℃の温
度において反応させる。この硫酸は当量、又は過剰の量
で加える。等温蒸留カラムを有する精留装置は保護ガス
雰囲気のもとに加熱処理される(baked ou
t)。その蒸留ブリッジは加熱テープ又は類似の手段に
よって加熱できる必要がある。これがその蒸留ブリッジ
をその都度の融点より上の一定の温度に保つ。フラクシ
ョン精留はこの装置の中で行なわれる。 第2段階:第1段階からの純留分を、保護ガス雰囲気の
もとに熱処理しておいた蒸留装置の中で5酸化燐と混合
する。この混合物をその酸の融点において、又はそれよ
りも下の温度において15分ないし5時間にわたり攪拌
する。反応は好ましくは30分間ないし90分間にわた
って行なわせる。この混合物を次に減圧のもとにフラク
ション精留する。
【0019】この第1段階からの純留分の5酸化燐を加
えてのフラクション精留は水分含有量が好ましくは10
ないし30ppmであるような純粋生成物を与える。 第3段階:第2段階からの生成物を、乾燥させた不活性
ガス雰囲気のもとに極性有機溶媒の中に溶解させる。D
MC、DEC、EC、PC、BC、VC、シクロペンタ
ノン、スルホラン、DMS、3−メチル−1,3−オキ
サゾリジン−2−オン、γ−ブチロラクトン、EMC、
MPC、BMC、EPC、BEC、DPC、1,2−ジ
エトキシメタン、THF、2−メチルテトラヒドロフラ
ン、1,3−ジオキソラン、酢酸メチル、酢酸エチル及
びそれらの混合物のような非プロトン性溶媒が特に好適
である。その溶液を水素化リチウムと、金属リチウム
(Li)と、塩化リチウムと、その場でリチウム正電極
を用い、又はアルキルリチウムと混合する。ナトリウ
ム、カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、
カルシウム、ストロンチウム又はバリウムの各化合物を
調製するためには、反応を金属ナトリウム(Na)、金
属カリウム(K)、金属ルビジウム(Rb)、金属セシ
ウム(Cs)、金属マグネシウム(Mg)、金属カルシ
ウム(Ca)、金属ストロンチウム(Sr)又は金属バ
リウム(Ba)、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化
ルビジウム、塩化セシウム、塩化マグネシウム、塩化カ
ルシウム、塩化ストロンチウム、塩化バリウム、水素化
ナトリウム、水素化カリウム、水素化ルビジウム、水素
化セシウム、水素化マグネシウム、水素化カルシウム、
水素化ストロンチウム又は水素化バリウムを用いて行な
うことができる。その混合物を10ないし200℃の温
度において10分間ないし24時間にわたり攪拌する。
この反応は好ましくは20ないし100℃の温度におい
て25分間ないし5時間にわたり行なわせる。過剰のア
ルカリ金属試薬、或いはアルカリ土類金属試薬は次いで
濾過除去する。 第4段階:第3段階からの溶液の容積を必要の場合、2
/3ないし1/4に減少させる。溶媒を、好ましくは1
/3に減少させる。蒸留は対応する溶媒の沸点において
大気圧のもとに実施する。この蒸留はまた、減圧のもと
に実施してもよい。その沸点は対応的に移動する。 第5段階:その高粘度電解質はいかなる所望の溶媒及び
溶媒混合物によってでも、いかなる所望の限度までにも
稀釈することができる。適当な溶媒及び溶媒混合物は電
気化学的蓄電媒体(storage media)の分
野において用いられる全てのものである。すなわちその
電解質の組成はそのそれぞれの要求条件に応じて適合化
させることができる。
【0020】単純な試薬及び装置を用いて実施すること
ができるこの経済的な方法は電池において使用するのに
適した品質で良好な収率で各生成物を与える。この方法
においては爆発性或いは毒性の副生物は形成されない。
【0021】これらのメタニドは、種々の電気化学的電
池において用いられる他の導電性塩と1%から99%ま
での割合で組み合わせて使用することもできる。好適な
導電性塩の例は、LiPF6 、LiBF4 、LiClO
