JP2007528109A - ガルヴァーニ電池用の導電性塩、その製造及び使用 - Google Patents
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Abstract
Description
Li+B-(OR1)m(OR2)p
[式中、
m及びpは、0、1、2、3又は4であり、その際、m+p=4であり、かつ
R1及びR2は、同一又は異なって、単結合又は二重結合によって互いに直接的に結合されていてよく、
それぞれは、単独又は一緒になって、芳香族又は脂肪族のカルボン酸又はスルホン酸を意味するか、又は
それぞれは、単独又は一緒になって、フェニル、ナフチル、アントラセニル又はフェナントレニルの群からの芳香環であって非置換又はA又はHalによって一置換ないし四置換されていてよい芳香環を意味するか、又は
それぞれは、単独又は一緒になって、ピリジル、ピラジル又はビピリジルの群からの複素環式芳香環であって非置換又はA又はHalによって一置換ないし三置換されていてよい複素環式芳香環を意味するか、又は
それぞれは、単独又は一緒になって、芳香族のヒドロキシカルボン酸又は芳香族のヒドロキシスルホン酸の群からの芳香族ヒドロキシ酸であって非置換又はA又はHalによって一置換ないし四置換されていてよい芳香族ヒドロキシ酸を意味し、かつ
Halは、F、Cl又はBrであり、かつ
Aは、1〜6個の炭素原子を有し、一ハロゲン化ないし三ハロゲン化されていてよいアルキル基である]の添加剤が挙げられている。
Xは、−C(R1R2)−又は−C(R1R2)−C(=O)−であり、その際、
R1、R2は、互いに無関係に、H、アルキル(1〜5個の炭素原子を有する)、アリール、シリル又はポリマーであり、かつアルキル基R1又はR2の1個は、他のキラトボレート基と結合されていてよいか、
又は
Xは、3位ないし6位に2個までの置換基を有する1,2−アリール
S1、S2は、互いに無関係に、アルキル(1〜5個の炭素原子を有する)、フルオロ又はポリマーであるか、
それらのいずれかであり、かつ
M+は、Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+又は[(R3R4R5R6)N]+又はH+であり、その際、
R3、R4、R5、R6は、互いに無関係に、H又は有利には1〜4個の炭素原子を有するアルキルである]の混合型のホウ素キレート錯体が記載されている。
Li+B-(OR1)m(OR2)p
(式中、R1、R2、m及びpの意味については、EP1035612号での上記参照)の錯塩が記載されている。これらの錯塩は、電気化学的電池用の電解質中での導電性塩として用いられる。同様に、これらは、1〜99%の割合で、別の導電性塩と組み合わせて使用することができる。LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2又はLiC(CF3SO2)3及びそれらの混合物の群からの導電性塩が適している。これらは、全てフッ素化された導電性塩である。
− Y1及びY2は、一緒になってOを意味し、mは1であり、nは0であり、かつY3及びY4は、互いに無関係に、H又は1〜5個の炭素原子を有するアルキル基であるか、又は
− Y1、Y2、Y3、Y4は、それぞれ互いに無関係に、OR(その際、Rは、1〜5個の炭素原子を有するアルキル基である)、又はH又は1〜5個の炭素原子を有するアルキル基であり、mは0又は1であり、nは0又は1であるか、又は
− Y2及びY3は、5員又は6員の芳香族又は複素芳香族の環の環員(複素元素としてはN、O又はSを有する)であり、該環は、アルキル、アルコキシ、カルボキシ又はニトリルで置換されていてよく、Y1及びY4は不要であり、かつnは0であり、mは0又は1である]から選択される。
250mlのガラス製の丸底フラスコ中で、23.95gのシュウ酸二水和物、6.81gのホウ酸及び1.38gのサリチル酸(ホウ酸に対して10モル%)を50mlの水中に懸濁し、そして撹拌しつつ4.06gの炭酸リチウムを添加した。ガス発生(中和反応由来のCO2)の発生が鎮まった後に、該懸濁液を油浴温度115℃で1時間還流させた。この場合に、澄明な無色の溶液が形成した。この溶液を、回転蒸発器上で、油浴温度125℃において真空中で全蒸発させた。
分析:リチウム 3.60%(公称値:3.54%)
