JP5875954B2 - Cyanoborate compound and electrolyte using the same - Google Patents

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Description

本発明は、シアノボレート化合物、並びに、これを用いた電解質に関する。   The present invention relates to a cyanoborate compound and an electrolyte using the same.

イオン性化合物やこれを含む電解質材料は、イオン伝導による各種電池などのイオン伝導体に使用されており、一次電池、リチウムイオン二次電池や燃料電池などの充放電機構を有する電池の他、電界コンデンサ、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、太陽電池、エレクトロクロミック表示素子などの電気化学デバイスに用いられている。   An ionic compound and an electrolyte material containing the ionic compound are used for ion conductors such as various types of batteries by ion conduction. In addition to a battery having a charge / discharge mechanism such as a primary battery, a lithium ion secondary battery, and a fuel cell, an electric field is used. It is used for electrochemical devices such as capacitors, electric double layer capacitors, lithium ion capacitors, solar cells, and electrochromic display elements.

これらの電気化学デバイスに好適に用いられるイオン性化合物としては種々多様な化合物が検討されており、例えば、ヘキサフルオロホスフェート、テトラフルオロボレート、トリフルオロメチルスルホニルイミド(TFSI)、ジシアノアミド(DCA)、トリシアノメチド(TCM)などのアルカリ金属塩又は有機カチオン塩が提案されている。   Various ionic compounds that are suitably used for these electrochemical devices have been studied, such as hexafluorophosphate, tetrafluoroborate, trifluoromethylsulfonylimide (TFSI), dicyanoamide (DCA), Alkali metal salts or organic cation salts such as tricyanomethide (TCM) have been proposed.

特に、中心元素がホウ素であるシアノボレートをアニオンとするイオン性化合物に関して、例えば、特許文献1、2には、テトラシアノボレート([B-(CN)4]、以下TCBと称することがある)をアニオンとするイオン性化合物(TCB塩)が記載されている。TCB塩は、イオン性液体としての性質、すなわち、室温でも液体であり、熱的、物理的、電気化学的にも安定といった性質を示すことから、その製造方法に加えて、様々な用途への応用が検討されている(特許文献1、2)。 In particular, with respect to an ionic compound having cyanoborate whose central element is boron as an anion, for example, Patent Documents 1 and 2 disclose tetracyanoborate ([B (CN) 4 ], hereinafter sometimes referred to as TCB). An ionic compound (TCB salt) in which is an anion is described. Since the TCB salt has properties as an ionic liquid, that is, it is liquid even at room temperature and is stable in terms of thermal, physical and electrochemical properties, it can be used for various purposes in addition to its production method. Applications have been studied (Patent Documents 1 and 2).

また、特許文献3には、TCBのホウ素に結合するシアノ基の一部がアルコキシ基又はチオアルコキシ基で置換されたイオン性化合物が開示されており、当該イオン性化合物がイオン性液体などとして有用である旨記載されている。   Patent Document 3 discloses an ionic compound in which a part of a cyano group bonded to boron of TCB is substituted with an alkoxy group or a thioalkoxy group, and the ionic compound is useful as an ionic liquid or the like. It is described that.

特表2006−517546号公報JP-T-2006-517546 国際公開第2010/021391号パンフレットInternational Publication No. 2010/021391 Pamphlet 国際公開第2010/086131号パンフレットInternational Publication No. 2010/086131 Pamphlet

例えば、上記イオン性化合物の用途としては、携帯電話、パーソナルコンピューター、家庭用電化製品、さらには自動車等の電源に用いられる蓄電デバイスが検討されている。これらの用途では、小型化や高性能化の要求が年々高まっており、蓄電デバイスには高出力化、さらには長期にわたる安定的な容量維持が求められている。   For example, as an application of the ionic compound, a cell phone, a personal computer, a household appliance, and an electricity storage device used for a power source of an automobile or the like are being studied. In these applications, demands for downsizing and high performance are increasing year by year, and power storage devices are required to have high output and to maintain stable capacity over a long period of time.

蓄電デバイス性能の向上については、イオン性化合物の検討も考えられる。すなわち、シアノボレートの置換基を任意の置換基に変換できれば、TCBとしての性質を持ちつつも、用途に応じて、融点や有機溶媒への溶解性等の物性が変更できるようになり、上記要望にかなうイオン性化合物の提供が可能になると考えられる。   For the improvement of the performance of the electricity storage device, an ionic compound may be considered. That is, if the cyanoborate substituent can be converted to an arbitrary substituent, the properties such as the melting point and solubility in an organic solvent can be changed according to the application while having the properties as a TCB. Therefore, it is considered that it is possible to provide an appropriate ionic compound.

本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、シアノボレートの置換基を種々検討することにより、蓄電デバイスにおいて高出力、長期にわたる安定的な容量維持を可能とする電解質として好適に使用できる新規なシアノボレート化合物を提供することを目的とする。またそれを用いた電解質を提供するものである。   The present invention has been made by paying attention to the above-described circumstances, and as an electrolyte that enables high-output, long-term stable capacity maintenance in an electricity storage device by examining various substituents of cyanoborate. It is an object to provide a novel cyanoborate compound that can be suitably used. The present invention also provides an electrolyte using the same.

本発明者らは、シアノボレート化合物を種々検討した結果、特定の置換基を有する新規なシアノボレート化合物を見出し、当該シアノボレート化合物が蓄電デバイスの電解質として好適に使用できることを見出した。本発明のシアノボレートとは、一般式(1)で表されるシアノボレート化合物であるところに特徴を有する。   As a result of various studies on cyanoborate compounds, the present inventors have found a novel cyanoborate compound having a specific substituent, and have found that the cyanoborate compound can be suitably used as an electrolyte for an electricity storage device. The cyanoborate of the present invention is characterized in that it is a cyanoborate compound represented by the general formula (1).

(式中、Mm+はプロトン(H+)、1価、2価、または3価の有機又は無機カチオンを表し、YはH、ハロゲン、ハロゲンを有していてもよい主鎖の炭素数が1〜10の炭化水素基、シアノ基、−C(O)R14、−S(O)l14、Z(R142又はXR14を表し、R14は、H、ハロゲン、又は、主鎖の原子数が1〜10の有機置換基を表し、ZはN又はPを表し、XはO又はSを表し、lは1〜2の整数を表し、mは1〜3の整数を表し、nは0〜10の整数を表す。) (In the formula, M m + represents a proton (H + ), a monovalent, divalent, or trivalent organic or inorganic cation, and Y represents the number of carbon atoms in the main chain which may have H, halogen, or halogen. 1 to 10 hydrocarbon group, cyano group, —C (O) R 14 , —S (O) 1 R 14 , Z (R 14 ) 2 or XR 14 , wherein R 14 represents H, halogen, or The main chain represents an organic substituent having 1 to 10 atoms, Z represents N or P, X represents O or S, l represents an integer of 1 to 2, and m represents an integer of 1 to 3. And n represents an integer of 0 to 10.)

本発明に係るイオン性化合物は、上記一般式(1)において、Yが、シアノ基又はハロゲンであるのがより好ましい。また、上記一般式(1)において、Mm+が金属イオンであるイオン性化合物、上記Mm+が有機カチオンであるイオン性化合物は、いずれも本発明の好ましい実施態様である。
本発明には、一般式(1)で表されるシアノボレート化合物と媒体を含む組成物、及び、上記シアノボレート化合物を含有する電解質も含まれる。
In the ionic compound according to the present invention, in the general formula (1), Y is more preferably a cyano group or a halogen. In the general formula (1), an ionic compound in which M m + is a metal ion and an ionic compound in which the M m + is an organic cation are both preferred embodiments of the present invention.
The present invention also includes a composition containing a cyanoborate compound represented by the general formula (1) and a medium, and an electrolyte containing the cyanoborate compound.

本発明に係るシアノボレート化合物は、ホウ素にシアノ基と、エステル結合、置換基Yが結合した構造を有しており、ホウ素に直接シアノ基のみが結合したTCB塩とは構造が異なるため、融点や有機溶媒への溶解性の点で、TCB塩とは異なる物性を有することが期待される。また、ホウ素に結合したエステル結合が適度に分解すると予測され、このシアノボレート塩を電解質とする電解液を各種蓄電デバイスに用いることで、蓄電デバイスの電極表面に皮膜が形成され、また、溶媒や電解液中に含まれる添加剤等の分解が抑制され、安定した容量維持を発揮することが期待できる。また、シアノ基が存在することによりTCB塩と同様の、耐電圧の向上による使用電圧帯の向上も期待できる。   The cyanoborate compound according to the present invention has a structure in which a cyano group, an ester bond, and a substituent Y are bonded to boron, and has a different structure from a TCB salt in which only a cyano group is bonded directly to boron. It is expected to have different physical properties from TCB salts in terms of solubility in organic solvents. In addition, it is predicted that the ester bond bonded to boron is appropriately decomposed, and by using an electrolytic solution containing this cyanoborate salt as an electrolyte for various power storage devices, a film is formed on the electrode surface of the power storage device, It can be expected that decomposition of additives contained in the electrolytic solution is suppressed and stable capacity maintenance is exhibited. In addition, the presence of the cyano group can be expected to improve the working voltage band due to the improvement of the withstand voltage, similar to the TCB salt.

図1は、リチウムシアノ(フルオロ)オキサラトボレートのLSV測定結果を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing LSV measurement results of lithium cyano (fluoro) oxalatoborate. 図2は、リチウムジシアノオキサラトボレートのLSV測定結果を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing LSV measurement results of lithium dicyanooxalatoborate. 図3は、リチウムジフルオロオキサラトボレートのLSV測定結果を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing LSV measurement results of lithium difluorooxalatoborate.