4 、LiAsF6 、LiCF 3 SO3 、LiN(CF3
SO22 及びLiC(CF3 SO23 並びにそれら
の混合物よりなる群から選ばれるものである。それら電
解質はまた、水分含有量を低下させるために有機イソシ
アネート化合物(ドイツ特許DE 19944603)
を含むこともできる。それら電解質はまた、添加剤とし
て有機アルカリ金属塩(ドイツ特許DE 199109
68)を含むこともできる。好適なアルカリ金属塩は一
般式 Li+- (OR1m (OR2p のアルカリ金属硼酸塩であって、この式においてm及び
pは0、1、2、3又は4であり、その際m+p=4で
あり、そしてR1 及びR2 は同一であっても異なってい
てもよく、場合により、単結合又は2重結合を介して互
いに直接に結合していて、それぞれ個別に、又は一緒
に、芳香族又は脂肪族のカルボン酸、ジカルボン酸又は
スルホン酸の基であるか、或いはそれぞれ個別に、又は
一緒に、フェニル、ナフチル、アントラセニル及びフェ
ナントレニルの群から選ばれる非置換の、又はA−又は
Halによってモノ置換ないしテトラ置換されていても
よい芳香族環であるか、又はそれぞれ個別に、又は一緒
に、ピリジル、ピラジル及びビピリジルの群から選ばれ
る非置換の、又はA−又はHalによってモノ置換ない
しトリ置換されていてもよい異節芳香族環であるか、或
いはそれぞれ個別に、又は一緒に、芳香族ヒドロキシカ
ルボン酸類及び芳香族ヒドロキシスルホン酸類よりなる
群から選ばれる非置換の、又はA又はHalによってモ
ノ置換ないしテトラ置換されていてもよい芳香族ヒドロ
キシ酸であり、その際HalはF、Cl又はBrであっ
て、Aは1ないし6個の炭素原子を有する、モノハロゲ
ン化ないしトリハロゲン化されていてもよいアルキルを
表わす。
【0022】同様に好適なものは、一般式 Li+ OR- のアルカリ金属アルコキシドであり、その際この式にお
いてRは芳香族又は脂肪族のカルボン酸、ジカルボン酸
又はスルホン酸の基であるか、或いはフェニル、ナフチ
ル、アントラセニル及びフェナントレニルの群から選ば
れる非置換の、又はA−又はHalによってモノ置換な
いしテトラ置換されていてもよい芳香族環であるか、又
はピリジル、ピラジル及びビピリジルの群から選ばれる
非置換の、又はA−又はHalによってモノ置換ないし
トリ置換されていてもよい異節芳香族環であるか、或い
は芳香族ヒドロキシカルボン酸類及び芳香族ヒドロキシ
スルホン酸類よりなる群から選ばれる非置換の、又はA
又はHalによってモノ置換ないしテトラ置換されてい
てもよい芳香族ヒドロキシ酸であり、その際Halは
F、Cl又はBrであって、Aは1ないし6個の炭素原
子を有する、モノハロゲン化ないしトリハロゲン化され
ていてもよいアルキルを表わす。
【0023】この電解質の中にはまた、下記式、すなわ
【0024】
【化1】 のリチウム錯塩が含まれていてもよく、その際上記式に
おいてR1 及びR2 は同一であっても異なっていてもよ
く、場合により単結合又は2重結合を介して互いに直接
結合しており、そしてそれぞれ個別に、又は一緒に、フ
ェニル、ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニ
ルよりなる群から選ばれる非置換の、又はアルキル基
(C1 ないしC6 )、アルコキシ基(C1 ないしC6
又はハロゲン(F、Cl又はBr)によりモノ置換ない
しヘキサ置換されていてもよい芳香族環であるか、又は
それぞれ個別に、又は一緒に、ピリジル、ピラジル及び
ピリミジルの群から選ばれる非置換の、又はアルキル
(C1 ないしC6 )、アルコキシ(C1 ないしC6 )又
はハロゲン(F、Cl又はBr)によりモノ置換ないし
テトラ置換されていてもよい異節芳香族環であるか、或
いはそれぞれ個別に、又は一緒に、ヒドロキシベンゾカ
ルボキシル、ヒドロキシナフタレンカルボキシル、ヒド
ロキシベンゾスルホニル及びヒドロキシナフタレンスル
