JP2006256883A - Method for production of tetrafluoroborate - Google Patents

Method for production of tetrafluoroborate Download PDF

Info

Publication number
JP2006256883A
JP2006256883A JP2005073917A JP2005073917A JP2006256883A JP 2006256883 A JP2006256883 A JP 2006256883A JP 2005073917 A JP2005073917 A JP 2005073917A JP 2005073917 A JP2005073917 A JP 2005073917A JP 2006256883 A JP2006256883 A JP 2006256883A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tetrafluoroborate
electrolyte
group
reaction
fluoride
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2005073917A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Shindo
康裕 進藤
Soichi Satake
宗一 佐竹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Chemical Industries Ltd filed Critical Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority to JP2005073917A priority Critical patent/JP2006256883A/en
Publication of JP2006256883A publication Critical patent/JP2006256883A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for production of an electrolyte which is easy to remove the organic solvents, moisture or the like and is suitable as a nonaqueous electrolytic solution having no discoloration or quality deterioration, and also to provide the nonaqueous electrolytic solution using the same. <P>SOLUTION: The method for production of the electrolyte, tetrafluoroborate, comprises reacting a fluoride (a) represented by general formula (1): R-F (wherein R is a 1-20C hydrocarbon group selected from the group consisting of alkyl, alkenyl, aryl, aralkyl and alkylaryl) with boron trifluoride ether complex (b) in the presence of a compressible fluid, and further reacting the resultant material with a tertiary amine and/or tertiary amidine (c). <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、四フッ化ホウ素酸塩の製造方法に関する。特に、低水分が要求される、リチウム電池用電解液や電気二重層コンデンサ用電解液等に有用な電解質である四フッ化ホウ素酸塩の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing tetrafluoroborates. In particular, the present invention relates to a method for producing a tetrafluoroborate salt that is an electrolyte useful for a lithium battery electrolyte, an electric double layer capacitor electrolyte, or the like, which requires low moisture.

従来、非水電解液用電解質の製造方法としては、例えば、4級アンモニウムBF4塩を製造する場合、通常4級アンモニウムハライドの陰イオン交換による反応が知られている。例えば4級アンモニウム塩化物をAgBF4と反応させ、塩化銀を析出させて濾液から目的物を得る方法が知られている。この方法の場合、原料となるAgBF4が極めて高価であり、工業的に採用できるとは言い難い。この問題を解決する方法として4級アンモニウム炭酸塩と、HBF4水溶液を反応させて、炭酸ガスを系外に除去せしめて4級アンモニウムBF4塩を得る方法(特許文献1)、有機溶媒中にてフッ化物、三フッ化ホウ素エーテル錯体、3級アミジンを反応させる方法(特許文献2)等が提案されている。
特開昭63−284148号公報 特開2000−319284号公報
Conventionally, as a method for producing an electrolyte for a nonaqueous electrolyte, for example, when producing a quaternary ammonium BF 4 salt, a reaction by anion exchange of a quaternary ammonium halide is generally known. For example, a method is known in which a quaternary ammonium chloride is reacted with AgBF 4 to precipitate silver chloride to obtain a target product from a filtrate. In the case of this method, AgBF 4 as a raw material is extremely expensive, and it cannot be said that it can be industrially adopted. As a method of solving this problem, a method of obtaining a quaternary ammonium BF 4 salt by reacting a quaternary ammonium carbonate with an HBF 4 aqueous solution to remove carbon dioxide from the system (Patent Document 1), in an organic solvent A method of reacting fluoride, boron trifluoride ether complex, tertiary amidine (Patent Document 2) and the like has been proposed.
JP-A 63-284148 JP 2000-319284 A

しかしながら、これらの電解質の製造方法は、着色などの品質劣化を起すため、品質が不安定となる等の問題がある。また、水分の除去を行うためにゼオライト等の吸着処理剤を使用すると、ゼオライトの破砕物や不要な金属イオンが溶出したり、さらに有機溶媒等を使用すると有機溶媒との副反応による品質劣化、及び有機溶媒中の水分等が混入してしまう等の問題がある。本発明の目的は、有機溶剤や水分等の除去が容易で、着色や品質劣化のない電解質の製造方法及びそれを用いた非水電解質液を提供することである。   However, these methods for producing electrolytes have problems such as instability in quality because they cause quality deterioration such as coloring. In addition, if an adsorption treatment agent such as zeolite is used to remove moisture, crushed zeolite and unnecessary metal ions are eluted, and if an organic solvent is used, quality deterioration due to side reaction with the organic solvent, In addition, there is a problem that moisture in the organic solvent is mixed. An object of the present invention is to provide a method for producing an electrolyte that is easy to remove organic solvents, moisture, and the like and that is free from coloring and quality deterioration, and a non-aqueous electrolyte solution using the same.

本発明者らは上記課題を解決するため鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち本発明は、下記一般式(1)で示されるフッ化物(a)と、三フッ化ホウ素エーテル錯体(b)を圧縮性流体存在下で反応させ、さらに3級アミン及び/又は3級アミジン(c)を反応させてる、四フッ化ホウ酸塩を製造法;該製造法で製造された非水電解液用電解質;該電解質からなる非水電解液;である。
R−F (1)
[式中、Rはアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基及びアルキルアリール基からなる群から選ばれる炭素数1〜20の炭化水素基を表す。]
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have reached the present invention.
That is, the present invention comprises a reaction of a fluoride (a) represented by the following general formula (1) with a boron trifluoride ether complex (b) in the presence of a compressive fluid, and further a tertiary amine and / or a tertiary amidine. (C) is a reaction method for producing a tetrafluoroborate salt; an electrolyte for a nonaqueous electrolyte solution produced by the production method; a nonaqueous electrolyte solution comprising the electrolyte.
R-F (1)
[Wherein, R represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms selected from the group consisting of an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group and an alkylaryl group. ]

本発明の製造方法は、圧縮性流体中で、フッ化物(a)と三フッ化ホウ素エーテル錯体(b)と3級アミン及び/又は3級アミジン (c)を反応させて、四フッ化ホウ酸塩を製造するため、着色、溶媒と水との反応による副生物の生成、金属イオンの溶出等の品質劣化が無く、水分含有率の極めて低い非水電解液用電解質を得ることができる。   In the production method of the present invention, a fluoride (a), a boron trifluoride ether complex (b), a tertiary amine and / or a tertiary amidine (c) are reacted in a compressive fluid, and boron tetrafluoride is reacted. Since the acid salt is produced, there is no deterioration in quality such as coloring, generation of by-products due to the reaction between the solvent and water, and elution of metal ions, and an electrolyte for a non-aqueous electrolyte having a very low water content can be obtained.

本発明は下記一般式(1)で示されるフッ化物(a)と、三フッ化ホウ素エーテル錯体(b)を圧縮性流体存在下で反応させた、さらに3級アミン及び/又は3級アミジン (c)を加えて圧縮性流体存在下で反応させて、四フッ化ホウ酸塩を製造することを特徴とする非水電解液用電解質の製造方法である。
R−F (1)
[式中、Rはアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基及びアルキルアリール基からなる群から選ばれる炭素数1〜20の炭化水素基を表す。]
In the present invention, a tertiary amine and / or tertiary amidine obtained by reacting a fluoride (a) represented by the following general formula (1) with a boron trifluoride ether complex (b) in the presence of a compressive fluid ( It is a method for producing an electrolyte for non-aqueous electrolyte, characterized in that c) is added and reacted in the presence of a compressive fluid to produce tetrafluoroborate.
R-F (1)
[Wherein, R represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms selected from the group consisting of an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group and an alkylaryl group. ]