1.シアノボレート化合物
本発明に係るイオン性化合物は、一般式(1):
1. Cyanoborate Compound The ionic compound according to the present invention has the general formula (1):

で表されるシアノボレート化合物(以下、化合物(1)と称する)である。なお、上記式(1)中、Mm+はプロトン、1価、2価、または3価の有機又は無機カチオンを表し、YはH、ハロゲン、ハロゲンを有していてもよい主鎖の炭素数が1〜10の炭化水素基、シアノ基、−C(O)R14、−S(O)l14、−Z(R142又は−XR14を表し、R14は、H、ハロゲン、又は、主鎖の原子数が1〜10の有機置換基を表し、ZはN又はPを表し、XはO又はSを表し、lは1〜2の整数を表し、mは1〜3の整数を表し、nは0〜10の整数を表す。 Is a cyanoborate compound represented by the following (hereinafter referred to as compound (1)). In the above formula (1), M m + represents a proton, monovalent, divalent, or trivalent organic or inorganic cation, and Y represents the number of carbons in the main chain which may have H, halogen, or halogen. Represents a hydrocarbon group of 1 to 10, a cyano group, —C (O) R 14 , —S (O) 1 R 14 , —Z (R 14 ) 2 or —XR 14 , wherein R 14 represents H, halogen Or an organic substituent having 1 to 10 atoms in the main chain, Z represents N or P, X represents O or S, l represents an integer of 1 to 2, and m represents 1 to 3 N represents an integer of 0 to 10.

本発明に係るシアノボレート化合物(1)において、この化合物(1)を構成するシアノボレートアニオンが、ホウ素に結合する置換基のうち、2つがエステル結合であり、たがいに結合して環状となっている点に特徴を有する。すなわち、TCB塩がホウ素に直接シアノ基のみが結合した構造を有するのに対して、本発明に係る化合物(1)は、ホウ素にシアノ基と、エステル結合、置換基Yが結合した構造を有している。したがって、斯かる構造の違いから、融点や有機溶媒への溶解性の点で、TCB塩とは異なる物性を有することが期待される。また、ホウ素に結合したエステル結合が適度に分解すると予測され、このシアノボレート塩を電解質とする電解液を各種蓄電デバイスに用いることで、蓄電デバイスの電極表面に皮膜を形成し、溶媒や電解液中に含まれる添加剤等の分解を抑制し、安定した容量維持を発揮することが期待できる。また、シアノ基が存在することによりTCB塩と同様の、耐電圧の向上による使用電圧帯の向上も期待できる。以下、本発明に係るイオン性化合物を構成するアニオン、カチオンについて順に説明する。   In the cyanoborate compound (1) according to the present invention, the cyanoborate anion constituting the compound (1) has two ester-bonded substituents bonded to boron, and is bonded to each other to form a ring. It is characterized in that That is, while the TCB salt has a structure in which only a cyano group is bonded directly to boron, the compound (1) according to the present invention has a structure in which a cyano group, an ester bond, and a substituent Y are bonded to boron. doing. Therefore, from the difference in structure, it is expected to have physical properties different from those of the TCB salt in terms of melting point and solubility in organic solvents. In addition, it is predicted that the ester bond bonded to boron is appropriately decomposed. By using an electrolytic solution containing this cyanoborate salt as an electrolyte for various power storage devices, a film is formed on the electrode surface of the power storage device, and the solvent or the electrolyte It can be expected that the decomposition of additives contained therein is suppressed and stable capacity maintenance is exhibited. In addition, the presence of the cyano group can be expected to improve the working voltage band due to the improvement of the withstand voltage, similar to the TCB salt. Hereinafter, the anion and cation constituting the ionic compound according to the present invention will be described in order.

1−1.シアノボレートアニオン
上記一般式(1)で表されるシアノボレートアニオン中、nは、0〜10の整数を表し、ホウ素に結合する二つのエステル結合を互いに結合させている直接結合またはメチレン基の炭素数を示す。nは好ましくは0〜4であり、より好ましくは0〜2である。
1-1. Cyanoborate anion In the cyanoborate anion represented by the above general formula (1), n represents an integer of 0 to 10, and is a direct bond or carbon of a methylene group in which two ester bonds bonded to boron are bonded to each other. Indicates a number. n is preferably 0 to 4, more preferably 0 to 2.

従って、本発明のシアノボレートアニオンとしては、シアノオキサラトボレート(n=0)、シアノマロナトボレート(n=1)、シアノスクシナトボレート(n=2)、シアノグルタラトボレート(n=3)、シアノアジポラトボレート(n=4)などが挙げられる。上記一般式で表されるシアノボレートアニオン中、Yは、H、ハロゲン、ハロゲンを有していてもよい主鎖の炭素数が1〜10の炭化水素基、シアノ基、−C(O)R14、−S(O)l14、−Z(R142又は−XR14を表す。 Accordingly, as the cyanoborate anion of the present invention, cyanooxalatoborate (n = 0), cyanomalonatoborate (n = 1), cyanosuccinateborate (n = 2), cyanoglutaratoborate (n = 3) And cyano adipolato borate (n = 4). In the cyanoborate anion represented by the above general formula, Y is H, halogen, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in the main chain which may have halogen, a cyano group, -C (O) R. 14 , -S (O) 1 R 14 , -Z (R 14 ) 2 or -XR 14 is represented.

上記シアノボレートアニオンを構成する置換基Yがハロゲンの場合、Yとしては、F、Cl、Br又はIが挙げられる。ハロゲンの中でも、F(フッ素)がホウ素原子との親和性が高くB−F結合が安定なため、好ましい。   When the substituent Y constituting the cyanoborate anion is halogen, Y includes F, Cl, Br, or I. Among halogens, F (fluorine) is preferable because of its high affinity with boron atoms and stable BF bond.

上記置換基Yが主鎖の炭素数が1〜10の炭化水素基の場合は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、2−エチルヘキシル基等の炭素数1〜10のアルキル基;ビニル基、プロペニル基、イソプロペニル基、アリル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1,3−ブタジエニル基、1−シクロヘキセニル基、2−シクロヘキセニル基、3−シクロヘキセニル基、メチルシクロヘキセニル基、エチルシクロヘキセニル基等の炭素数1〜10のアルケニル基;エチニル基、プロパルギル基、シクロヘキシルエチニル基、フェニルエチニル基等の炭素数1〜10のアルキニル基;フェニル基、ベンジル基、チエニル基、ピリジル基、イミダゾリル基等の炭素数6〜10のアリール基又はヘテロ原子含有アリール基;が挙げられる。   When the substituent Y is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in the main chain, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an iso-propyl group, an n-butyl group, an iso-butyl group, sec- C 1-10 alkyl groups such as butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, 2-ethylhexyl; vinyl, propenyl, isopropenyl, allyl, 1- Carbon such as butenyl group, 2-butenyl group, 3-butenyl group, 1,3-butadienyl group, 1-cyclohexenyl group, 2-cyclohexenyl group, 3-cyclohexenyl group, methylcyclohexenyl group, ethylcyclohexenyl group An alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms; an alkynyl having 1 to 10 carbon atoms such as an ethynyl group, a propargyl group, a cyclohexylethynyl group, and a phenylethynyl group; ; Include; phenyl group, a benzyl group, a thienyl group, a pyridyl group, an aryl group or a hetero atom-containing aryl group having 6 to 10 carbon atoms such as an imidazolyl group.

主鎖の炭素数が1〜10のハロゲン化炭化水素基としては、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、クロロメチル基、ブロモメチル基、ヨードメチル基、ジフルオロクロロメチル基、フルオロジクロロメチル基、フルオロエチル基、ジフルオロエチル基、トリフルオロエチル基、テトラフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、フルオロクロロエチル基、クロロエチル基、フルオロプロピル基、パーフルオロプロピル基、フルオロクロロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロオクチル基、ペンタフルオロシクロヘキシル基、パーフルオロシクロヘキシル基、ペンタフルオロフェニル基、パークロロフェニル基、フルオロメチレン基、フルオロエチレン基、フルオロシクロヘキセン基等、上記炭化水素基の水素原子の一部又は全てがハロゲン(F、Cl、Br又はI)で置換されたハロゲン化アルキル基又はハロゲン化アリール基等が挙げられる。   Examples of the halogenated hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in the main chain include a fluoromethyl group, a difluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a chloromethyl group, a bromomethyl group, an iodomethyl group, a difluorochloromethyl group, and a fluorodichloromethyl group. , Fluoroethyl group, difluoroethyl group, trifluoroethyl group, tetrafluoroethyl group, perfluoroethyl group, fluorochloroethyl group, chloroethyl group, fluoropropyl group, perfluoropropyl group, fluorochloropropyl group, perfluorobutyl group Perfluorooctyl group, pentafluorocyclohexyl group, perfluorocyclohexyl group, pentafluorophenyl group, perchlorophenyl group, fluoromethylene group, fluoroethylene group, fluorocyclohexene group, etc. Some or all of the hydrogen atoms halogenated halogenated alkyl group or halogenated aryl groups substituted with (F, Cl, Br or I).

上記ハロゲンを有していてもよい主鎖の炭素数が1〜10の炭化水素基Yは、置換基(たとえば、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、スルホニル基等)を有していてもよい。また、Si、B、O、N、Alなどのヘテロ原子を含む官能基を有していてもよい。ヘテロ原子を含む官能基としては、例えば、シアノ基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ジメトキシアルミニウム基、−CH2CH2B(CN)3、−C36B(CN)3などが挙げられる。置換基Yにシアノ基など電気吸引性置換基を含む場合はシアノボレート塩の耐電圧が高くなることが期待され、好ましい。 The hydrocarbon group Y having 1 to 10 carbon atoms in the main chain which may have a halogen has a substituent (for example, an alkoxy group, an amino group, a cyano group, a carbonyl group, a sulfonyl group, etc.). May be. Moreover, you may have a functional group containing hetero atoms, such as Si, B, O, N, and Al. Examples of the functional group containing a hetero atom include a cyano group, a trimethylsilyl group, a triethylsilyl group, a dimethoxyaluminum group, —CH 2 CH 2 B (CN) 3 , —C 3 H 6 B (CN) 3 and the like. . When the substituent Y contains an electroattractive substituent such as a cyano group, the withstand voltage of the cyanoborate salt is expected to be high, which is preferable.