ホニルよりなる群から選ばれる非置換の、又はアルキル
基(C1 ないしC6 )、アルコキシ基(C1 ないしC
6 )又はハロゲン(F、Cl又はBr)によってモノ置
換ないしテトラ置換されていてもよい芳香族環であり、
3 ないしR6 はそれぞれ個別に、又は各対として、そ
して場合により単結合又は2重結合を介して互いに直接
に結合していて、下記、すなわち 1. アルキル(C1 ないしC6 )、アルコキシ(C1
ないしC6 )又はハロゲン(F、Cl又はBr)、 2. 非置換の、又はアルキル基(C1 ないしC6 )、
アルコキシ基(C1ないしC6 )又はハロゲン(F、C
l又はBr)によってモノ置換ないしヘキサ置換されて
いてもよい、フェニル、ナフチル、アントラセニル及び
フェナントレニルよりなる群、及び非置換の、又はアル
キル基(C1 ないしC6 )、アルコキシ基(C1 ないし
6 )又はハロゲン(F、Cl又はBr)によってモノ
置換ないしテトラ置換されていてもよい、ピリジル、ピ
ラジル及びピリミジルよりなる群から選ばれる芳香族環
を意味し、そしてこれらのリチウム錯塩は下記の方法、
すなわち a) 適当な溶媒の中で3−、4−、5−又は6−置換
されたフェノールにクロルスルホン酸を加え、 b) 上記a)からの中間生成物をクロロトリメチルシ
ランと反応させ、そしてその反応混合物を濾過してフラ
クション蒸留し、そして c) 上記b)からの中間生成物を適当な溶媒の中でテ
トラメトキシ硼酸リチウム(1−)と反応させ、そして
その最終生成物をそれから分離する方法(ドイツ特許D
E 19932317)によって作られる。
【0025】これら電解質は同様に、下記式、すなわち 〔[{R1 (CR23klxy Kt〕+ -
(CF32 の化合物を含むことができ(ドイツ特許DE19941
566)、その際この式においてKt は N、P、A
s、Sb、S又はSeであり、A は N、P、P
(O)、O、S、S(O)、SO2 、As、As
(O)、Sb又はSb(O)であり、R1 、R2 及びR
3 は同一であっても異なっていてもよく、そして水素、
ハロゲン、置換された、及び/又は非置換のアルキル基
n2n+1、1個ないし18個の炭素原子と1個以上の
2重結合とを有する置換された、及び/又は非置換のア
ルケニル基、1個ないし18個の炭素原子と1個以上の
3重結合とを有する置換された、及び/又は非置換のア
ルキニル基、置換された、及び/又は非置換のシクロア
ルキル基Cm2m-1、モノ置換又はポリ置換された、及
び/又は非置換のフェニル或いは、置換された、及び/
又は非置換の異節芳香族基であり、その際 A はR1 、R2 及び/又はR3 の中に異なった位置
に含まれていることができ、Kt は均節環又は異節環
の中に含まれていることができ、その際このKtに結合
している各基は同一であっても異なっていてもよく、そ
してn は1ないし18であり、m は3ないし7
であり、k は0又は1ないし6であり、l はx
=1の場合1又は2であって、x=0の場合1であり、
x は0又は1であり、そしてy は1ないし4で
ある。
【0026】これらの化合物を製造する方法は、下記一
般式、すなわち D+ -N(CF32 (II) 〔但しこの式において、D+ はアルカリ金属よりなる群
から選ばれる〕のアルカリ金属塩を極性有機溶媒の中で
下記一般式、すなわち 〔[{R1 (CR23klxy Kt〕+ -E (III) 〔但しこの式において、Kt、A、R1 、R2 、R3
k、l、x及びyは上に定義した通りであり、そして -
EはF- 、Cl- 、Br- 、I- 、BF4 -、ClO4
- 、AsF6 -、SbF6 -又はPF6 -である〕の塩と反応
させることを特徴とする。
【0027】しかしながらまた、部分的に、又は完全に
弗素化されたアルキルスルホニルフルオリドを有機溶媒
の中でジメチルアミンと反応させることにより作られる