一般式(1)におけるRとしては、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基及びアルキルアリール基からなる群から選ばれる炭素数1〜20の炭化水素基が挙げられる。アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、i−ブチル基、t−ブチル基、sec−ブチル基等;アルケニル基としては、例えばエテニル基、プロペニル基、ブテニル基等;アリール基としては、例えばフェニル基等;アラルキル基としては、例えばベンジル基;アルキルアリール基としては、例えば4−メチル−フェニル基等が挙げられる。(a)の具体例としてはメチルフルオライド、エチルフルオライド、n−プロピルフルオライド、i−プロピルフルオライド、n−ブチルフルオライド、i−ブチルフルオライド、t−ブチルフルオライド、sec−ブチルフルオライド等のアルキルフルオライド;プロペニルフルオライド等のアルケニルフルオライド;フェニルフルオライド等のアリールフルオライド;ベンジルフルオライド等のアラルキルフルオライド;4−メチル−フェニルフルオライド等のアルキルアリールフルオライド等が挙げられる。これらのうち好ましいものは、メチルフルオライド、エチルフルオライド、n−プロピルフルオライド、i−プロピルフルオライド、n−ブチルフルオライド、i−ブチルフルオライド、t−ブチルフルオライド、sec−ブチルフルオライドである。   Examples of R in the general formula (1) include C1-C20 hydrocarbon groups selected from the group consisting of alkyl groups, alkenyl groups, aryl groups, aralkyl groups, and alkylaryl groups. Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, an i-butyl group, a t-butyl group, and a sec-butyl group; Groups, propenyl groups, butenyl groups, etc .; examples of aryl groups include phenyl groups; examples of aralkyl groups include benzyl groups; examples of alkylaryl groups include 4-methyl-phenyl groups. Specific examples of (a) include methyl fluoride, ethyl fluoride, n-propyl fluoride, i-propyl fluoride, n-butyl fluoride, i-butyl fluoride, t-butyl fluoride, sec-butyl fluoride. Alkyl fluorides such as rides; Alkenyl fluorides such as propenyl fluoride; Aryl fluorides such as phenyl fluoride; Aralkyl fluorides such as benzyl fluoride; Alkyl aryl fluorides such as 4-methyl-phenyl fluoride; It is done. Among these, preferred are methyl fluoride, ethyl fluoride, n-propyl fluoride, i-propyl fluoride, n-butyl fluoride, i-butyl fluoride, t-butyl fluoride, sec-butyl fluoride. It is.

本発明で使用される(b)の具体例としては、炭素数2〜20のBF3ジアルキル(例えばメチル、エチル、プロピル、ジ−n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、sec−ブチル等)エーテル錯体、BF3ジアルケニル(例えばプロペニル等)エーテル錯体、BF3ジアリール(例えばフェニル等)エーテル錯体、BF3ジアラルキル(例えばベンジル等)エーテル錯体、BF3ジアルキルアリール(例えば4−メチルフェニル等)エーテル錯体等が挙げられる。これらのうち好ましいものは、BF3ジメチルエーテル錯体、BF3ジエチルエーテル錯体、BF3ジ−n−プロピルエーテル錯体、i−プロピルエーテル錯体、BF3ジ−n−ブチルエーテル、i−ブチルエーテル、t−ブチルエーテル、sec−ブチルエーテルである。 Specific examples of (b) used in the present invention include BF 3 dialkyl having 2 to 20 carbon atoms (for example, methyl, ethyl, propyl, di-n-butyl, i-butyl, t-butyl, sec-butyl, etc.) ) Ether complexes, BF 3 dialkenyl (eg propenyl etc.) ether complexes, BF 3 diaryl (eg phenyl etc.) ether complexes, BF 3 dialalkyl (eg benzyl etc.) ether complexes, BF 3 dialkylaryl (eg 4-methylphenyl etc.) ether A complex etc. are mentioned. Among these, BF 3 dimethyl ether complex, BF 3 diethyl ether complex, BF 3 di-n-propyl ether complex, i-propyl ether complex, BF 3 di-n-butyl ether, i-butyl ether, t-butyl ether, sec-butyl ether.

本発明で使用される(c)の具体例としては以下の物が挙げられる。
・窒素原子1個を有する3級アミン:非環状アミン(炭素数1〜30、例えばジメチルエチルアミン、ジエチルメチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、i−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、i−ブチルアミン、t−ブチルアミン、sec−ブチルアミン等);環状アミン(炭素数5〜30、例えばN−メチルピペリジン、N−メチルピロリジン、ピリジン等);芳香族アミン(炭素数9〜30、例えばトリベンジルアミン等)。これらのうちで好ましいものはトリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、i−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミンである。
・イミダゾール類:1,2,4−トリメチルイミダゾール、1,2−ジエチル−4−メチルイミダゾール、1−ウンデシルイミダゾール、及び好ましくは1−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、1−エチルイミダゾール、1,2ジエチルイミダゾール、1−プロピルイミダゾール、1−ブチルイミダゾール、1,4−ジメチルイミダゾール、1−フェニルイミダゾール、1−ベンジルイミダゾール、1−メチルベンズイミダゾール等。これらのうちでさらに好ましいものは、1−メチルイミダゾール、1,2−ジメチルイミダゾール、1−エチルイミダゾール、1,2ジエチルイミダゾール、1−プロピルイミダゾール、1−ブチルイミダゾールである。
・イミダゾリン類:1,2−ジメチル−4−エチルイミダゾリン、1−エチル−4−メチルイミダゾリン、1−ウンデシルイミダゾリン、及び好ましくは1−メチルイミダゾリン、1,2−ジメチルイミダゾリン、1−エチルイミダゾリン、1,2−ジエチルイミダゾリン、1,2−ジブチルイミダゾリン、1,4−ジメチルイミダゾリン、1−フェニルイミダゾリン、1−ベンジルイミダゾリン等。これらのうちでさらに好ましいものは、1−メチルイミダゾリン、1,2−ジメチルイミダゾリン、1−エチルイミダゾリン、1,2−ジエチルイミダゾリン、1,2−ジブチルイミダゾリンである。
・ピリミジン類:1,2−ジエチル−4,5,6−トリヒドロピリミジン、1−メチル−2−ベンジル−4,5,6−トリヒドロピリミジン、及び好ましくは1−メチル−4,5,6−トリヒドロピリミジン、1−エチル−4,5,6−トリヒドロピリミジン、1,2−ジメチル−4,5,6−トリヒドロピリミジン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7等。これらのうちさらに好ましいものは、1−メチル−4,5,6−トリヒドロピリミジン、1−エチル−4,5,6−トリヒドロピリミジン、1,2−ジメチル−4,5,6−トリヒドロピリミジン、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7である。上記例示した3級アミン、イミダゾール類、イミダゾリン類及びピリミジン類のうちでは、イミダゾール類、イミダゾリン類及びピリミジン類からなる群から選ばれる3級アミジン が好ましい。これらは単独でも併用しても良い。
Specific examples of (c) used in the present invention include the following.
Tertiary amine having one nitrogen atom: acyclic amine (C1-30, such as dimethylethylamine, diethylmethylamine, trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, i-propylamine, tri-n-butylamine , I-butylamine, t-butylamine, sec-butylamine, etc.); cyclic amine (carbon number 5-30, such as N-methylpiperidine, N-methylpyrrolidine, pyridine, etc.); aromatic amine (carbon number 9-30, eg, Tribenzylamine). Of these, preferred are trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, i-propylamine, and tri-n-butylamine.
Imidazoles: 1,2,4-trimethylimidazole, 1,2-diethyl-4-methylimidazole, 1-undecylimidazole, and preferably 1-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 1-ethylimidazole, 1,2-diethylimidazole, 1-propylimidazole, 1-butylimidazole, 1,4-dimethylimidazole, 1-phenylimidazole, 1-benzylimidazole, 1-methylbenzimidazole and the like. Of these, 1-methylimidazole, 1,2-dimethylimidazole, 1-ethylimidazole, 1,2 diethylimidazole, 1-propylimidazole, and 1-butylimidazole are more preferable.
Imidazolines: 1,2-dimethyl-4-ethylimidazoline, 1-ethyl-4-methylimidazoline, 1-undecylimidazoline, and preferably 1-methylimidazoline, 1,2-dimethylimidazoline, 1-ethylimidazoline, 1,2-diethylimidazoline, 1,2-dibutylimidazoline, 1,4-dimethylimidazoline, 1-phenylimidazoline, 1-benzylimidazoline, and the like. Of these, 1-methylimidazoline, 1,2-dimethylimidazoline, 1-ethylimidazoline, 1,2-diethylimidazoline, and 1,2-dibutylimidazoline are more preferable.
Pyrimidines: 1,2-diethyl-4,5,6-trihydropyrimidine, 1-methyl-2-benzyl-4,5,6-trihydropyrimidine, and preferably 1-methyl-4,5,6 -Trihydropyrimidine, 1-ethyl-4,5,6-trihydropyrimidine, 1,2-dimethyl-4,5,6-trihydropyrimidine, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 and the like. Of these, more preferred are 1-methyl-4,5,6-trihydropyrimidine, 1-ethyl-4,5,6-trihydropyrimidine, 1,2-dimethyl-4,5,6-trihydro. Pyrimidine, 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonene-5, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7. Of the exemplified tertiary amines, imidazoles, imidazolines and pyrimidines, tertiary amidines selected from the group consisting of imidazoles, imidazolines and pyrimidines are preferred. These may be used alone or in combination.