上記の通り、Yがハロゲンを有していてもよい主鎖の炭素数が1〜10の炭化水素基である場合、シアノボレート塩の有機溶媒への溶解性が向上するため、蓄電デバイス等の電解液として用いる際に高性能な電解液とすることが可能となり、好ましい。   As described above, when Y is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in the main chain which may have a halogen, the solubility of the cyanoborate salt in an organic solvent is improved. When used as an electrolytic solution, a high-performance electrolytic solution can be obtained, which is preferable.

上記−C(O)R14、−S(O)l14、−Z(R142及び−XR14中、R14は、H、ハロゲン、又は、主鎖の原子数が1〜10の有機置換基を表す。ハロゲンとしては、フッ素、塩素、臭素、又は、ヨウ素などが好ましい。上記有機置換基は、直鎖状、分岐鎖状、環状の何れであってもよく、これらの内2以上の構造を併せ持っていてもよく、また、置換基を有していてもよい。さらに、有機置換基R14は不飽和結合を含んでいてもよい。有機置換基R14の主鎖の原子数は上述の通りであるが、有機置換基R14に含まれる炭素の数(置換基を含む)は1〜20の範囲であることが好ましく、より好ましくは1〜10の範囲である。有機置換基R14には、炭素および水素以外のヘテロ原子(O、N、S、Si等)やハロゲン原子(F、Cl、Br等)が含まれていてもよく、その数や位置にも特に制限は無い。したがって、例えば、一般式(1)中のYについて、YがXR14の場合、Xに隣接する原子の種類は、特に炭素に限定されるものではなく、例えばSiやAl等のヘテロ原子であってもよい。また、有機置換基R14は、炭素以外の原子のみから構成されるものであってもよい。 In the above -C (O) R 14 , -S (O) 1 R 14 , -Z (R 14 ) 2 and -XR 14 , R 14 is H, halogen, or the number of atoms of the main chain is 1 to 10 Represents an organic substituent. As the halogen, fluorine, chlorine, bromine, iodine or the like is preferable. The organic substituent may be linear, branched or cyclic, and may have two or more of these structures, or may have a substituent. Furthermore, the organic substituent R 14 may contain an unsaturated bond. The number of atoms in the main chain of the organic substituent R 14 is as described above, but the number of carbons (including the substituent) contained in the organic substituent R 14 is preferably in the range of 1 to 20, more preferably. Is in the range of 1-10. The organic substituent R 14 may contain heteroatoms (O, N, S, Si, etc.) other than carbon and hydrogen, and halogen atoms (F, Cl, Br, etc.). There is no particular limitation. Therefore, for example, in the case of Y in the general formula (1), when Y is XR 14 , the type of atoms adjacent to X is not particularly limited to carbon, and is, for example, a heteroatom such as Si or Al. May be. Further, the organic substituent R 14 may be composed only of atoms other than carbon.

具体的な有機置換基R14としては、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、ハロゲン化炭化水素基、シアノ化炭化水素基、アルコキシ化及び又はアリールオキシ化炭化水素基、アルカノイル基を含む有機置換基、エステル結合を有する有機置換基、含窒素有機置換基、チオアルコキシ構造を有する基、スルフィニル基を有する有機置換基、スルホニル基を有する有機置換基、ヘテロ原子を有する有機置換基、−CH2CH2OB(CN)3、−C36OB(CN)3;等を挙げることができる。上記有機置換基R14は、直鎖状、分岐鎖状、環状或いはその組合せを含んでいてもよい。 Specific examples of the organic substituent R 14 include organic groups including saturated hydrocarbon groups, unsaturated hydrocarbon groups, halogenated hydrocarbon groups, cyanated hydrocarbon groups, alkoxylated and / or aryloxylated hydrocarbon groups, and alkanoyl groups. Substituent, organic substituent having an ester bond, nitrogen-containing organic substituent, group having a thioalkoxy structure, organic substituent having a sulfinyl group, organic substituent having a sulfonyl group, organic substituent having a hetero atom, -CH 2 CH 2 OB (CN) 3 , —C 3 H 6 OB (CN) 3 ; The organic substituent R 14 may include linear, branched, cyclic, or a combination thereof.

上記Yが−C(O)R14で表される場合は、R14が、飽和又は不飽和の炭化水素基又はハロゲン化炭化水素基、アルコキシ化又はアリールオキシ化炭化水素基、又は、含窒素有機置換基であるのが好ましく、R14が、メチル基、エチル基、フェニル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロフェニル基であるものがより好ましい。従って、置換基Yとしては、アセチル基、プロパノイル基、ブタノイル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、ヘプタノイル基、オクタノイル基、イソブタノイル基、トリフルオロアセチル基、ベンゾイル基、ペンタフルオロベンゾイル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メチルオキサリル基(−COCOCH3)、メチルマロニル基(−COCH2COCH3)、メチルスクシニル基(−COCH2CH2COCH3)等の、直鎖状、分岐鎖状、環状或いはその組合せを含むアルカノイル基を含む有機置換基、アセトキシメチルカルボニル基、アセトキシエチルカルボニル基、ベンゾイルオキシエチルカルボニル基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、メトキシエチレンオキシカルボニル基等の、直鎖状、分岐鎖状、環状或いはその組合せを含むエステル結合を有する有機置換基;アミド基、N−アルキルアミド基、N−フェニルアミド基等の、直鎖状、分岐鎖状、環状或いはその組合せを含む含窒素有機置換基が挙げられる。 If the Y is represented by -C (O) R 14 is, R 14 is a hydrocarbon group or a halogenated hydrocarbon group of saturated or unsaturated, alkoxylated or aryloxy hydrocarbon group, or a nitrogen-containing An organic substituent is preferable, and R 14 is more preferably a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a trifluoromethyl group, or a pentafluorophenyl group. Therefore, as the substituent Y, acetyl group, propanoyl group, butanoyl group, pentanoyl group, hexanoyl group, heptanoyl group, octanoyl group, isobutanoyl group, trifluoroacetyl group, benzoyl group, pentafluorobenzoyl group, acryloyl group, methacryloyl group Including linear, branched, cyclic, or combinations thereof, such as methyl oxalyl group (—COCOCH 3 ), methyl malonyl group (—COCH 2 COCH 3 ), methyl succinyl group (—COCH 2 CH 2 COCH 3 ) Organic substituents including alkanoyl groups, acetoxymethylcarbonyl group, acetoxyethylcarbonyl group, benzoyloxyethylcarbonyl group, methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, methoxyethyleneoxycarbonyl group, etc., linear, branched, ring Alternatively, an organic substituent having an ester bond including a combination thereof; a nitrogen-containing organic substituent including a linear, branched, cyclic, or combination thereof, such as an amide group, an N-alkylamide group, and an N-phenylamide group; Can be mentioned.

Yが−S(O)l14で表される場合は、R14が、ハロゲン、又は、飽和又は不飽和の炭化水素基又はハロゲン化炭化水素基であるものが好ましく、より好ましくはハロゲン、ハロゲン化炭化水素基である。具体的には、−S(O)l14としては、フルオロスルフィニル基、クロロスルフィニル基、トリフルオロメチルスルフィニル基、ペンタフルオロエチルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基、ペンタフルオロフェニルスルフィニル基、トリルスルフィニル基等のスルフィニル基(l=1)、フルオロスルホニル基、クロロスルホニル基、トリフルオロメチルスルホニル基、ペンタフルオロエチルスルホニル基、トリルスルホニル基、フェニルスルホニル基、ペンタフルオロフェニルスルホニル基等のスルホニル基(l=2)がより好ましいものとして挙げられる。 When Y is represented by —S (O) 1 R 14 , R 14 is preferably a halogen, a saturated or unsaturated hydrocarbon group or a halogenated hydrocarbon group, more preferably a halogen, A halogenated hydrocarbon group; Specifically, as —S (O) 1 R 14 , a fluorosulfinyl group, a chlorosulfinyl group, a trifluoromethylsulfinyl group, a pentafluoroethylsulfinyl group, a phenylsulfinyl group, a pentafluorophenylsulfinyl group, a tolylsulfinyl group, etc. Sulfonyl groups (l = 1), fluorosulfonyl groups, chlorosulfonyl groups, trifluoromethylsulfonyl groups, pentafluoroethylsulfonyl groups, tolylsulfonyl groups, phenylsulfonyl groups, pentafluorophenylsulfonyl groups and the like (l = 2) ) Is more preferable.

−C(O)R14や−S(O)l14は、シアノ基同様電子求引性の置換基であり、中心元素に帯電した負電荷を非局在化させる。そのためシアノ基と同様に耐電圧の向上が期待できる。 -C (O) R 14 and -S (O) 1 R 14 are electron-withdrawing substituents like the cyano group and delocalize the negative charge charged in the central element. Therefore, the withstand voltage can be expected to be improved similarly to the cyano group.