下記一般式、すなわち X−(CYZ)m −SO2 N(CR1232 〔但しこの式においてX はH、F、Cl、Cn
2n+1、Cn2n-1 又は(SO2k N(CR12
32 であり、Y はH、F又はClであり、Z は
H、F又はClであり、R1 、R2 及びR3 はH及び/
又はアルキル、フルオロアルキル又はシクロアルキルで
あり、m は0ないし9であるが、但しX=Hのときは
mは1ないし9であり、n は1ないし9であり、そし
てk はm=0のときは0であるが、mが1ないし9の
ときは1である〕の化合物(ドイツ特許DE 1995
3638)と、及び対応する硼素ルイス酸又は燐ルイス
酸/溶媒付加物をリチウム又はテトラアルキルアンモニ
ウムのイミド、メタニド又はトリフレートと反応させる
ことにより作られる下記一般式、すなわち Mx+(EZ)y- x/y 〔但しこの式においてx及びyは1、2、3、4、5又
は6であり、Mx+ は、金属イオンであり、E は、
BR123 、AlR123 、PR1234
5、AsR12345 及びVR1234
5 よりなる群から選ばれるルイス酸であって、その際R
1 ないしR5 は同一であっても異なっていてもよく、場
合により単結合又は2重結合を介して互いに直接に結合
していて、それぞれ個別に、又は一緒に、下記、すなわ
ちハロゲン(F、Cl又はBr)、部分的に又は完全に
F、Cl又はBrにより置換されていてもよいアルキル
又はアルコキシの基(C1 ないしC8 )、非置換の、又
はアルキル(C1 ないしC8 )又はF、Cl又はBrに
よりモノ置換ないしヘキサ置換されていてもよいフェニ
ル、ナフチル、アントラセニル及びフェナントレニルよ
りなる群から選ばれる、場合により酸素を介して結合し
ている芳香族環、又は非置換の、又はアルキル(C1
いしC8 )又はF、Cl又はBrによりモノ置換ないし
テトラ置換されていてもよいピリジル、ピラジル及びピ
リミジルよりなる群から選ばれる、場合により酸素を介
して結合している異節芳香族環、を表わし、そしてZ
はOR6 、NR67 、CR678 、OSO2
6 、N(SO26 )(SO27 )、C(SO2
6 )(SO27 )(SO28 )又はOCOR6 を表
わし、その際R6 ないしR8 は同一であるか又は異なっ
ていて、それぞれ個別に、又は一緒に、水素を表わす
か、或いは、場合により単結合又は2重結合を介して互
いに直接に結合している、前記R1 ないしR5 について
定義したと同じものを表わす〕の錯塩(ドイツ特許DE
19951804)とを含む電解質も使用することが
できる。
【0028】それらは、下記一般式、すなわち
【0029】
【化2】 〔但しこの式においてM は金属イオン又はテトラア
ルキルアンモニウムイオンであり、x及びyは1、2、
3、4、5又は6であり、そしてR1 ないしR4 は同一
であっても異なっていてもよく、場合により単結合又は
2重結合を介して互いに直接に結合している、アルコキ
シ又はカルボキシルの基(C1 ないしC8 )である〕の
硼酸塩(ドイツ特許DE 19959722)を含む混
合物として使用することもできる。
【0030】これらの電解質は、共通のリチウム挿入体
と挿入配合物とでできた負電極を有する電気化学的電池
において使用することができるが、これらはまた1つ以
上の金属酸化物又はポリマーで被覆されたリチウム混合
酸化物粒子よりなる負電極材料を用いた電池においても
使用することができる。
【0031】1つ以上の酸化金属で被覆されたリチウム
混合酸化物粒子は、粒子を有機溶媒の中に懸濁させ、こ
の懸濁液に、加水分解可能な金属化合物の溶液と加水分
解用溶液とを加え、次いでその被覆された粒子を濾過分
離し、乾燥させ、そして場合によりカ焼することを特徴
とする方法によって得られる(ドイツ特許DE 199
22522)。1つ以上のポリマーで被覆されたリチウ
ム混合酸化物粒子は、ポリイミド類、ポリアニリン類、
ポリピロール類、ポリチオフェン類、ポリアセチレン
類、ポリアクリロニトリル類、炭化されたポリアクリロ