本発明において、圧縮性流体としては、例えば、二酸化炭素(31.0,7.4)、メタン(−82.5,4.6)、エタン(31.1,4.9)、プロパン(96.7,4.2)、ヘキサン(234.2,3.0)、メタノール(239.4,8.2)、エタノール(240.7,6.1)、水(374.2,22.1)等で、臨界点以上の温度及び圧力における流体が挙げられる。尚、カッコ内は順に臨界温度(℃)及び臨界圧力(MPa)である。超臨界流体は物質に固有の気液臨界温度、圧力を超えた非凝縮性流体と定義される。臨界温度を超えているために分子の熱運動が激しく、かつ密度を理想気体に近い希薄な状態から液体に対応するような高密度な状態まで圧力を変えることによって連続的に変化させることができる。   In the present invention, examples of the compressible fluid include carbon dioxide (31.0, 7.4), methane (-82.5, 4.6), ethane (31.1, 4.9), and propane (96). .7, 4.2), hexane (234.2, 3.0), methanol (239.4, 8.2), ethanol (240.7, 6.1), water (374.2, 22.1) Etc.) and fluids at temperatures and pressures above the critical point. In addition, the inside of a parenthesis is a critical temperature (degreeC) and a critical pressure (MPa) in order. A supercritical fluid is defined as a non-condensable fluid that exceeds the gas-liquid critical temperature and pressure inherent to the substance. The thermal motion of the molecule is intense because it exceeds the critical temperature, and the density can be continuously changed by changing the pressure from a dilute state close to the ideal gas to a high-density state corresponding to the liquid. .

本発明における圧縮性流体は超臨界流体で使用するのが好ましい。
これらのうち取扱い易さの観点等から、二酸化炭素、メタン、エタンが好ましく、さらに好ましくは二酸化炭素である。
反応中における圧縮性流体の使用量は、(a)、(b)及び(c)の重量100重量部に対して10〜1000重量部が好ましく、さらに好ましくは30〜800重量部,特に好ましくは50〜500重量部である。
The compressible fluid in the present invention is preferably used as a supercritical fluid.
Of these, carbon dioxide, methane, and ethane are preferable from the viewpoint of ease of handling, and carbon dioxide is more preferable.
The amount of the compressive fluid used in the reaction is preferably 10 to 1000 parts by weight, more preferably 30 to 800 parts by weight, particularly preferably 100 parts by weight of (a), (b) and (c). 50 to 500 parts by weight.

本発明の製造法では、反応させる順序としては、(a)と(b)との反応(工程[1])を行った後、(a)と(b)の反応物に(c)反応させる(工程[2])ことが必要である。
(a)の投入方法としては、連続滴下、分割、一括等が挙げられ、生産性の観点から一括にて投入する方法が好ましい。
(b)及び(c)の投入方法としては、連続滴下、分割、一括等が挙げられ、着色防止の観点から連続滴下にて投入する方法が好ましい。
工程[1]として、例えば、撹拌装置及び測温装置を有し、槽内圧力70MPa、槽内温度290℃まで設定可能な反応槽に三フッ化ホウ素メチルエーテル錯体を所定量仕込み、温度50℃、圧力10MPaに調整する。二酸化炭素を所定量仕込み、撹拌下、温度50℃、圧力10MPaを保ちながらフッ化メチルを所定量滴下する。滴下後、8時間反応を行う。
工程[2]としては、例えば、工程[1]終了後、反応槽の温度を50℃でトリエチルアミンを所定量滴下する。滴下後、温度50℃、圧力10MPaを保ちながら24時間反応を行い、超臨界二酸化炭素を除去する。
以上の工程を経て白色結晶のメチルトリエチルアンモニウムテトラフルオロボレートを得ることができる。
In the production method of the present invention, the reaction is carried out by reacting (a) and (b) (step [1]) and then (c) reacting the reactants (a) and (b). (Step [2]) is required.
Examples of the charging method (a) include continuous dripping, division, batch, and the like, and a batch loading method is preferable from the viewpoint of productivity.
Examples of the charging method of (b) and (c) include continuous dripping, division, batch, and the like, and a method of charging by continuous dripping is preferable from the viewpoint of preventing coloring.
As the process [1], for example, a predetermined amount of boron trifluoride methyl ether complex is charged into a reaction tank having a stirring device and a temperature measuring device, and can be set up to a pressure in the tank of 70 MPa and a temperature in the tank of 290 ° C., and a temperature of 50 ° C. The pressure is adjusted to 10 MPa. A predetermined amount of carbon dioxide is charged, and a predetermined amount of methyl fluoride is added dropwise with stirring while maintaining a temperature of 50 ° C. and a pressure of 10 MPa. After dropping, the reaction is performed for 8 hours.
As the step [2], for example, after the completion of the step [1], a predetermined amount of triethylamine is dropped at a reaction tank temperature of 50 ° C. After dropping, the reaction is carried out for 24 hours while maintaining a temperature of 50 ° C. and a pressure of 10 MPa to remove supercritical carbon dioxide.
Through the above steps, white crystalline methyltriethylammonium tetrafluoroborate can be obtained.

工程[1]について説明する。
反応時の温度(℃)は圧縮性流体の超臨界領域温度の範囲であり、着色防止の観点から二酸化炭素の場合31〜80が好ましく、さらに好ましくは32〜70、特に好ましくは35〜50℃である。
反応時の圧力(MPa)は(B)の超臨界領域圧力の範囲であり、取り扱いやすさの観点から二酸化炭素の場合7〜70が好ましく、さらに好ましくは8〜50,特に好ましくは9〜30である。
反応時間(時間)は反応温度に応じて調整すればよいが、生産性の観点から0.1〜15が好ましく、さらに好ましくは0.3〜12、特に好ましくは0.5〜10である。
Step [1] will be described.
The temperature (° C.) during the reaction is in the supercritical region temperature range of the compressive fluid. From the viewpoint of preventing coloring, carbon dioxide is preferably 31 to 80, more preferably 32 to 70, and particularly preferably 35 to 50 ° C. It is.
The pressure (MPa) during the reaction is in the range of the supercritical region pressure of (B), and from the viewpoint of ease of handling, it is preferably 7 to 70, more preferably 8 to 50, particularly preferably 9 to 30 in the case of carbon dioxide. It is.
The reaction time (time) may be adjusted according to the reaction temperature, but is preferably 0.1 to 15, more preferably 0.3 to 12, and particularly preferably 0.5 to 10 from the viewpoint of productivity.

次に工程[2]について説明する。
反応時の温度、圧力の好ましい範囲については、反応(1)と同様である。反応時間(時間)は反応温度に応じて調整すればよいが、生産性の観点から、1〜50が好ましく、さらに好ましくは2〜40,特に好ましくは5〜30である。
Next, process [2] is demonstrated.
The preferred range of temperature and pressure during the reaction is the same as in reaction (1). The reaction time (time) may be adjusted according to the reaction temperature, but is preferably 1 to 50, more preferably 2 to 40, and particularly preferably 5 to 30 from the viewpoint of productivity.

本発明の製造法において、圧縮性流体(B)中に公知の溶剤(例えば、特開2002−284881号公報、特開2000−319284号公報等に記載)等を添加することもでき、例えば、エーテル溶剤(ジメチルエーテル、ジエチルエーテル等)、ケトン溶剤(アセトン、メチルエチルケトン等)、アルコール溶剤(メタノール、エタノール等)、アルカン溶剤(ヘキサン、シクロヘキサン)等が挙げられる。
溶剤を使用する場合の使用量(重量%)は、(a)、(b)及び(c)の重量に対して、0.1〜50が好ましく、さらに好ましくは0.5〜20,特に好ましくは1〜10である。
In the production method of the present invention, a known solvent (for example, described in JP-A-2002-284881, JP-A-2000-319284, etc.) can be added to the compressive fluid (B). Examples include ether solvents (dimethyl ether, diethyl ether, etc.), ketone solvents (acetone, methyl ethyl ketone, etc.), alcohol solvents (methanol, ethanol, etc.), alkane solvents (hexane, cyclohexane), and the like.
When the solvent is used, the amount used (% by weight) is preferably from 0.1 to 50, more preferably from 0.5 to 20, particularly preferably based on the weight of (a), (b) and (c). Is 1-10.