上記Yが−Z(R142で表される場合は、ジメチルアミノ基、エチルメチルアミノ基等のZがNであるアミノ基;ジフェニルホスフィノ基、ジシクロヘキシルホスフィノ基等のZがPであるホスフィノ基;が挙げられる。 When Y is represented by —Z (R 14 ) 2 , amino groups such as dimethylamino group and ethylmethylamino group where Z is N; Z such as diphenylphosphino group and dicyclohexylphosphino group is P A certain phosphino group;

上記Yが−XR14で表される場合は、XがOであって、R14がハロゲンを有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基(例えば、メチル基、エチル基、フェニル基、ペンタフルオロフェニル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基等の飽和炭化水素基又は不飽和炭化水素基)である基; XがOであって、R14がアルキルシリル基(例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基等)である基;XがOであって、R14が1価の、直鎖状、分岐鎖状、環状或いはその組合せから選択されるアルカノイル基(例えば、アセチル基、トリフルオロアセチル基、プロパノイル基、ブタノイル基、ペンタノイル基、ヘキサノイル基、ヘプタノイル基、オクタノイル基、イソプロパノイル基、イソブタノイル基、ベンゾイル基、ペンタフルオロベンゾイル基、アクリロイル基、メタクリロイル基、メチルオキサリル基、メチルマロニル基、メチルスクシニル基等)である基;XがOであって、R14がスルフィニル基(例えば、フルオロスルフィニル基、クロロスルフィニル基、トリフルオロメチルスルフィニル基、トリルスルフィニル基等)、又は、スルホニル基(フルオロスルホニル基、クロロスルホニル基、トリフルオロメチルスルホニル基、トリルスルホニル基等)である基;XがSであって、R14がハロゲンを有していてもよい炭素数1〜20の炭化水素基である基(例えば、メチルチオ基、トリフルオロメチルチオ基等);等が挙げられる。なお、Xは、O又はSであるが、原料の入手のしやすさ、コストの面から、XはOであることが好ましい。 When Y is represented by —XR 14 , X is O, and R 14 may have a halogenated hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, phenyl group) A group that is a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group such as a pentafluorophenyl group, a trifluoromethyl group, or a pentafluoroethyl group); X is O, and R 14 is an alkylsilyl group (for example, trimethylsilyl) An alkanoyl group (for example, an acetyl group, a triethylsilyl group, etc.) selected from X, O, and R 14 is monovalent, linear, branched, cyclic, or a combination thereof. Fluoroacetyl, propanoyl, butanoyl, pentanoyl, hexanoyl, heptanoyl, octanoyl, isopropanoyl, isobutanoyl, benzoyl, pentaf Orobenzoiru group, an acryloyl group, a methacryloyl group, methyl oxalyl group, methylmalonyl group, group a Mechirusukushiniru group); a X is O, R 14 is a sulfinyl group (e.g., fluoro-sulfinyl group, chloro sulfinyl group, A trifluoromethylsulfinyl group, a tolylsulfinyl group, etc.) or a sulfonyl group (fluorosulfonyl group, chlorosulfonyl group, trifluoromethylsulfonyl group, tolylsulfonyl group, etc.); X is S, and R 14 is Groups (for example, a methylthio group, a trifluoromethylthio group, etc.) which are C1-C20 hydrocarbon groups which may have a halogen, etc. are mentioned. X is O or S, but X is preferably O from the viewpoint of easy availability of raw materials and cost.

シアノボレート塩にZ(R142やXR14を導入すると、高耐電圧はもちろん、溶媒への溶解性に優れた塩となる。この場合、R14に電子吸引性の置換基が含まれていると、シアノボレートアニオンの耐電圧性が増すため好ましい。具体的には、R14にアルカノイル基、スルフィニル基、スルホニル基が含まれていることが好ましい。同様に、R14はフッ素、又は、フルオロアルキル基等フッ素を含む基であることも好ましい。 When Z (R 14 ) 2 or XR 14 is introduced into the cyanoborate salt, it becomes a salt with excellent withstand voltage as well as high withstand voltage. In this case, it is preferable that R 14 contains an electron-withdrawing substituent because the voltage resistance of the cyanoborate anion increases. Specifically, R 14 preferably contains an alkanoyl group, a sulfinyl group, or a sulfonyl group. Similarly, R 14 is preferably fluorine or a group containing fluorine such as a fluoroalkyl group.

また、本発明のシアノボレート化合物のアニオンとしては、下記一般式(8−1)、(8−2)で表されるシアノボレートアニオン類等であってもよい。   The anion of the cyanoborate compound of the present invention may be cyanoborate anions represented by the following general formulas (8-1) and (8-2).


(一般式(8−1)、(8−2)中、XはOであり、pは0〜10の整数を表す。好ましくは、XはO、pは0〜4であり、pは0〜1であるのがより好ましい。)

(In the general formulas (8-1) and (8-2), X is O and p is an integer of 0 to 10. Preferably, X is O, p is 0 to 4, and p is 0. More preferably, it is ~ 1.)

より具体的な本発明のシアノボレート化合物のアニオンとしては、下記式(10−1)〜(10−14)で表されるものが挙げられる(nは0〜2の整数であるが、0または1が好ましく、0がさらに好ましい)。好ましいアニオンとしては(10−1),(10−2),(10−3),(10−4),(10−7),(10−9)及び(10−10)が挙げられる。   More specific examples of the anion of the cyanoborate compound of the present invention include those represented by the following formulas (10-1) to (10-14) (n is an integer of 0 to 2, 1 is preferable, and 0 is more preferable. Preferred anions include (10-1), (10-2), (10-3), (10-4), (10-7), (10-9) and (10-10).

1−2.プロトン(H+)、有機又は無機カチオン;Mm+
本発明に係るイオン性化合物を構成する有機カチオンMm+としては、一般式(2):L+−RS(式中、Lは、C、Si、N、P、S又はOを表し、Rは、同一若しくは異なる有機基であり、互いに結合していてもよい。sはLに結合するRの数を表し、2、3又は4である。なお、sは、元素Lの価数およびLに直接結合する二重結合の数によって決まる値である)で表されるオニウムカチオンが好適である。
1-2. Proton (H + ), organic or inorganic cation; M m +
The organic cation M m + constituting the ionic compound according to the present invention is represented by the general formula (2): L + -R S (wherein L represents C, Si, N, P, S or O, R Are the same or different organic groups and may be bonded to each other, s represents the number of R bonded to L, and is 2, 3 or 4. Note that s is the valence of element L and L The onium cation represented by the number of double bonds directly bonded to is preferable.

上記Rで示される「有機基」としては、水素原子、フッ素原子、又は、炭素原子を少なくとも1個有する基を意味する。上記「炭素原子を少なくとも1個有する基」は、炭素原子を少なくとも1個有してさえいればよく、また、ハロゲン原子やヘテロ原子などの他の原子や、置換基などを有していてもよい。置換基としては、例えば、アミノ基、イミノ基、アミド基、エーテル結合を有する基、チオエーテル結合を有する基、エステル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、カルボキシル基、カルバモイル基、シアノ基、ジスルフィド基、ニトロ基、ニトロソ基、スルホニル基などが挙げられる。   The “organic group” represented by R means a group having at least one hydrogen atom, fluorine atom, or carbon atom. The “group having at least one carbon atom” only needs to have at least one carbon atom, and may have another atom such as a halogen atom or a hetero atom, a substituent, or the like. Good. Examples of the substituent include amino group, imino group, amide group, ether bond group, thioether bond group, ester group, hydroxyl group, alkoxy group, carboxyl group, carbamoyl group, cyano group, disulfide group, nitro group. Group, nitroso group, sulfonyl group and the like.

一般式(2)で表されるオニウムカチオンとしては、たとえば、下記一般式で表されるものが挙げられる。   Examples of the onium cation represented by the general formula (2) include those represented by the following general formula.


(式中のRは、一般式(2)と同様)

(R in the formula is the same as in the general formula (2))

上記一般式で表される6つのオニウムカチオンの中でも、LがN,P,SまたはOであるものがより好ましく、さらに好ましいのはLがNのオニウムカチオンである。上記オニウムカチオンは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。具体的に、LがN,P,SまたはOであるオニウムカチオンとしては、下記一般式(3)〜(5)で表されるものが好ましいオニウムカチオンとして挙げられる。   Among the six onium cations represented by the above general formula, those in which L is N, P, S or O are more preferable, and onium cations in which L is N are more preferable. The said onium cation may be used independently and may use 2 or more types together. Specifically, examples of the onium cation in which L is N, P, S, or O include those represented by the following general formulas (3) to (5).

一般式(3):   General formula (3):


で表される15種類の複素環オニウムカチオンの内の少なくとも一種。

At least one of 15 types of heterocyclic onium cations represented by the formula:

上記有機基R1〜R8は、一般式(2)で例示した有機基Rと同様のものが挙げられる。より詳しくは、R1〜R8は、水素原子、フッ素原子、又は、有機基であり、有機基としては、直鎖、分岐鎖又は環状(但し、R1〜R8が互いに結合して環を形成しているものを除く)の炭素数1〜18の炭化水素基、あるいは炭化フッ素基であるのが好ましく、より好ましいものは炭素数1〜8の炭化水素基、炭化フッ素基である。また、有機基は、上記一般式(2)に関して例示した置換基や、N、O、Sなどのヘテロ原子及びハロゲン原子を含んでいてもよい。 Examples of the organic groups R 1 to R 8 include the same organic groups R exemplified in the general formula (2). More specifically, R 1 to R 8 are a hydrogen atom, a fluorine atom, or an organic group, and examples of the organic group include a straight chain, a branched chain, or a ring (provided that R 1 to R 8 are bonded to each other to form a ring). Are preferably a hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms or a fluorine group, and more preferably a hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms or a fluorine group. Moreover, the organic group may contain the substituent illustrated about the said General formula (2), hetero atoms, such as N, O, and S, and a halogen atom.