純度:11B NMRスペクトル(溶剤 THF/C6D6)において、homo化合物であるリチウム−ビス(サリチラト)ボレート(文献シフト(Literaturverschiebung) 4.0ppm)は検出できず、単に、予想される生成物であるリチウム ビス(オキサラト)ボレート(7.6ppm)、略してLiBOBのシグナルと、混合型の塩であるリチウム(サリチラト,オキサラト)ボレート(5.6ppm)、略してLiSOBのシグナルとが検出できる(図1を参照)。
Claims (17)
- リチウム ビス(オキサラト)ボレート(LiBOB)と型
− Y1及びY2は、一緒になってOを意味し、mは1であり、nは0であり、かつY3及びY4は、互いに無関係に、H又は1〜5個の炭素原子を有するアルキル基であるか、又は
− Y1、Y2、Y3、Y4は、それぞれ互いに無関係に、OR(その際、Rは、1〜5個の炭素原子を有するアルキル基である)、又はH又は1〜5個の炭素原子を有するアルキル基であり、mは0又は1であり、nは0又は1であるか、又は
− Y2及びY3は、5員又は6員の芳香族又は複素芳香族の環の環員(複素元素としてはN、O又はSを有する)であり、該環は、アルキル、アルコキシ、カルボキシ又はニトリルで置換されていてよく、Y1及びY4は不要であり、かつnは0であり、mは0又は1である]から選択される導電性塩。 - 化合物部Xが、形式上、2個のOH基だけ減少した1,3−ジカルボン酸から形成される、請求項1記載の導電性塩。
- 1,3−ジカルボン酸が、マロン酸又はアルキルマロン酸である、請求項2記載の導電性塩。
- 化合物部Xが、形式上、2個のOH基だけ減少した1,2−もしくは1,3−ヒドロキシカルボン酸から形成される、請求項1記載の導電性塩。
- 1,2−ヒドロキシカルボン酸もしくは1,3−ヒドロキシカルボン酸が、グリコール酸又は乳酸である、請求項4記載の導電性塩。
- 化合物部Xが、飽和のC2又はC3の鎖から形成される、請求項1記載の導電性塩。
- 化合物部Xが、形式上、2個のOH基だけ減少した1,2−ビスフェノール又は1,2−カルボキシフェノール(例えばサリチル酸)又は芳香族の1,2−ジカルボン酸(例えばフタル酸)又はピリジン−2,3−ジオールから形成される、請求項1記載の導電性塩。
- 1,2−ビスフェノールがピロカテキンであり、1,2−カルボキシフェノールがサリチル酸であり、かつ1,2−ジカルボン酸がフタル酸である、請求項7記載の導電性塩。
- 請求項1から8までのいずれか1項記載の導電性塩の製造方法において、好適なホウ素化合物、シュウ酸、好適なキレート形成剤L2及び好適なリチウム化合物を混合し、その際、使用される物質(ホウ素化合物/シュウ酸とキレート形成剤L2との混合物/リチウム化合物)のモル比が1:2:1となり、かつそのシュウ酸とキレート形成剤L2との混合物が最大で20モル%のキレート形成剤L2を含有することを特徴とする方法。
- ホウ素化合物としてホウ酸を使用し、かつキレート形成剤L2としてジカルボン酸(シュウ酸ではない)又はヒドロキシカルボン酸を使用する、請求項9記載の方法。
- キレート形成剤L2として、1,3−ジカルボン酸、例えばマロン酸又はアルキルマロン酸(1〜5個の炭素原子を有するアルキル基を使用することが好ましい)、1,2−もしくは1,3−ヒドロキシカルボン酸、例えばグリコール酸又は乳酸、1,2−もしくは1,3−ジオール、1,2−ビスフェノール、例えばピロカテキン、1,2−カルボキシフェノール、例えばサリチル酸(これは最大で2置換されていてもよい)又は芳香族又は複素芳香族の1,2−ジカルボン酸、例えばフタル酸又はピリジン−2,3−ジオールを使用する、請求項9記載の方法。
- 原料成分を、共沸脱水に適した媒体(例えばトルエン、キシレン、メチルシクロヘキサン、6個より多い炭素原子を有する過フッ化炭化水素)中に懸濁させ、そして公知のように共沸脱水させる、請求項9から11までのいずれか1項記載の方法。
- 成分を任意の順序で水中に導入し、そして撹拌しつつ有利には減圧で蒸発させて水溶液中で実施する、請求項11記載の方法。
- 水の代わりに、アルコール又は別の極性有機溶剤を反応媒体として使用する、請求項13記載の方法。
- 原料成分を、溶剤の添加なくして混合し、熱供給によって加熱し、そして有利には減圧下に脱水させる、請求項9から11までのいずれか1項記載の方法。
- 請求項1から8までのいずれか1項記載の導電性塩をガルヴァーニ電池で用いる使用。
- 請求項1から8までのいずれか1項記載の導電性塩をリチウムイオン電池で用いる使用。
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