本発明の製造法おいて、各反応成分の比率は、化学量論的には(a)/(b)/(c)=1/1/1(等量比)であるが、いずれかの化学種を過剰[好ましくは20%まで、特に10%まで過剰に、例えば(a)/(b)/(c)=1.1/1/1]に仕込み、反応後過剰分を減圧蒸留等で除去して目的の量論比のものを得ることも可能である。   In the production method of the present invention, the ratio of each reaction component is stoichiometrically (a) / (b) / (c) = 1/1/1 (equal ratio). Charge chemical species in excess [preferably up to 20%, especially up to 10%, for example (a) / (b) / (c) = 1.1 / 1/1], and the excess after the reaction is distilled under reduced pressure, etc. It is also possible to obtain the desired stoichiometric ratio.

反応の終点は、反応熱や反応液の高速液体クロマトグラフ分析から確認することができる。また、生成した塩の構造はHとFのNMR分析により確認することができる。 The end point of the reaction can be confirmed from reaction heat or high performance liquid chromatographic analysis of the reaction solution. Moreover, the structure of the produced salt can be confirmed by NMR analysis of H and F.

本発明の電解質は、一般式(1)で示されるフッ化物(a)と、三フッ化ホウ素エーテル錯体(b)を圧縮性流体存在下で反応させたものを、3級アミン及び/又は3級アミジン (c)と圧縮性流体存在下で反応させて得られる四フッ化ホウ酸塩からなる電解質である。 The electrolyte of the present invention is obtained by reacting a fluoride (a) represented by the general formula (1) with a boron trifluoride ether complex (b) in the presence of a compressive fluid, and a tertiary amine and / or 3 It is an electrolyte composed of tetrafluoroborate obtained by reacting with a class amidine (c) in the presence of a compressive fluid.

本発明の製造方法により得られる四フッ化ホウ酸塩の具体例としては、以下のものが挙げられる。
・第四級アンモニウム塩類:ジメチルジエチルアンモニウム四フッ化ホウ酸塩、テトラ−n−プロピルアンモニウム四フッ化ホウ酸塩、i−プロピルアンモニウム四フッ化ホウ酸塩、テトラ−i−ブチルアンモニウム四フッ化ホウ酸塩、t−ブチルアンモニウム四フッ化ホウ酸塩、sec−ブチルアンモニウム四フッ化ホウ酸塩、N−メチルピリジニウム四フッ化ホウ酸塩、及び好ましくはテトラメチルアンモニウム四フッ化ホウ酸塩、メチルトリエチルアンモニウム四フッ化ホウ酸塩、テトラエチルアンモニウム四フッ化ホウ酸塩、テトラ−n−ブチルアンモニウム四フッ化ホウ酸塩、N,N−ジメチルピペリジニウム四フッ化ホウ酸塩、N,N−ジメチルピロリジニウム四フッ化ホウ酸塩等。これらのうちでさらに好ましいものはテトラメチルアンモニウム四フッ化ホウ酸塩、メチルトリエチルアンモニウム四フッ化ホウ酸塩、テトラエチルアンモニウム四フッ化ホウ酸塩、テトラ−n−ブチルアンモニウム四フッ化ホウ酸塩である。
Specific examples of the tetrafluoroborate obtained by the production method of the present invention include the following.
Quaternary ammonium salts: dimethyldiethylammonium tetrafluoroborate, tetra-n-propylammonium tetrafluoroborate, i-propylammonium tetrafluoroborate, tetra-i-butylammonium tetrafluoride Borate, t-butylammonium tetrafluoroborate, sec-butylammonium tetrafluoroborate, N-methylpyridinium tetrafluoroborate, and preferably tetramethylammonium tetrafluoroborate, Methyltriethylammonium tetrafluoroborate, tetraethylammonium tetrafluoroborate, tetra-n-butylammonium tetrafluoroborate, N, N-dimethylpiperidinium tetrafluoroborate, N, N -Dimethylpyrrolidinium tetrafluoroborate and the like. Of these, tetramethylammonium tetrafluoroborate, methyltriethylammonium tetrafluoroborate, tetraethylammonium tetrafluoroborate, and tetra-n-butylammonium tetrafluoroborate are more preferable. is there.

・イミダゾリウム塩類:1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリウム四フッ化ホウ酸塩、1,2−ジエチル−3,4−ジメチルイミダゾリウム四フッ化ホウ酸塩、1−ウンデシル−3−メチルイミダゾリウム四フッ化ホウ酸塩、及び好ましくは1,3−ジメチルイミダゾリウム四フッ化ホウ酸塩、1,2,3−トリメチルイミダゾリウム四フッ化ホウ酸塩、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム四フッ化ホウ酸塩、1,2−ジエチル−3−メチルイミダゾリウム四フッ化ホウ酸塩、1−プロピル−3−メチルイミダゾリウム四フッ化ホウ酸塩、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム四フッ化ホウ酸塩、1,3,4−トリメチルイミダゾリウム四フッ化ホウ酸塩、1−フェニル−3−メチルイミダゾリウム四フッ化ホウ酸塩、1−ベンジル−3−メチルイミダゾリウム四フッ化ホウ酸塩、1,3−ジメチルベンズイミダゾリウム四フッ化ホウ酸塩等。これらのうちでさらに好ましいものとしては、1,3−ジメチルイミダゾリウム四フッ化ホウ酸塩、1,2,3−トリメチルイミダゾリウム四フッ化ホウ酸塩、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム四フッ化ホウ酸塩、1,2−ジエチル−3−メチルイミダゾリウム四フッ化ホウ酸塩、1−プロピル−3−メチルイミダゾリウム四フッ化ホウ酸塩、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム四フッ化ホウ酸塩である。 -Imidazolium salts: 1,2,3,4-tetramethylimidazolium tetrafluoroborate, 1,2-diethyl-3,4-dimethylimidazolium tetrafluoroborate, 1-undecyl-3- Methyl imidazolium tetrafluoroborate, and preferably 1,3-dimethylimidazolium tetrafluoroborate, 1,2,3-trimethylimidazolium tetrafluoroborate, 1-ethyl-3-methyl Imidazolium tetrafluoroborate, 1,2-diethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-propyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-butyl-3-methyl Imidazolium tetrafluoroborate, 1,3,4-trimethylimidazolium tetrafluoroborate, 1-phenyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-benzi 3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1,3-dimethyl benzimidazolium tetrafluoroborate salt. Among these, more preferred are 1,3-dimethylimidazolium tetrafluoroborate, 1,2,3-trimethylimidazolium tetrafluoroborate, 1-ethyl-3-methylimidazolium tetra Fluoroborate, 1,2-diethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-propyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-butyl-3-methylimidazolium tetra It is a fluorinated borate.

・イミダゾリニウム塩類:1,2,3−トリメチル−4−エチルイミダゾリニウム四フッ化ホウ酸塩、1−エチル−3,4−ジメチルイミダゾリニウム四フッ化ホウ酸塩、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリニウム四フッ化ホウ酸塩、1−ウンデシル−3−メチルイミダゾリニウム四フッ化ホウ酸塩、及び好ましくは1,3−ジメチルイミダゾリニウム四フッ化ホウ酸塩、1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム四フッ化ホウ酸塩、1−エチル−3−メチルイミダゾリニウム四フッ化ホウ酸塩、1,2−ジエチル−3−メチルイミダゾリニウム四フッ化ホウ酸塩、1,2−ジブチル−3−メチルイミダゾリニウム四フッ化ホウ酸塩、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウム四フッ化ホウ酸塩、1−フェニル−3−メチルイミダゾリニウム四フッ化ホウ酸塩、1−ベンジル−3−メチルイミダゾリニウム四フッ化ホウ酸塩等。これらのうちでさらに好ましいものとしては、1,3−ジメチルイミダゾリニウム四フッ化ホウ酸塩、1,2,3−トリメチルイミダゾリニウム四フッ化ホウ酸塩、1−エチル−3−メチルイミダゾリニウム四フッ化ホウ酸塩、1,2−ジエチル−3−メチルイミダゾリニウム四フッ化ホウ酸塩、1,2−ジブチル−3−メチルイミダゾリニウム四フッ化ホウ酸塩、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリニウム四フッ化ホウ酸塩である。 Imidazolinium salts: 1,2,3-trimethyl-4-ethylimidazolinium tetrafluoroborate, 1-ethyl-3,4-dimethylimidazolinium tetrafluoroborate, 1-ethyl- 2,3-dimethylimidazolinium tetrafluoroborate, 1-undecyl-3-methylimidazolinium tetrafluoroborate, and preferably 1,3-dimethylimidazolinium tetrafluoroborate, 1,2,3-trimethylimidazolinium tetrafluoroborate, 1-ethyl-3-methylimidazolinium tetrafluoroborate, 1,2-diethyl-3-methylimidazolinium tetrafluoroborate Acid salt, 1,2-dibutyl-3-methylimidazolinium tetrafluoroborate, 1,2,3,4-tetramethylimidazolinium tetrafluoroborate, 1-phenyl-3-methylimid Zoriniumu tetrafluoroborate, 1-benzyl-3-methyl imidazolium tetrafluoroborate salt. Among these, more preferred are 1,3-dimethylimidazolinium tetrafluoroborate, 1,2,3-trimethylimidazolinium tetrafluoroborate, 1-ethyl-3-methylimidazole. Linium tetrafluoroborate, 1,2-diethyl-3-methylimidazolinium tetrafluoroborate, 1,2-dibutyl-3-methylimidazolinium tetrafluoroborate, 1,2 3,4-tetramethylimidazolinium tetrafluoroborate.