一般式(4):   General formula (4):


(式中、R1〜R12は、一般式(3)のR1〜R8と同様)
で表される9種類の飽和環オニウムカチオンの内の少なくとも一種。

(Wherein R 1 to R 12 are the same as R 1 to R 8 in the general formula (3))
At least one of nine types of saturated ring onium cations represented by the formula:

一般式(5):   General formula (5):


(式中、R1〜R4は、一般式(3)のR1〜R8と同様)
で表される鎖状オニウムカチオン。

(Wherein R 1 to R 4 are the same as R 1 to R 8 in the general formula (3))
A chain onium cation represented by

例えば、一般式(5)で表される鎖状オニウムカチオンとしては、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、テトラヘプチルアンモニウム、テトラヘキシルアンモニウム、テトラオクチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、メトキシエチルジエチルメチルアンモニウム、トリメチルフェニルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリエチルアンモニウム、ベンジルトリブチルアンモニウム、ジメチルジステアリルアンモニウム、ジアリルジメチルアンモニウム、2−メトキシエトキシメチルトリメチルアンモニウムおよびテトラキス(ペンタフルオロエチル)アンモニウム、N−メトキシトリメチルアンモニウム、N−エトキシトリメチルアンモニウム、N−プロポキシトリメチルアンモニウム等の第4級アンモニウム類、トリメチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、ジエチルメチルアンモニウム、ジメチルエチルアンモニウム、ジブチルメチルアンモニウム等の第3級アンモニウム類、ジメチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、ジブチルアンモニウム等の第2級アンモニウム類、メチルアンモニウム、エチルアンモニウム、ブチルアンモニウム、ヘキシルアンモニウム、オクチルアンモニウム等の第1級アンモニウム類、およびNH4で表されるアンモニウム化合物等が挙げられる。 For example, as the chain onium cation represented by the general formula (5), tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium, tetrabutylammonium, tetraheptylammonium, tetrahexylammonium, tetraoctylammonium, triethylmethylammonium, methoxy Ethyl diethylmethylammonium, trimethylphenylammonium, benzyltrimethylammonium, benzyltriethylammonium, benzyltributylammonium, dimethyldistearylammonium, diallyldimethylammonium, 2-methoxyethoxymethyltrimethylammonium and tetrakis (pentafluoroethyl) ammonium, N-methoxytrimethyl Ammonium, N-ethoxylate Quaternary ammoniums such as methylammonium and N-propoxytrimethylammonium, tertiary ammoniums such as trimethylammonium, triethylammonium, tributylammonium, diethylmethylammonium, dimethylethylammonium and dibutylmethylammonium, dimethylammonium and diethylammonium, Secondary ammoniums such as dibutylammonium, primary ammoniums such as methylammonium, ethylammonium, butylammonium, hexylammonium and octylammonium, and ammonium compounds represented by NH 4 are included.

上記一般式(3)〜(5)のオニウムカチオンの中でも、窒素原子を含むオニウムカチオンがより好ましく、さらに好ましいものとしては、下記一般式;   Among the onium cations of the above general formulas (3) to (5), an onium cation containing a nitrogen atom is more preferable, and a more preferable one is the following general formula:


(式中、R1〜R12は、一般式(3)のR1〜R8と同様である。)
で表される6種類のオニウムカチオンの少なくとも1種が挙げられる。

(Wherein, R 1 to R 12 are the same as R 1 to R 8 of general formula (3).)
And at least one of six kinds of onium cations represented by the formula:

上記6種類のオニウムカチオンの中でも、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム及びトリエチルメチルアンモニウム等の鎖状第4級アンモニウム、トリエチルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、ジブチルメチルアンモニウム及びジメチルエチルアンモニウム等の鎖状第3級アンモニウム、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム及び1,2,3−トリメチルイミダゾリウム等のイミダゾリウム、N,N−ジメチルピロリジニウム及びN−エチル−N−メチルピロリジニウム等のピロリジニウムは入手容易であるためより好ましい。さらに好ましいものとしては、第4級アンモニウム、イミダゾリウムが挙げられる。なお、耐還元性の観点からは、上記鎖状オニウムカチオンに分類されるテトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムおよびトリエチルメチルアンモニウムなどの第4級アンモニウムがさらに好ましい。   Among the six kinds of onium cations, chain quaternary ammonium such as tetraethylammonium, tetrabutylammonium and triethylmethylammonium, chained tertiary ammonium such as triethylammonium, tributylammonium, dibutylmethylammonium and dimethylethylammonium, Pyrrolidiniums such as 1-ethyl-3-methylimidazolium and imidazolium such as 1,2,3-trimethylimidazolium, N, N-dimethylpyrrolidinium and N-ethyl-N-methylpyrrolidinium are readily available. It is more preferable because it exists. More preferred are quaternary ammonium and imidazolium. From the viewpoint of reduction resistance, quaternary ammonium such as tetraethylammonium, tetrabutylammonium and triethylmethylammonium classified into the chain onium cation is more preferable.

無機カチオンMm+としては、Li+、Na+、K+、Cs+等の1価の無機カチオンM1+;Mg2+、Ca2+、Zn2+、Pd2+、Sn2+、Hg2+、Rh2+、Cu2+、Be2+、Sr2+、Ba2+、Pb2+等の2価の無機カチオンM2+;および、Ga3+等の3価の無機カチオンM3+が挙げられる。これらの中でも、Li+、Na+、Mg2+およびCa2+はイオン半径が小さく蓄電デバイス等に利用し易いため好ましく、より好ましい無機カチオンMm+はLi+である。 Examples of the inorganic cation M m + include monovalent inorganic cations M 1+ such as Li + , Na + , K + , and Cs + ; Mg 2+ , Ca 2+ , Zn 2+ , Pd 2+ , Sn 2+ , hg 2+, Rh 2+, Cu 2+ , Be 2+, Sr 2+, Ba 2+, 2 divalent inorganic cations M 2+ of Pb 2+ and the like; and trivalent inorganic cation of Ga 3+ etc. M 3+ is mentioned. Among these, Li + , Na + , Mg 2+, and Ca 2+ are preferable because they have a small ionic radius and can be easily used for power storage devices and the like, and a more preferable inorganic cation M m + is Li + .

本発明に係る化合物(1)には、上記カチオンとアニオンの組み合わせからなるものは全て含まれる。具体的なイオン性化合物(1)としては、トリエチルメチルアンモニウムシアノフルオロオキサラトボレート、トリエチルアンモニウムジシアノオキサラトボレート、トリブチルアンモニウムジシアノオキサラトボレート、トリエチルアンモニウムジシアノマロナトボレート、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムジシアノオキサラトボレート、トリエチルメチルアンモニウムジシアノスクシナトボレート、トリエチルメチルアンモニウムジシアノオキサラトボレート(トリエチルメチルアンモニウムジシアノオキサリルボレート)、トリエチルメチルアンモニウムメチルシアノオキサラトボレート、トリエチルメチルアンモニウムトリフルオロメチルシアノオキサラトボレート、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムシアノフェニルマロナトボレート等の有機カチオンの塩;リチウムシアノフェニルオキサラトボレート、ナトリウムジシアノオキサラトボレート、マグネシウムビス(ジシアノオキサラトボレート)、リチウムトリフルオロメチルシアノスクシナトボレート、リチウムシアノフェニルオキサラトエトキシボレート、リチウムシアノペンタフルオロフェノキシオキサラトブトキシボレート、リチウムトリフルオロメトキシシアノマロナトボレート、リチウムシアノ(ペンタフルオロフェノキシ)スクシナトボレート、リチウムシアノ(アセトキシ)オキサラトボレート、リチウムシアノ(トリフルオロアセトキシ)マロナトボレート、リチウムシアノ((メトキシカルボニル)オキソ)オキサラトボレート、リチウムシアノ(フルオロスルホナート)オキサラトボレート、リチウムシアノ(トリフルオロメタンスルホナート)オキサラトボレート、リチウムシアノ(メタンスルホナート)オキサラトボレート、リチウムシアノ(p−トルエンスルホナート)オキサラトボレート、リチウムシアノ(フルオロスルホニル)オキサラトボレート、リチウムシアノ(アセチル)オキサラトボレート、リチウムシアノ(トリフルオロアセチル)オキサラトボレート、リチウムシアノ(トリメチルシロキシ)オキサラトボレート、リチウムジシアノオキサラトボレート(リチウムジシアノオキサリルボレート)、リチウムシアノフルオロオキサラトボレート(リチウムシアノフルオロオキサリルボレート)等の無機カチオンの塩;が挙げられる。   The compound (1) according to the present invention includes all compounds composed of combinations of the above cations and anions. Specific examples of the ionic compound (1) include triethylmethylammonium cyanofluorooxalate borate, triethylammonium dicyanooxalatoborate, tributylammonium dicyanooxalatoborate, triethylammonium dicyanomalonatoborate, 1-ethyl-3-methylimidazo Rium dicyanooxalatoborate, triethylmethylammonium dicyanosuccinateborate, triethylmethylammonium dicyanooxalatoborate (triethylmethylammonium dicyanooxalylborate), triethylmethylammonium methylcyanooxalatoborate, triethylmethylammonium trifluoromethylcyanooxalatoborate, 1-ethyl-3-methylimidazolium cyanophenylmer Salts of organic cations such as natoborate; lithium cyanophenyl oxalate borate, sodium dicyano oxalate borate, magnesium bis (dicyano oxalate borate), lithium trifluoromethyl cyanosuccinate borate, lithium cyanophenyl oxalate ethoxyborate, lithium cyanopenta Fluorophenoxyoxalatobutoxyborate, lithium trifluoromethoxycyanomalonatoborate, lithium cyano (pentafluorophenoxy) succinateborate, lithium cyano (acetoxy) oxalatoborate, lithium cyano (trifluoroacetoxy) malonatoborate, lithium cyano ((methoxy Carbonyl) oxo) oxalatoborate, lithium cyano (fluorosulfonate) oxalatoborate Lithium cyano (trifluoromethanesulfonate) oxalatoborate, lithium cyano (methanesulfonate) oxalatoborate, lithium cyano (p-toluenesulfonate) oxalatoborate, lithium cyano (fluorosulfonyl) oxalatoborate, lithium Cyano (acetyl) oxalatoborate, lithium cyano (trifluoroacetyl) oxalatoborate, lithium cyano (trimethylsiloxy) oxalatoborate, lithium dicyanooxalatoborate (lithium dicyanooxalylborate), lithium cyanofluorooxalatoborate (lithium cyano) And salts of inorganic cations such as fluorooxalyl borate).

2−1.製造方法
本発明には、化合物(1)の製造方法も含まれる。
一般式(1)で表されるシアノボレート化合物は、特定のホウ素化合物と、アルキルシリル化合物、または金属シアニドを反応させることにより製造することができる。なお、上記反応には、必要に応じて、有機又は無機カチオンのハロゲン塩を用いてもよい。
2-1. Production Method The present invention includes a production method of the compound (1).
The cyanoborate compound represented by the general formula (1) can be produced by reacting a specific boron compound with an alkylsilyl compound or a metal cyanide. In addition, you may use the halogen salt of an organic or inorganic cation for the said reaction as needed.