ニトリル類、ポリ−p−フェニレン類、ポリフェニレン
ビニレン類、ポリキノリン類、ポリキノキサリン類、ポ
リフタロシアニン−シロキサン類、ポリ弗化ビニリデン
類、ポリテトラフルオロエチレン類、ポリエチルメタク
リレート類、ポリメチルメタクリレート類、ポリアミド
類、及び次の共重合物、すなわちビニルエーテル類、セ
ルローズ、ポリフルオロエチレン類、ポリビニルアルコ
ール類及びポリビニルピリジン類並びにそれらの誘導体
との共重合物よりなる群から選ばれたポリマーを含む溶
液の中に粒子を懸濁させ、そしてその被覆された粒子を
次に濾過分離し、乾燥させ、そして場合によりカ焼する
ことを特徴とする方法(ドイツ特許DE 199460
66)により得られる。
【0032】以下の諸例は本発明をより詳細に説明しよ
うとするものであり、なんらの制限をも加えるものでは
ない。
【0033】
【実施例】例1 トリス(パーフルオロアルカンスルホニル)メタニドの
精製 第1段階:リチウムトリス(トリフルオロメタンスルホ
ニル)メタニド又はセシウムトリス(トリフルオロメタ
ンスルホニル)メタニド(純度97.5−99.5%)
をいくつかの部分に分けて新しく蒸留した硫酸の中に導
入し、そしてその混合物を室温において10分間攪拌し
た。次にその丸底フラスコを、予めアルゴン雰囲気のも
とに加熱処理しておいた等温蒸留カラムを含む蒸留装置
に連結し、そしてその混合物を10Paの圧力において
フラクション精留した。蒸留ブリッジには、このブリッ
ジの中でそれぞれの融点より上の或る一定の温度を得る
ためにカラム頂部から加熱テープが設けられていた。い
くつかの磨りガラス継ぎ手がテフロン(登録商標)のス
リーブと共に用意された。同様の手順を他のトリス(パ
ーフルオロアルカンスルホニル)メタンの誘導体のため
に用いた。表1に種々のメタニド及び遊離の酸の収率を
示す。 第2段階:第1段階からのHC(CF3 SO23 の純
粋留分の一部分を5酸化燐と混合し、そしてこの混合物
の含まれているフラスコを、予めアルゴン雰囲気のもと
に加熱処理しておいた蒸留装置に連結した。その混合物
を溶融し、そして大気圧のもとに90℃において1時間
攪拌して減圧のもとにフラクション精留した。
【0034】 トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メタン の量り分けられた量 86 g 5酸化燐添加量 4 g 圧力 10 Pa 第1フラクション 135 − 137℃ 11 g 第2フラクション 138℃ 62.4 g 第3段階:62.4g (0.151モル)のトリス
(トリフルオロメタンスルホニル)メタンを乾燥した不
活性ガス雰囲気のもとに100mlの炭酸ジエチルの中
に溶解し、そして1.215gの水素化リチウムと反応
させた。添加が完了したならばその電解質を30分間攪
拌し、そして次に過剰の水素化リチウムを濾過により分
離除去した。 第4段階:その電解質の容積を室温において10-5Pa
の圧力のもとに30mlまで減少させた。 第5段階:その、今や高粘度になっている無色の電解質
を120mlの溶媒混合物(エチレンカーボネート/ジ
メチルカーボネート=1/1)で稀釈して150mlの
1モル濃度電解質を得た。
【0035】その最終生成電解質のNMR用試料500
μlを250μlのCD3COCD3と混合し、そして測
定を行なった。
【0036】Bruker Advance DRX
500 NMRスペクトロメータ:470.53 MH
z、35℃19 F−NMRスペクトル: δ=−76.488、s、Li+ C(F3 SO23 - このスペクトルの最大倍率においても19F含有不純物は
検出されなかった。