・ピリミジン誘導体塩類:1,2,3−トリエチル−4,5,6−トリヒドロピリミジニウム四フッ化ホウ酸塩、1,3−ジメチル−2−ベンジル−4,5,6−トリヒドロピリミジニウム四フッ化ホウ酸塩、及び好ましくは1,3−ジメチル−4,5,6−トリヒドロピリミジニウム四フッ化ホウ酸塩、1,3−ジエチル−4,5,6−トリヒドロピリミジニウム四フッ化ホウ酸塩、1−エチル−3−メチル−4,5,6−トリヒドロピリミジニウム四フッ化ホウ酸塩、1,2,3−トリメチル−4,5,6−トリヒドロピリミジニウム四フッ化ホウ酸塩、1,2,3−トリエチル−4,5,6−トリヒドロピリミジニウム四フッ化ホウ酸塩、1−メチル−1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5四フッ化ホウ酸塩、1−メチル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7四フッ化ホウ酸塩等。これらのうちさらに好ましいものは、1,3−ジメチル−4,5,6−トリヒドロピリミジニウム四フッ化ホウ酸塩、1−エチル−3−メチル−4,5,6−トリヒドロピリミジニウム四フッ化ホウ酸塩、1,2,3−トリメチル−4,5,6−トリヒドロピリミジニウム四フッ化ホウ酸塩、1−メチル−1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5四フッ化ホウ酸塩、1−メチル−1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7四フッ化ホウ酸塩である。
これ等四フッ化ホウ素酸塩のうち、電解液の性能の観点からイミダゾリウム塩類、ピリミジン誘導体塩類が好ましく、さらに好ましくはイミダゾリウム塩類、特に好ましくは1−エチル−3−メチルイミダゾリウム塩である。
Pyrimidine derivative salts: 1,2,3-triethyl-4,5,6-trihydropyrimidinium tetrafluoroborate, 1,3-dimethyl-2-benzyl-4,5,6-trihydropyri Midinium tetrafluoroborate, and preferably 1,3-dimethyl-4,5,6-trihydropyrimidinium tetrafluoroborate, 1,3-diethyl-4,5,6-trihydro Pyrimidinium tetrafluoroborate, 1-ethyl-3-methyl-4,5,6-trihydropyrimidinium tetrafluoroborate, 1,2,3-trimethyl-4,5,6- Trihydropyrimidinium tetrafluoroborate, 1,2,3-triethyl-4,5,6-trihydropyrimidinium tetrafluoroborate, 1-methyl-1,5-diazabicyclo [4. 3.0] Nonene-5 tetrafluoroborate, 1-methyl 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 tetrafluoroborate salt. Of these, more preferred are 1,3-dimethyl-4,5,6-trihydropyrimidinium tetrafluoroborate, 1-ethyl-3-methyl-4,5,6-trihydropyrimidi. Nium tetrafluoroborate, 1,2,3-trimethyl-4,5,6-trihydropyrimidinium tetrafluoroborate, 1-methyl-1,5-diazabicyclo [4.3.0] Nonene-5 tetrafluoroborate, 1-methyl-1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 tetrafluoroborate.
Among these tetrafluoroborates, imidazolium salts and pyrimidine derivative salts are preferable from the viewpoint of the performance of the electrolytic solution, more preferably imidazolium salts, and particularly preferably 1-ethyl-3-methylimidazolium salt. .

本発明の製造方法により得られる電解質の水分は電気化学的安定性の観点から、500ppm以下が好ましく、さらに好ましくは300ppm以下、特に好ましくは100ppm以下である(水分測定法:カールフィッシャー水分測定法[電量滴定法、検出限界1ppm、JIS:K2275に準拠])。   The water content of the electrolyte obtained by the production method of the present invention is preferably 500 ppm or less, more preferably 300 ppm or less, particularly preferably 100 ppm or less from the viewpoint of electrochemical stability (moisture measurement method: Karl Fischer moisture measurement method [ Coulometric titration method, detection limit 1 ppm, conforming to JIS: K2275]).

本発明の非水電解質溶液は、一般式(1)で示されるフッ化物(a)と、三フッ化ホウ素エーテル錯体(b)を圧縮性流体存在下で反応させたものを、3級アミン及び/又は3級アミジン (c)と圧縮性流体存在下で反応させて得られる四フッ化ホウ酸塩からなる電解質と溶媒からなる非水電解質溶液である。 The non-aqueous electrolyte solution of the present invention is obtained by reacting a fluoride (a) represented by the general formula (1) with a boron trifluoride ether complex (b) in the presence of a compressive fluid, a tertiary amine and It is a nonaqueous electrolyte solution comprising an electrolyte comprising a tetrafluoroborate salt and a solvent obtained by reacting with tertiary amidine (c) in the presence of a compressive fluid.

本発明の製造方法により得られる電解質を非水電解液として使用する場合に使用される有機溶媒の具体例としては以下のものが挙げられる。これらのうち2種以上を併用することも可能である。
・エーテル類:鎖状エーテル(例えば、ジエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等);環状エーテル(例えば、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、1,4−ジオキサン等)。
・アミド類:N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルプロピオンアミド、ヘキサメチルホスホリルアミド、N−メチルピロリドン等。
・ラクトン類:γ−ブチロラクトン、α−アセチル−γ−ブチロラクトン、β−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン等。
・ニトリル類:アセトニトリル、アクリロニトリル等。
・カーボネート類:環状カーボネート(例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等)、鎖状カーボネート(例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等)。
スルホキシド類:鎖状スルホキシド(例えば、ジメチルスルホキシド等)、環状スルホキシド(例えば、スルホラン、3−メチルスルホラン、2,4−ジメチルスルホラン)等。
・その他有機溶媒:複素環式溶媒(N−メチル−2−オキサゾリジノン、3,5−ジメチル−2−オキサゾリジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等)。
The following are mentioned as a specific example of the organic solvent used when using the electrolyte obtained by the manufacturing method of this invention as a non-aqueous electrolyte. Two or more of these can be used in combination.
Ethers: chain ethers (eg, diethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether); cyclic ethers (eg, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 1,4-dioxane, etc.).
Amides: N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylpropionamide, hexamethylphosphorylamide, N-methylpyrrolidone and the like.
Lactones: γ-butyrolactone, α-acetyl-γ-butyrolactone, β-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, and the like.
Nitriles: acetonitrile, acrylonitrile, etc.
Carbonates: cyclic carbonates (for example, ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, etc.), chain carbonates (for example, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, etc.).
Sulfoxides: chain sulfoxide (for example, dimethyl sulfoxide), cyclic sulfoxide (for example, sulfolane, 3-methylsulfolane, 2,4-dimethylsulfolane) and the like.
Other organic solvents: heterocyclic solvents (N-methyl-2-oxazolidinone, 3,5-dimethyl-2-oxazolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, etc.).