本発明の製造方法で使用できる好ましいホウ素化合物としては、B(Y’)q(X153-q又はM+B(Y’)q(X154-qの一般式で表される有機ハロゲン化合物が挙げられる(Y’、M+は一般式(1)のY、m=1であるMm+と同様、X15はハロゲン、qは2または3を表す)。この中でも、B(Y)t(X)1-t(OCO(CH2nCOO)又はM+B(Y)t(X)2-t(OCO(CH2COO) (ここでYは一般式(1)での定義と同様、Xはハロゲン、n=0〜10,t=0または1)の一般式で表されるものが好適に使用できる。具体的には、LiB(F)2(OCOCOO)、LiB(F)(Me)(OCOCOO)、LiB(F)(CF3)(OCOCOO)、LiB(F)(OSO2CF3)(OCOCOO)、LiB(F)2(OCOCH2COO)、LiB(Cl)(OCH2CH=CH2)(OCOCOO)、LiB(OSO2F)(F)(OCOCH2CH2COO)、Et3NHB(F)(OCOCF3)(OCOCOO)、Et3MeNB(Ph)(F)(OCOCOO)、EMImB(OCOCH3)(Cl)(OCOCH2COO)、Et4NB(OCF3)(F)(OCOCOO)、Et3MeNB(OCOPh)(F)(OCOCOO)、LiB(OMe)(F)(OCOCOO)、LiB(CH2CH=CH2)(F)(OCOCOO)等の、ハロゲンと、アルキル基、アリール基、又はアルカノイル基等の有機基とが、ホウ素に結合した有機ハロゲン化ホウ素化合物が挙げられる。なお、上記の有機ハロゲン化ホウ素化合物は、例えば、Chemistry−A European Journal 2009, 15, 10,p2270−p2272.に記載の方法を参照して製造することができる。 Preferred boron compounds that can be used in the production method of the present invention are represented by the general formula B (Y ′) q (X 15 ) 3 -q or M + B (Y ′) q (X 15 ) 4 -q. organic halogen compounds (Y ', M + similarly Y in the general formula (1), and M m + is an m = 1, X 15 is a halogen, q represents 2 or 3). Among these, B (Y) t (X) 1-t (OCO (CH 2 ) n COO) or M + B (Y) t (X) 2−t (OCO (CH 2 ) n COO) (where Y As in the definition in the general formula (1), X is a halogen, and n = 0 to 10, t = 0 or 1) can be suitably used. Specifically, LiB (F) 2 (OCOCOO), LiB (F) (Me) (OCOCOO), LiB (F) (CF 3 ) (OCOCOO), LiB (F) (OSO 2 CF 3 ) (OCOCOO) , LiB (F) 2 (OCOCH 2 COO), LiB (Cl) (OCH 2 CH = CH 2) (OCOCOO), LiB (OSO 2 F) (F) (OCOCH 2 CH 2 COO), Et 3 NHB (F ) (OCOCF 3 ) (OCOCOO), Et 3 MeNB (Ph) (F) (OCOCOO), EMImB (OCOCH 3 ) (Cl) (OCOCH 2 COO), Et 4 NB (OCF 3 ) (F) (OCOCOO), Et 3 MeNB (OCOPh) (F ) (OCOCOO), LiB (OMe) (F) (OCOCOO), LiB (CH 2 CH = CH 2) , such as (F) (OCOCOO), And androgenic, alkyl group, and an organic group such as an aryl group, or alkanoyl group, organic boron halide compound bonded to the boron and the like. In addition, said organic boron halide compound is, for example, Chemistry-A European Journal 2009, 15, 10, p2270-p2272. It can manufacture with reference to the method as described in (1).

上記の有機ハロゲン化ホウ素化合物にシアノ基を導入するシアン源としては、アルキルシリル化合物又は金属シアニドを用いることができる。具体例なアルキルシリル化合物としては、トリメチルシリルシアニド、トリエチルシリルシアニド、トリイソプロピルシリルシアニド、エチルジメチルシリルシアニド、イソプロピルジメチルシリルクロリド、tert-ブチルジメチルシリルシアニド等のアルキルシリルシアニド;ジメチルフェニルシリルシアニド、フェニルジメチルシリルシアニド等のアルキルアリールシリルシアニドが挙げられる。金属シアニドとしては、銅シアニド、亜鉛シアニド、シアン化カリウム、シアン化ナトリウム、シアン化リチウム等が挙げられる。中でも、アルキルシリルシアニド又はアルキルアリールシリルシアニドが好適に用いられる。より好ましくはトリアルキルシリルシアニドである。さらに好ましくはトリメチルシリルシアニドである。   As a cyan source for introducing a cyano group into the organic boron halide compound, an alkylsilyl compound or a metal cyanide can be used. Specific examples of the alkylsilyl compound include trimethylsilylcyanide, triethylsilylcyanide, triisopropylsilylcyanide, alkyldimethylcyanide such as ethyldimethylsilylcyanide, isopropyldimethylsilyl chloride, tert-butyldimethylsilylcyanide; dimethyl Examples thereof include alkylarylsilyl cyanides such as phenylsilylcyanide and phenyldimethylsilylcyanide. Examples of the metal cyanide include copper cyanide, zinc cyanide, potassium cyanide, sodium cyanide, lithium cyanide and the like. Of these, alkylsilylcyanides or alkylarylsilylcyanides are preferably used. More preferred is trialkylsilyl cyanide. More preferred is trimethylsilylcyanide.

本発明の製造方法は、有機又は無機カチオンのハロゲン塩の存在下で行ってもよい。
有機又は無機カチオンのハロゲン塩を構成するハロゲンとしては、F、Cl、Br及びIが好ましく、より好ましくはCl又はBrである。一方、有機又は無機カチオンのハロゲン塩を構成する有機又は無機カチオンとしては、上述した化合物(1)を構成する有機又は無機カチオンが挙げられる。
The production method of the present invention may be performed in the presence of a halogen salt of an organic or inorganic cation.
As the halogen constituting the halogen salt of the organic or inorganic cation, F, Cl, Br and I are preferable, and Cl or Br is more preferable. On the other hand, the organic or inorganic cation constituting the halogen salt of an organic or inorganic cation includes the organic or inorganic cation constituting the compound (1) described above.

好ましい有機又は無機カチオンのハロゲン塩としては、トリエチルアンモニウムブロマイド、トリブチルアンモニウムブロマイド、トリエチルメチルアンモニウムブロマイド、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムブロマイド、リチウムブロマイド、トリエチルアンモニウムクロライド、トリブチルアンモニウムクロライド、トリエチルメチルアンモニウムクロライド、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムクロライド、トリエチルメチルアンモニウムクロライド、リチウムクロライドが挙げられる。より好ましい有機又は無機カチオンのハロゲン塩は、トリエチルアンモニウムブロマイド、トリエチルメチルアンモニウムブロマイド、リチウムブロマイド、トリエチルアンモニウムクロライド、トリエチルメチルアンモニウムクロライド、リチウムクロライドであり、さらに好ましくは、トリエチルアンモニウムブロマイド、トリエチルメチルアンモニウムブロマイド、リチウムブロマイドである。   Preferred halogen salts of organic or inorganic cations include triethylammonium bromide, tributylammonium bromide, triethylmethylammonium bromide, 1-ethyl-3-methylimidazolium bromide, lithium bromide, triethylammonium chloride, tributylammonium chloride, triethylmethylammonium chloride. 1-ethyl-3-methylimidazolium chloride, triethylmethylammonium chloride, and lithium chloride. More preferred halogen salts of organic or inorganic cations are triethylammonium bromide, triethylmethylammonium bromide, lithium bromide, triethylammonium chloride, triethylmethylammonium chloride, lithium chloride, and more preferably triethylammonium bromide, triethylmethylammonium bromide, Lithium bromide.

上記有機又は無機カチオンのハロゲン塩の使用量は、ホウ素化合物に対して、1:5〜5:1(ホウ素化合物:有機又は無機カチオンのハロゲン塩、モル比)とするのが好ましい。より好ましくは1:2〜2:1であり、さらに好ましくは1:0.8〜1:1.2である。有機又は無機カチオンのハロゲン塩の配合量が少なすぎると、副生成物の除去が不十分となったり、カチオン量が不足して効率よく目的物を生成できない場合がある。一方、有機又は無機カチオンのハロゲン塩の配合量が多すぎると、有機又は無機カチオンのハロゲン塩が不純物として残存する傾向がある。   The amount of the halogen salt of the organic or inorganic cation used is preferably 1: 5 to 5: 1 (boron compound: halogen salt of organic or inorganic cation, molar ratio) with respect to the boron compound. More preferably, it is 1: 2 to 2: 1, and still more preferably 1: 0.8 to 1: 1.2. If the blending amount of the organic or inorganic cation halogen salt is too small, removal of by-products may be insufficient, or the target amount may not be efficiently generated due to insufficient cation amount. On the other hand, if the amount of the halogen salt of the organic or inorganic cation is too large, the halogen salt of the organic or inorganic cation tends to remain as an impurity.