【0037】水分含有量は28ppmであった。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01M 6/16 H01M 6/16 A // H01B 1/12 H01B 1/12 Z (71)出願人 591032596 Frankfurter Str. 250, D−64293 Darmstadt,Fed eral Republic of Ge rmany (72)発明者 ニコライ イグナーティフ ドイツ連邦共和国 64271 ダルムシュタ ット メルク カーゲーアーアー内 (番 地なし) (72)発明者 ペーター ザートウリ ドイツ連邦共和国 64271 ダルムシュタ ット メルク カーゲーアーアー内 (番 地なし) (72)発明者 ペーター バルテン ドイツ連邦共和国 64271 ダルムシュタ ット メルク カーゲーアーアー内 (番 地なし)

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記式、すなわち MC{SO2 (Cx2x+1)}3 (I) 〔但しこの式においてx は1、2、3、4、5、6、
    7または8であり、そしてM はH、Li、Na、K、
    Rb、Cs、Mg1/2 、Ca1/2 、Sr1/2 またはBa
    1/2 である〕の、電解質として適した高純度メタニドを
    精製により製造する方法において、これが下記の各段
    階、すなわち (i) 上記式(I)のメタニドを濃硫酸と反応さ
    せ、そしてその得られた上記メタニドの遊離の酸をフラ
    クション精留する段階と、(ii) 上記段階(i)
    において得られた、式(I)においてMがHである生成
    物を、5酸化燐とその融点以上の温度において反応させ
    た後、フラクション精留する段階と、及び(iii)
    上記段階(ii)からの生成物を非プロトン性有機溶媒
    の中に取り込んでこれをLi、Na、K、Rb、Cs、
    Mg、Ca、Sr又はBaの金属と、またはそれらの塩
    化物或いは水素化物と反応させるか、またはMがLiで
    あるときはアルキルリチウムとも反応させて式(I)の
    対応する金属メタニドを形成させ、そして必要の場合は
    過剰の試薬を除去する段階とを含むことを特徴とする方
    法。
  2. 【請求項2】 請求項1の方法段階(iii)の終了の
    後、その溶媒の1/3から3/4までを蒸留によって除
    去する、請求項1に従う方法。
  3. 【請求項3】 請求項1の方法段階(iii)の終了の
    後、その溶媒の2/3を蒸留によって除去する、請求項
    2に従う方法。
  4. 【請求項4】 濃厚溶液を所望の適当ないずれかの溶媒
    によって稀釈してすぐに使用できる溶液を得る、請求項
    3に従う方法。
  5. 【請求項5】 その完成した電解質の中で専一的に、又
    は比例的に用いられる溶媒を使用する、請求項1ないし
    4のいずれか1つに従う方法。
  6. 【請求項6】 90%から99.5%までの純度を有す
    る式(I)のメタニドを段階(i)において使用する、
    請求項1ないし5のいずれか1つに従う方法。
  7. 【請求項7】 下記式、すなわち LiC{SO2 (Cx2x+1)}3 (II) の高純度リチウムメタニドを精製により製造する方法に
    おいて、請求項1ないし6のいずれか1つに従い各工程
    段階を実施することを特徴とする方法。
  8. 【請求項8】 炭酸ジメチルの中で水素化リチウムを用
    いて段階(iii)を実施する、請求項7に従う方法。
  9. 【請求項9】 請求項1ないし8のいずれか1つに従う
    方法により製造された式(I)の金属メタニドの電気化
    学的電池及び1次及び2次電池における使用。
  10. 【請求項10】 99.5%よりも高い純度と<60p
    pmの水分含有量とを有する式(I)の金属メタニドの
    電気化学的電池及び1次及び2次電池における電解質と
    しての使用。
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