前記溶媒は、電気化学的な安定性と電解質の溶解性の観点から、好ましくは、エーテル類、ラクトン類、カーボネート類、スルホキシド類が挙げられ、特に好ましくはエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等のカーボネート類又はジメチルスルホキシド(DMSO)、スルホラン、3−メチルスルホラン、2,4−ジメチルスルホラン等のスルホキシド類が挙げられる。使用される溶媒の水分含量は上記電解質と同様に、低い水準が要求され、通常100ppm以下、好ましくは10ppm又はそれ以下〜50ppmである。   The solvent is preferably an ether, lactone, carbonate, or sulfoxide from the viewpoint of electrochemical stability and electrolyte solubility, and particularly preferably ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl. Examples thereof include carbonates such as carbonate and diethyl carbonate, or sulfoxides such as dimethyl sulfoxide (DMSO), sulfolane, 3-methylsulfolane, and 2,4-dimethylsulfolane. The water content of the solvent used is required to be low as in the above electrolyte, and is usually 100 ppm or less, preferably 10 ppm or less to 50 ppm.

本発明の製造方法で得られる電解質を前記有機溶媒に溶解して非水電解液として使用する場合の濃度は、電解液の重量全体に基づいて、電気電導度と溶解度の観点から、好ましくは5〜40重量%であり、特に好ましくは10〜30重量%である。また、本発明の製造方法で得られる電解質を前記有機溶媒に溶解して非水電解液として使用する場合の水分は、200ppm以下が好ましく、さらに好ましくは50ppm以下、特に好ましくは30ppm以下である(水分測定法:電解質の水分測定と同じカールフィッシャー水分測定法)。   The concentration when the electrolyte obtained by the production method of the present invention is dissolved in the organic solvent and used as a non-aqueous electrolyte is preferably 5 from the viewpoint of electrical conductivity and solubility, based on the entire weight of the electrolyte. -40% by weight, particularly preferably 10-30% by weight. Moreover, when the electrolyte obtained by the production method of the present invention is dissolved in the organic solvent and used as a non-aqueous electrolyte, the water content is preferably 200 ppm or less, more preferably 50 ppm or less, and particularly preferably 30 ppm or less ( Moisture measurement method: the same Karl Fischer moisture measurement method as electrolyte moisture measurement).

[実施例]
次に本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明の主旨を逸脱しない限り本発明は実施例に限定されるものではない。なお、特記しない限り部は重量部、%は重量%を意味する。
<水分測定法>
JIS K2275に準拠し、試料0.1gを使用し、カールフィッシャー水分測定法(電量滴定法)により測定した。
<塩素含量>
JISK8001に準拠し、比濁法により測定した。
<ナトリウムイオン定量法>
試料1gとり、塩酸(35wt%)1ml加え、水を全量で100mlになるように加え、溶解させた。日本ジャーレル・アッシュ株式会社製原子吸光炎光共用分光分析装置 AA−860を用いて、波長589nmで測定した。
<NMR測定>
試料5mgを重DMSO、0.2mlに溶解させ、270MHzで1H−NMRを測定した。
<実施例1>
撹拌装置、循環槽、及び測温装置を有し、槽内圧力70MPa、槽内温度290℃まで設定可能な反応槽に三フッ化ホウ素メチルエーテル錯体114部仕込み、温度50℃、圧力10MPaに調整した。二酸化炭素を50部仕込み、撹拌下、温度50℃、圧力10MPaを保ちフッ化メチル34部を1時間かけて滴下した。滴下後、8時間反応を行った。次にトリエチルアミン101部を1時間かけて滴下し、撹拌下、温度50℃、圧力10MPaを保ち24時間反応させた。NMR測定し、原料のトリエチルアミンのシグナルとメチルトリエチルアンモニウムテトラフルオロボレートのシグナルから、99%以上の反応率になったことを確認し反応終了した。
反応終了後、二酸化炭素を除去し、水分含量100ppm、白色のメチルトリエチルアンモニウムテトラフルオロボレート(電解質1)を得た。
[Example]
EXAMPLES Next, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples without departing from the gist of the present invention. Unless otherwise specified, “part” means “part by weight” and “%” means “% by weight”.
<Moisture measurement method>
In accordance with JIS K2275, 0.1 g of a sample was used and measured by Karl Fischer moisture measurement method (coulometric titration method).
<Chlorine content>
Based on JISK8001, it measured by a turbidimetric method.
<Sodium ion determination method>
1 g of a sample was taken, 1 ml of hydrochloric acid (35 wt%) was added, and water was added to a total volume of 100 ml and dissolved. The measurement was performed at a wavelength of 589 nm using an atomic absorption flame light shared spectroscopic analyzer AA-860 manufactured by Nippon Jarrell-Ash Co., Ltd.
<NMR measurement>
A 5 mg sample was dissolved in 0.2 ml deuterated DMSO, and 1H-NMR was measured at 270 MHz.
<Example 1>
A reactor equipped with a stirrer, circulation tank, and temperature sensor, and charged with 114 parts of boron trifluoride methyl ether complex in a reaction tank that can be set up to a pressure of 70 MPa and a temperature of 290 ° C, adjusted to a temperature of 50 ° C and a pressure of 10 MPa. did. 50 parts of carbon dioxide was charged, and 34 parts of methyl fluoride was added dropwise over 1 hour with stirring at a temperature of 50 ° C. and a pressure of 10 MPa. Reaction was performed for 8 hours after dripping. Next, 101 parts of triethylamine was added dropwise over 1 hour, and the mixture was allowed to react for 24 hours while stirring at a temperature of 50 ° C. and a pressure of 10 MPa. NMR measurement was performed, and it was confirmed that the reaction rate was 99% or more from the signal of the raw material triethylamine and the signal of methyltriethylammonium tetrafluoroborate, and the reaction was completed.
After completion of the reaction, carbon dioxide was removed to obtain white methyltriethylammonium tetrafluoroborate (electrolyte 1) having a water content of 100 ppm.

<実施例2>
トリエチルアミン101部の代わりに1−エチル−2−メチルイミダゾリン112部を使用する以外は実施例1と同様にして、水分含量100ppm、白色の1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリニウムテトラフルオロボレート(電解質2)を得た。
<Example 2>
A water content of 100 ppm and white 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolinium tetrafluoroborate in the same manner as in Example 1 except that 112 parts of 1-ethyl-2-methylimidazoline was used instead of 101 parts of triethylamine. (Electrolyte 2) was obtained.

<実施例3>
フッ化メチル34部の代わりにフッ化エチル39部、トリエチルアミン101部の代わりに1−メチルイミダゾール66部を使用する以外は実施例1と同様にして、水分含量100ppm、白色の1−エチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート(電解質3)を得た。
<Example 3>
Similar to Example 1 except that 39 parts of ethyl fluoride were used instead of 34 parts of methyl fluoride, and 66 parts of 1-methylimidazole was used instead of 101 parts of triethylamine. -Methylimidazolium tetrafluoroborate (electrolyte 3) was obtained.

<実施例4>
反応圧力を10MPaから25MPaに変える以外は実施例1と同様にして、水分含量100ppm、白色のメチルトリエチルアンモニウムテトラフルオロボレート(電解質4)を得た。
<Example 4>
A white methyltriethylammonium tetrafluoroborate (electrolyte 4) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the reaction pressure was changed from 10 MPa to 25 MPa.

<実施例5>
反応圧力を10MPaから50MPaに変える以外は実施例1と同様にして、水分含量100ppm、白色のメチルトリエチルアンモニウムテトラフルオロボレート(電解質5)を得た。
<Example 5>
A white methyltriethylammonium tetrafluoroborate (electrolyte 5) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the reaction pressure was changed from 10 MPa to 50 MPa.

<実施例6>
反応温度を50℃から35℃に変える以外は実施例1と同様にして、水分含量100ppm、白色のメチルトリエチルアンモニウムテトラフルオロボレート(電解質6)を得た。
<Example 6>
A white methyltriethylammonium tetrafluoroborate (electrolyte 6) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the reaction temperature was changed from 50 ° C to 35 ° C.

<実施例7>
反応温度を50℃から70℃に変える以外は実施例1と同様にして、水分含量100ppm、白色のメチルトリエチルアンモニウムテトラフルオロボレート(電解質7)を得た。
<Example 7>
A white methyltriethylammonium tetrafluoroborate (electrolyte 7) was obtained in the same manner as in Example 1 except that the reaction temperature was changed from 50 ° C to 70 ° C.