本発明の製造方法では、反応を均一に進行させるため、反応溶媒を用いるのが好ましい。反応溶媒としては、上記原料が溶解するものであれば特に限定されず、水又は有機溶媒が用いられる。有機溶媒としては、トルエン、キシレン、ベンゼン、へキサン等の炭化水素系溶媒、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の塩素系溶媒、ジエチルエーテル、シクロヘキシルメチルエーテル、ジブチルエーテル、ジメトキシエタン、ジオキサン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン等のエーテル系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、2−ブタノン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール、2−プロパノール、ブタノール等のアルコール系溶媒、アセトニトリル、イソブチロニトリル、バレロニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系溶媒、γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン等が挙げられる。これらの反応溶媒は単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。好ましくは、クロロホルム、ジクロロメタン、ジクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン等の塩素系溶媒、アセトニトリル、イソブチロニトリル、バレロニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル系溶媒である。さらに好ましくはニトリル系溶媒である。反応条件は特に限定されず、例えば、反応温度は20℃〜150℃(より好ましくは30℃〜120℃、さらに好ましくは50℃〜100℃)とすればよく、反応時間は1時間〜50時間(より好ましくは2時間〜10時間)とすればよい。   In the production method of the present invention, it is preferable to use a reaction solvent in order to allow the reaction to proceed uniformly. The reaction solvent is not particularly limited as long as it dissolves the above raw materials, and water or an organic solvent is used. Examples of organic solvents include hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, benzene and hexane, chlorine solvents such as chloroform, dichloromethane, dichloroethane, chlorobenzene and dichlorobenzene, diethyl ether, cyclohexyl methyl ether, dibutyl ether, dimethoxyethane, and dioxane. , Ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxolane, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, ketone solvents such as 2-butanone and methyl isobutyl ketone, alcohol solvents such as methanol, ethanol, 2-propanol and butanol, acetonitrile , Nitrile solvents such as isobutyronitrile, valeronitrile, benzonitrile, γ-butyrolactone, ε-caprolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl Examples include carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate, dimethyl sulfoxide, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone and the like. These reaction solvents may be used alone or in combination of two or more. Preferred are chlorinated solvents such as chloroform, dichloromethane, dichloroethane, chlorobenzene and dichlorobenzene, and nitrile solvents such as acetonitrile, isobutyronitrile, valeronitrile and benzonitrile. More preferred are nitrile solvents. The reaction conditions are not particularly limited. For example, the reaction temperature may be 20 ° C. to 150 ° C. (more preferably 30 ° C. to 120 ° C., still more preferably 50 ° C. to 100 ° C.), and the reaction time may be 1 hour to 50 hours. (More preferably 2 hours to 10 hours).

2−2.カチオン交換反応
上記製造方法により得られたシアノボレート化合物は、さらに、カチオン交換反応を行ってもよい。一般式(1)で表されるシアノボレート化合物の特性はカチオン種に依存するので、カチオン交換反応を行うことで、特性の異なるシアノボレート塩を容易に得ることができる。
2-2. Cation Exchange Reaction The cyanoborate compound obtained by the above production method may further undergo a cation exchange reaction. Since the characteristics of the cyanoborate compound represented by the general formula (1) depend on the cation species, cyanoborate salts having different characteristics can be easily obtained by performing a cation exchange reaction.

カチオン交換反応は、上記製造方法により得られた一般式(1)で表されるシアノボレート化合物と所望のカチオンを有するイオン性物質とを反応させればよい。上記イオン性物質としては、所望のカチオンを有する化合物であれば良く、例えば水酸化物、ハロゲン塩、四フッ化ホウ酸塩、六フッ化リン酸塩、過塩素酸塩、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド塩等が挙げられる。カチオン交換反応の際の条件も特に限定されず、反応温度や時間は、反応の進行状況に応じて適宜調整すればよい。また、必要に応じて溶媒を使用してもよく、例えば、上述した反応溶媒が好ましく用いられる。   The cation exchange reaction may be performed by reacting the cyanoborate compound represented by the general formula (1) obtained by the above production method with an ionic substance having a desired cation. The ionic substance may be a compound having a desired cation, such as hydroxide, halogen salt, tetrafluoroborate, hexafluorophosphate, perchlorate, bis (trifluoromethanesulfonyl). ) Imide salts and the like. The conditions for the cation exchange reaction are not particularly limited, and the reaction temperature and time may be appropriately adjusted according to the progress of the reaction. Moreover, you may use a solvent as needed, for example, the reaction solvent mentioned above is used preferably.

2−3.精製
本発明の製造方法においては、上記反応後、生成した化合物(1)(粗生成物)中の不純物量を一層低減させ、純度を高めるため精製を行ってもよい。精製法は特に限定されないが、例えば、水、有機溶媒、およびこれらの混合溶媒での生成物の洗浄、生成物を酸化剤と接触させる酸化剤処理や、吸着精製法、再沈殿法、分液抽出法、再結晶法、晶析法及びクロマトグラフィー等による精製など従来公知の精製方法はいずれも採用できる。
2-3. Purification In the production method of the present invention, after the above reaction, purification may be performed to further reduce the amount of impurities in the produced compound (1) (crude product) and increase the purity. The purification method is not particularly limited. For example, the product is washed with water, an organic solvent, and a mixed solvent thereof, the oxidizing agent treatment in which the product is brought into contact with an oxidizing agent, the adsorption purification method, the reprecipitation method, the liquid separation. Any conventionally known purification method such as extraction, recrystallization, crystallization, and purification by chromatography can be employed.

これらの精製法は1種を単独で実施しても、2種以上を組み合わせてもよい。なお、上記不純物を低減させる観点からは、酸化剤処理、吸着精製法、分液抽出法、晶析法の1種以上を採用するのが好ましく、特に、これらを全て実施することが好ましい。   These purification methods may be implemented individually by 1 type, or may combine 2 or more types. In addition, from the viewpoint of reducing the impurities, it is preferable to employ at least one of an oxidant treatment, an adsorption purification method, a liquid separation extraction method, and a crystallization method, and it is particularly preferable to implement all of them.

3.組成物
本発明には、本発明のシアノボレート化合物と媒体を含む組成物も含まれる。
上記媒体としては特に限定されるものではないが、非水系溶媒、ポリマー、ポリマーゲル等が挙げられる。非水系溶媒としては、誘電率が大きく、化合物(1)の溶解性が高く、沸点が60℃以上であり、且つ、電気化学的安定範囲が広い溶媒が好適である。より好ましくは、含有水分量が低い有機溶媒(非水系溶媒)である。このような有機溶媒としては、エチレングリコールジメチルエーテル(1,2−ジメトキシエタン)、エチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、2,6−ジメチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、クラウンエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエ−テル、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン等のエーテル類;炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル(メチルエチルカーボネート)、炭酸ジエチル(ジエチルカーボネート)、炭酸ジフェニル、炭酸メチルフェニル等の鎖状炭酸エステル類;炭酸エチレン(エチレンカーボネート)、炭酸プロピレン(プロピレンカーボネート)、2,3−ジメチル炭酸エチレン、炭酸ブチレン、炭酸ビニレン、2−ビニル炭酸エチレン等の環状炭酸エステル類;蟻酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸、プロピオン酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、酢酸アミル等の脂肪族カルボン酸エステル類;安息香酸メチル、安息香酸エチル等の芳香族カルボン酸エステル類;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン等のカルボン酸エステル類;リン酸トリメチル、リン酸エチルジメチル、リン酸ジエチルメチル、リン酸トリエチル等のリン酸エステル類;アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシプロピオニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、2−メチルグルタロニトリル、バレロニトリル、ブチロニトリル、イソブチルニトリル等のニトリル類;N−メチルホルムアミド、N−エチルホルムアミド、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−メチルピロリジノン、N−ビニルピロリドン等のアミド類;ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、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硫黄化合物類:エチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のアルコール類;ジメチルスルホキシド、メチルエチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド類;ベンゾニトリル、トルニトリル等の芳香族ニトリル類;ニトロメタン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン、3−メチル−2−オキサゾリジノン等を挙げることができる。これらの中でも、鎖状炭酸エステル類、環状炭酸エステル類、脂肪族カルボン酸エステル類、カルボン酸エステル類、エーテル類が好ましく、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等がより好ましい。上記溶媒は1種を単独で用いてもよく、又、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
3. Composition The present invention also includes a composition comprising the cyanoborate compound of the present invention and a medium.
Although it does not specifically limit as said medium, A nonaqueous solvent, a polymer, a polymer gel, etc. are mentioned. As the non-aqueous solvent, a solvent having a large dielectric constant, high solubility of the compound (1), a boiling point of 60 ° C. or higher, and a wide electrochemical stability range is preferable. More preferably, it is an organic solvent (non-aqueous solvent) having a low water content. Examples of such organic solvents include ethylene glycol dimethyl ether (1,2-dimethoxyethane), ethylene glycol diethyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 2,6-dimethyltetrahydrofuran, tetrahydropyran, crown ether, triethylene glycol dimethyl ether, Ethers such as tetraethylene glycol dimethyl ether, 1,4-dioxane, 1,3-dioxolane; dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate (methyl ethyl carbonate), diethyl carbonate (diethyl carbonate), diphenyl carbonate, methyl phenyl carbonate, etc. Chain carbonates of ethylene carbonate (ethylene carbonate), propylene carbonate (propylene carbonate), 2,3-dimethylethylene carbonate, butyrate , Cyclic carbonates such as vinylene carbonate and 2-vinylethylene carbonate; aliphatic carboxylic acid esters such as methyl formate, methyl acetate, propionic acid, methyl propionate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, amyl acetate; Aromatic carboxylic acid esters such as methyl acid and ethyl benzoate; carboxylic acid esters such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and δ-valerolactone; trimethyl phosphate, ethyldimethyl phosphate, diethylmethyl phosphate, phosphorus Phosphate esters such as triethyl acid; Nitriles such as acetonitrile, propionitrile, methoxypropionitrile, glutaronitrile, adiponitrile, 2-methylglutaronitrile, valeronitrile, butyronitrile, isobutylnitrile; N-methylformamide, N-Echi Amides such as formamide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidinone, N-vinylpyrrolidone; dimethylsulfone, ethylmethylsulfone, diethylsulfone, sulfolane, 3-methylsulfolane, 2,4 -Sulfur compounds such as dimethylsulfolane: alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide, methyl ethyl sulfoxide, diethyl sulfoxide; benzonitrile, tolunitrile, etc. Aromatic nitriles; nitromethane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2 (1H) -pyrimidinone , 3-methyl-2-oxazolidinone and the like. Among these, chain carbonic acid esters, cyclic carbonic acid esters, aliphatic carboxylic acid esters, carboxylic acid esters, and ethers are preferable, and dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, γ- Butyrolactone, γ-valerolactone and the like are more preferable. The said solvent may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

媒体として用いられるポリマーとしては、エポキシ化合物(エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、アリルグリシジルエーテル等)の単独重合体又は共重合体であるポリエチレンオキシド(PEO)、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル系ポリマー)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)などのメタクリル系ポリマー、ポリアクリロニトリル(PAN)等のニトリル系ポリマー、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレンなどのフッ素系ポリマー、および、これらの共重合体等が挙げられる。また、これらのポリマーと他の有機溶媒とを混合したポリマーゲルも本発明に係る媒体として用いることができる。他の有機溶媒としては上述の非プロトン性溶媒が挙げられる。   As a polymer used as a medium, an epoxy compound (polyethylene oxide (PEO), which is a homopolymer or copolymer of ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, allyl glycidyl ether, etc.) or a polyether polymer such as polypropylene oxide), Methacrylic polymers such as polymethyl methacrylate (PMMA), nitrile polymers such as polyacrylonitrile (PAN), fluoropolymers such as polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene, and copolymers thereof Etc. In addition, a polymer gel obtained by mixing these polymers with another organic solvent can also be used as the medium according to the present invention. Examples of the other organic solvent include the aprotic solvents described above.