<実施例8>
電解質1,11部と水分30ppmのプロピレンカーボネート89部を混合し、均一で透明無色な電解液(1)を得た。電解液の水分を測定した結果40ppmであった。
<Example 8>
1,11 parts of the electrolyte and 89 parts of propylene carbonate having a water content of 30 ppm were mixed to obtain a uniform, transparent and colorless electrolytic solution (1). It was 40 ppm as a result of measuring the water | moisture content of electrolyte solution.

<実施例9>
電解質1を電解質2に変更する以外は実施例9と同様にして、電解液(2)を得た。電解液の水分を測定した結果40ppmであった。
<Example 9>
An electrolyte solution (2) was obtained in the same manner as in Example 9 except that the electrolyte 1 was changed to the electrolyte 2. It was 40 ppm as a result of measuring the water | moisture content of electrolyte solution.

<実施例10>
電解質1を電解質3に変更する以外は実施例9と同様にして、電解液(3)を得た。電解液の水分を測定した結果40ppmであった。
<Example 10>
An electrolytic solution (3) was obtained in the same manner as in Example 9 except that the electrolyte 1 was changed to the electrolyte 3. It was 40 ppm as a result of measuring the water | moisture content of electrolyte solution.

<実施例11>
電解質1を電解質4に変更する以外は実施例9と同様にして、電解液(4)を得た。電解液の水分を測定した結果40ppmであった。
<Example 11>
Except changing the electrolyte 1 to the electrolyte 4, it carried out similarly to Example 9, and obtained the electrolyte solution (4). It was 40 ppm as a result of measuring the water | moisture content of electrolyte solution.

<実施例12>
電解質1を電解質5に変更する以外は実施例9と同様にして、電解液(5)を得た。電解液の水分を測定した結果40ppmであった。
<Example 12>
An electrolyte solution (5) was obtained in the same manner as in Example 9 except that the electrolyte 1 was changed to the electrolyte 5. It was 40 ppm as a result of measuring the water | moisture content of electrolyte solution.

<実施例13>
電解質1を電解質6に変更する以外は実施例9と同様にして、電解液(6)を得た。電解液の水分を測定した結果40ppmであった。
<Example 13>
Except changing the electrolyte 1 to the electrolyte 6, it carried out similarly to Example 9, and obtained the electrolyte solution (6). It was 40 ppm as a result of measuring the water | moisture content of electrolyte solution.

<実施例14>
電解質1を電解質7に変更する以外は実施例9と同様にして、電解液(7)を得た。電解液の水分を測定した結果40ppmであった。
<Example 14>
An electrolyte solution (7) was obtained in the same manner as in Example 9 except that the electrolyte 1 was changed to the electrolyte 7. It was 40 ppm as a result of measuring the water | moisture content of electrolyte solution.

<比較例1>
オートクレーブ反応容器にホウフッ化水素酸(濃度:42重量%)209部を仕込み、次いでメチルトリエチルアンモニウムメチル炭酸塩のメタノール溶液(濃度50重量%)382部を約30分かけて滴下し、反応による炭酸ガスを発生させながら反応を行った。炭酸ガスの発生がおさまった後、減圧下、約3時間かけて温度100〜130?で溶媒等を除去した。留出が無くなった時点で反応槽内は、粘性の有る液体であり、冷却すると、黄褐色のメチルトリエチルアンモニウムテトラフルオロボレートが得られた(電解質8)。固体の水分を測定した結果、結晶に対して3000ppmであった。
<Comparative Example 1>
209 parts of borohydrofluoric acid (concentration: 42% by weight) are charged in an autoclave reaction vessel, and then 382 parts of a methanol solution of methyltriethylammonium methyl carbonate (concentration: 50% by weight) are added dropwise over about 30 minutes. The reaction was performed while generating gas. After the generation of carbon dioxide gas was stopped, the solvent and the like were removed at a temperature of 100 to 130? Under reduced pressure for about 3 hours. When the distillation stopped, the inside of the reaction vessel was a viscous liquid, and when cooled, yellow-brown methyltriethylammonium tetrafluoroborate was obtained (electrolyte 8). As a result of measuring the water | moisture content of solid, it was 3000 ppm with respect to the crystal | crystallization.

<比較例2>
オートクレーブ反応容器にホウフッ化銀水溶液(濃度:40重量%)709.5を仕込み、次いでメチルトリエチルアンモニウムクロライドのメタノール溶液(濃度50重量%)303部を攪拌下、約30分かけて滴下した。滴下に伴い白色の沈殿が生成した。沈殿をろ別した後、溶液を減圧下、約3時間かけて温度100〜130℃で溶媒等を除去した。留出が無くなった時点で反応槽内は、粘性の有る液体であり、冷却すると、黄褐色メチルトリエチルアンモニウムテトラフルオロボレートが得られた(電解質9)。固体の水分を測定した結果、結晶に対して3000ppm、また、塩素含量を比濁法で測定した結果結晶に対して30ppmであった。
<Comparative example 2>
An autoclave reaction vessel was charged with 709.5 aqueous silver borofluoride solution (concentration: 40% by weight), and then 303 parts of a methanol solution of methyltriethylammonium chloride (concentration 50% by weight) was added dropwise over about 30 minutes with stirring. A white precipitate formed with the addition. After the precipitate was filtered off, the solvent and the like were removed from the solution at a temperature of 100 to 130 ° C. under reduced pressure for about 3 hours. When the distillation stopped, the inside of the reaction vessel was a viscous liquid, and when cooled, tan methyltriethylammonium tetrafluoroborate was obtained (electrolyte 9). As a result of measuring the water | moisture content of a solid, it was 3000 ppm with respect to a crystal | crystallization, and as a result of measuring a chlorine content by a turbidimetric method, it was 30 ppm with respect to a crystal | crystallization.

<比較例3>
比較例1で得られた電解質11部と水分30ppmのプロピレンカーボネート89部を混合して均一で淡褐色透明な電解液(8)を得た。
<Comparative Example 3>
11 parts of the electrolyte obtained in Comparative Example 1 and 89 parts of propylene carbonate having a water content of 30 ppm were mixed to obtain a uniform and light brown transparent electrolytic solution (8).

<比較例4>
電解液(8)にゼオライト(3Aタイプ、ペレット状)20部を混合し、24時間静置した。ゼオライトが一部破砕し、微粉状のものが液中に存在したのでこれをろ別し電解液(9)を得た。水分を測定した結果、水分250ppmであった。また、ゼオライトに起因すると思われるナトリウムイオンが10ppm検出された。
実施例1〜7、比較例1〜2の電解質(1)〜(9)の水分含量を表1に示す。
<Comparative example 4>
20 parts of zeolite (3A type, pellet form) was mixed with the electrolytic solution (8) and allowed to stand for 24 hours. A part of the zeolite was crushed and a fine powder was present in the liquid. This was filtered off to obtain an electrolytic solution (9). As a result of measuring the water content, the water content was 250 ppm. In addition, 10 ppm of sodium ion, which seems to be attributed to zeolite, was detected.
Table 1 shows the water contents of the electrolytes (1) to (9) of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2.

<安全性試験>
電解液(1)〜(9)を用いて、電気二重層コンデンサをそれぞれ10個作成し、得られたコンデンサを用いて、70℃、2.5Vで負荷、放電を繰り返す、高温負荷試験を1000時間実施、液漏れの有無を観察した。液漏れが起きたコンデンサの個数を表2に示す。
<Safety test>
Using the electrolytic solutions (1) to (9), 10 electric double layer capacitors were respectively prepared, and using the obtained capacitors, load and discharge were repeated at 70 ° C. and 2.5 V, and a high temperature load test was performed. The time was run and the presence or absence of liquid leakage was observed. Table 2 shows the number of capacitors in which liquid leakage occurred.

Figure 2006256883
Figure 2006256883

Figure 2006256883
Figure 2006256883

以上の結果から、本発明の製造方法により得られた電解質は比較例と比較して、非常に水分含量が低く、また、純度が高いことがわかる。
また、本発明の電解液は高純度であるため、比較例と比較して、コンデンサの安定性が高いことがわかる。
From the above results, it can be seen that the electrolyte obtained by the production method of the present invention has a very low water content and high purity as compared with the comparative example.
Moreover, since the electrolyte solution of this invention is high purity, it turns out that the stability of a capacitor | condenser is high compared with a comparative example.

本発明で得られる電解質及び電解液は、極めて低水分であり純度が高いためリチウム電池や電気二重層コンデンサ用として有用である。




The electrolyte and electrolyte obtained by the present invention are extremely low in moisture and high in purity, and thus are useful for lithium batteries and electric double layer capacitors.




Claims (7)

圧縮性流体中で、下記一般式(1)で示されるフッ化物(a)と、三フッ化ホウ素エーテル錯体(b)とを反応させ、さらに3級アミン及び/又は3級アミジン(c)を加えて反応させることを特徴とする、四フッ化ホウ酸塩の製造方法。
R−F (1)
[式中、Rはアルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基及びアルキルアリール基からなる群から選ばれる炭素数1〜20の炭化水素基を表す。]
In a compressive fluid, a fluoride (a) represented by the following general formula (1) is reacted with a boron trifluoride ether complex (b), and a tertiary amine and / or a tertiary amidine (c) is further reacted. A method for producing a tetrafluoroborate salt, characterized by being additionally reacted.
R-F (1)
[Wherein, R represents a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms selected from the group consisting of an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, an aralkyl group and an alkylaryl group. ]
前記(c)がイミダゾ−ル類、イミダゾリン類及びピリミジン類からなる群から選ばれる少なくとも1種の3級アミジンである請求項1記載の電解質の製造方法。   The method for producing an electrolyte according to claim 1, wherein (c) is at least one tertiary amidine selected from the group consisting of imidazoles, imidazolines and pyrimidines. 前記圧縮性流体が超臨界状態の二酸化炭素である請求項1又は2記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 1, wherein the compressive fluid is carbon dioxide in a supercritical state. 反応時の圧力が7〜70MPa、温度が31〜80℃である請求項1〜3のいずれか記載の製造方法。   The production method according to any one of claims 1 to 3, wherein the pressure during the reaction is 7 to 70 MPa, and the temperature is 31 to 80 ° C. 請求項1〜4のいずれか記載の製造法で製造して得られた四フッ化ホウ素酸塩からなる非水電解液用電解質。   An electrolyte for a nonaqueous electrolytic solution comprising a tetrafluoroborate salt produced by the production method according to claim 1. 水分含量が500ppm以下であることを特徴とする請求項5記載の非水電解液用電解質。   6. The electrolyte for non-aqueous electrolyte according to claim 5, wherein the water content is 500 ppm or less. 環状カーボネート、鎖状カーボネート、環状スルホキシド及び環状エーテルからなる群から選ばれる少なくとも1種の溶媒に、請求項5又は6記載の電解質を溶解して得られてなる非水電解液。






A nonaqueous electrolytic solution obtained by dissolving the electrolyte according to claim 5 or 6 in at least one solvent selected from the group consisting of cyclic carbonate, chain carbonate, cyclic sulfoxide and cyclic ether.






JP2005073917A 2005-03-15 2005-03-15 Method for production of tetrafluoroborate Pending JP2006256883A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005073917A JP2006256883A (en) 2005-03-15 2005-03-15 Method for production of tetrafluoroborate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005073917A JP2006256883A (en) 2005-03-15 2005-03-15 Method for production of tetrafluoroborate

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006256883A true JP2006256883A (en) 2006-09-28

Family

ID=37096531

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005073917A Pending JP2006256883A (en) 2005-03-15 2005-03-15 Method for production of tetrafluoroborate

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006256883A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006342021A (en) * 2005-06-09 2006-12-21 Stella Chemifa Corp Manufacturing method of high purity silver tetrafluoroborate
JP2009206165A (en) * 2008-02-26 2009-09-10 Japan Carlit Co Ltd:The Electrolytic solution for aluminum electrolytic capacitor, and aluminum electrolytic capacitor
JP2010109355A (en) * 2008-09-30 2010-05-13 Nippon Chemicon Corp Electrical double-layer capacitor
CN102803142A (en) * 2009-06-19 2012-11-28 斯泰拉化工公司 Method for producing tetrafluoroborate
WO2020136975A1 (en) * 2018-12-28 2020-07-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 Battery material, battery, and method for producing battery material

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01112658A (en) * 1987-10-27 1989-05-01 Bridgestone Corp Nonaqueous battery
JP2002053532A (en) * 2000-08-07 2002-02-19 Tonen Chem Corp Method for purifying quaternary ammonium salt
JP2002326977A (en) * 2001-05-02 2002-11-15 Mitsubishi Gas Chem Co Inc Method for producing electrolyte and nonaqueous electrolyte liquid
JP2003335736A (en) * 2002-05-14 2003-11-28 Stella Chemifa Corp Method for purifying quaternary alkyl ammonium salt and quaternary alkyl ammonium salt

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01112658A (en) * 1987-10-27 1989-05-01 Bridgestone Corp Nonaqueous battery
JP2002053532A (en) * 2000-08-07 2002-02-19 Tonen Chem Corp Method for purifying quaternary ammonium salt
JP2002326977A (en) * 2001-05-02 2002-11-15 Mitsubishi Gas Chem Co Inc Method for producing electrolyte and nonaqueous electrolyte liquid
JP2003335736A (en) * 2002-05-14 2003-11-28 Stella Chemifa Corp Method for purifying quaternary alkyl ammonium salt and quaternary alkyl ammonium salt

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006342021A (en) * 2005-06-09 2006-12-21 Stella Chemifa Corp Manufacturing method of high purity silver tetrafluoroborate
JP2009206165A (en) * 2008-02-26 2009-09-10 Japan Carlit Co Ltd:The Electrolytic solution for aluminum electrolytic capacitor, and aluminum electrolytic capacitor
JP2010109355A (en) * 2008-09-30 2010-05-13 Nippon Chemicon Corp Electrical double-layer capacitor
CN102803142A (en) * 2009-06-19 2012-11-28 斯泰拉化工公司 Method for producing tetrafluoroborate
WO2020136975A1 (en) * 2018-12-28 2020-07-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 Battery material, battery, and method for producing battery material
JPWO2020136975A1 (en) * 2018-12-28 2021-11-18 パナソニックIpマネジメント株式会社 Battery material, battery and method of manufacturing battery material
JP7336726B2 (en) 2018-12-28 2023-09-01 パナソニックIpマネジメント株式会社 BATTERY MATERIAL, BATTERY AND METHOD FOR MANUFACTURING BATTERY MATERIAL
JP7555033B2 (en) 2018-12-28 2024-09-24 パナソニックIpマネジメント株式会社 Manufacturing method of battery materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100988183B1 (en) Electrolyte solution for electrochemical device and electrochemical device using same
EP1542248B1 (en) An electrolytic solution for an electrochemical capacitor and an electrochemical capacitor using the same
JP4631975B2 (en) Electrolytic solution for electrolytic capacitor and electrolytic capacitor having the same
AU2010209972B9 (en) Novel tricyanoborates
KR101076557B1 (en) Method for producing high-purity quaternary ammonium salt
JP5950662B2 (en) Ionic liquid, electrolyte and lithium secondary battery
JP2008218487A (en) Electrolyte for electrochemical capacitor and electrochemical capacitor using the same
JP2006256883A (en) Method for production of tetrafluoroborate
JP2007335536A (en) Electrolyte solution for electrochemical capacitor, and electrochemical capacitor using the same
EP3232455B1 (en) Nonaqueous electrolyte solution for electric double layer capacitors
JP3962176B2 (en) Method for producing electrolyte for non-aqueous electrolyte
JP2008047867A (en) Method for producing quaternary ammonium salt
JP2007095983A (en) Manufacturing method of electrolyte for electrochemical element
EP2752409B1 (en) Double-center bipyridyl cationic ionic liquid, preparation method therefor and use thereof
JP2000281657A (en) Production of n-substituted cyclic amidine
EP2662359A1 (en) Ionic Liquids, Method for manufacturing thereof, and Electrochemical Devices Comprising the Same
JP2000285960A (en) Manufacture of electrolyte for nonaqueous liquid electrolyte
JP2011192963A (en) Electrolyte for electric double layer capacitor and electric double layer capacitor using the same
Chen et al. Synthesis and Characterization of O-Alkylated Amidium Ionic Liquids
JP2013067572A (en) Production method of quaternary ammonium salt
JP2000109487A (en) Production of quaternary ammonium salt
D’Anna et al. Ionic liquids: properties and applications
US8029690B2 (en) Process for production of highly pure quaternary ammonium salt
JP2001048846A (en) Quaternary ammonium salt and its production
JP2007302618A (en) Method for producing salt

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110517

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20111025