上記ポリマーゲルを媒体とする場合は、従来公知の方法で成膜したポリマーに、上述の非プロトン性溶媒に化合物(1)を溶解させた溶液を滴下して、化合物(1)並びに非プロトン性溶媒を含浸、担持させる方法;ポリマーの融点以上の温度でポリマーと化合物(1)とを溶融、混合した後、成膜し、ここに非プロトン有機溶媒を含浸させる方法;予め有機溶媒に溶解させた化合物(1)溶液とポリマーとを混合した後、これをキャスト法やコーティング法により成膜し、有機溶媒を揮発させる方法(以上、ゲル電解質);ポリマーの融点以上の温度でポリマーと化合物(1)とを溶融し、混合して成形する方法(真性ポリマー電解質);等が挙げられる。   When the polymer gel is used as a medium, a solution in which the compound (1) is dissolved in the above-mentioned aprotic solvent is added dropwise to a polymer formed by a conventionally known method, so that the compound (1) and aprotic A method of impregnating and supporting a solvent; a method in which a polymer and the compound (1) are melted and mixed at a temperature equal to or higher than the melting point of the polymer, and then formed into a film and impregnated with an aprotic organic solvent; (1) A method in which a solution and a polymer are mixed and then formed into a film by a casting method or a coating method, and the organic solvent is volatilized (the gel electrolyte); the polymer and the compound (at a temperature equal to or higher than the melting point of the polymer). 1) and a method of melting and mixing (intrinsic polymer electrolyte); and the like.

本発明の組成物は、本発明に係るシアノボレート化合物(1)と媒体のみを含むものであってもよいが、シアノボレート化合物(1)以外の他の電解質が含まれていてもよい。他の電解質を用いることで、組成物中のイオンの絶対量を増加させることができ、当該組成物を電解質又は電解液材料とした場合に電気伝導度の向上を図ることができる。   The composition of the present invention may contain only the cyanoborate compound (1) and the medium according to the present invention, but may contain an electrolyte other than the cyanoborate compound (1). By using another electrolyte, the absolute amount of ions in the composition can be increased, and when the composition is used as an electrolyte or an electrolytic solution material, the electrical conductivity can be improved.

他の電解質としては、組成物中での解離定数が大きく、また、上記非水系溶媒と溶媒和し難いアニオンを有するものが好ましい。他の電解質を構成するカチオン種としては、例えば、Li+、Na+、K+等のアルカリ金属イオン、Ca2+、Mg2+等のアルカリ土類金属イオン、及び、上述のオニウムカチオンが挙げられ、特に、鎖状第4級アンモニウム又はリチウムイオンが好ましい。一方、アニオン種としては、PF6 -、BF4 -、Cl-、Br-、ClO4 -、AlCl4 -、C[(CN)3-、N[(CN)2-、N[(SO2CF32-、N[(SO2F)2-、CF3(SO3-、C[(CF3SO23-、AsF6 -、SbF6 -およびジシアノトリアゾレートイオン(DCTA)等が挙げられる。これらの中でも、PF6 -、BF4 -がより好ましい。具体的には、カチオン成分としてトリエチルメチルアンモニウム、アニオン成分としてBF4 -を含むトリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボレート、カチオン成分としてテトラエチルアンモニウム、アニオン成分としてBF4 -を含むテトラエチルアンモニウムフルオロボレート、カチオン成分としてトリエチルメチルアンモニウム、アニオン成分としてPF6 -を含むヘキサフルオロリン酸トリエチルメチルアンモニウム、カチオン成分としてリチウム、アニオン成分としてPF6 -を含むヘキサフルオロリン酸リチウム等が好ましい他の電解質として挙げられる。 As other electrolytes, those having a large dissociation constant in the composition and having an anion that is difficult to solvate with the non-aqueous solvent are preferable. Examples of the cation species constituting other electrolytes include alkali metal ions such as Li + , Na + and K + , alkaline earth metal ions such as Ca 2+ and Mg 2+ , and the above-described onium cation. In particular, chain quaternary ammonium or lithium ions are preferred. On the other hand, as anion species, PF 6 , BF 4 , Cl , Br , ClO 4 , AlCl 4 , C [(CN) 3 ] , N [(CN) 2 ] , N [( SO 2 CF 3 ) 2 ] , N [(SO 2 F) 2 ] , CF 3 (SO 3 ) , C [(CF 3 SO 2 ) 3 ] , AsF 6 , SbF 6 and dicyanotri An azolate ion (DCTA) etc. are mentioned. Among these, PF 6 and BF 4 are more preferable. Specifically, triethylmethylammonium as cationic component, an anionic component as BF 4 - triethylmethylammonium tetrafluoroborate containing, tetraethylammonium as a cationic component, BF 4 as an anion component - tetraethylammonium tetrafluoroborate containing, triethyl as a cationic component hexafluorophosphate triethylmethylammonium containing lithium as a cation component, PF 6 as an anion component - - methylammonium, PF 6 as an anion component lithium hexafluorophosphate or the like including a can be mentioned as preferable other electrolytes.

具体的な他の電解質としては、LiCF3SO3、NaCF3SO3、KCF3SO3等のトリフロロメタンスルホン酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩;LiC(CF3SO23、LiN(CF3CF2SO22、LiN(FSO22等のパーフロロアルカンスルホン酸イミドのアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩;LiPF6、NaPF6、KPF6等のヘキサフルオロリン酸のアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩;LiClO4、NaClO4等の過塩素酸アルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩;LiBF4、NaBF4等のテトラフルオロ硼酸塩;LiAsF6、LiI、LiSbF6、LiAlO4、LiAlCl4、LiCl、NaI、NaAsF6、KI等のアルカリ金属塩;過塩素酸テトラエチルアンモニウム等の過塩素酸の第4級アンモニウム塩;(C254NBF4、(C253(CH3)NBF4等のテトラフルオロ硼酸の第4級アンモニウム塩、(C254NPF6等の第4級アンモニウム塩;(CH34P・BF4、(C254P・BF4等の第4級ホスホニウム塩などが他の電解質として好適である。これらの中でも、アルカリ金属塩及び/又はアルカリ土類金属塩が好適である。また、非プロトン性有機溶媒中での溶解性、イオン伝導度の観点からは、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、パーフロロアルカンスルホン酸イミドのアルカリ金属塩やアルカリ土類金属塩、鎖状第4級アンモニウム塩が好ましく、耐還元性の観点からは、鎖状第4級アンモニウム塩が好ましい。なお、アルカリ金属塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩が好適であり、アルカリ土類金属塩としては、カルシウム塩、マグネシウム塩が好適である。より好ましいのはリチウム塩である。 Specific examples of other electrolytes include alkali metal salts and alkaline earth metal salts of trifluoromethanesulfonic acid such as LiCF 3 SO 3 , NaCF 3 SO 3 , KCF 3 SO 3 ; LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , Alkali metal salts and alkaline earth metal salts of perfluoroalkanesulfonic imides such as LiN (CF 3 CF 2 SO 2 ) 2 and LiN (FSO 2 ) 2 ; hexafluorophosphoric acids such as LiPF 6 , NaPF 6 and KPF 6 alkali metal salts and alkaline earth metal salts of; tetrafluoroborate salt LiBF 4, NaBF 4, etc.; perchlorate alkali metal salts and alkaline earth metal salts of 4, NaClO 4, etc. LiClO LiAsF 6, LiI, LiSbF 6 Alkali metal salts such as LiAlO 4 , LiAlCl 4 , LiCl, NaI, NaAsF 6 and KI; tetraethylammonium perchlorate Quaternary ammonium salts of perchloric acid such as: (C 2 H 5 ) 4 NBF 4 , (C 2 H 5 ) 3 (CH 3 ) quaternary ammonium salts of tetrafluoroboric acid such as NBF 4 , (C 2 Quaternary ammonium salts such as H 5 ) 4 NPF 6 ; quaternary phosphonium salts such as (CH 3 ) 4 P · BF 4 and (C 2 H 5 ) 4 P · BF 4 are suitable as other electrolytes. is there. Among these, alkali metal salts and / or alkaline earth metal salts are preferable. Further, from the viewpoint of solubility in an aprotic organic solvent and ion conductivity, LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , alkali metal salt or alkaline earth metal salt of perfluoroalkanesulfonic acid imide, A quaternary ammonium salt is preferable, and a chain quaternary ammonium salt is preferable from the viewpoint of reduction resistance. As the alkali metal salt, a lithium salt, a sodium salt, and a potassium salt are preferable, and as the alkaline earth metal salt, a calcium salt and a magnesium salt are preferable. More preferred is a lithium salt.

なお、他の電解質を併用する場合、その使用量は、上記シアノボレート化合物(1)100質量部に対して、0.1質量部以上とするのが好ましく、より好ましくは1質量部以上、さらに好ましくは10質量部以上であり、好ましくは100質量部以下とするのが好ましく、より好ましくは50質量部以下、さらに好ましくは30質量部以下である。   In addition, when using other electrolyte together, it is preferable that the usage-amount is 0.1 mass part or more with respect to 100 mass parts of said cyanoborate compounds (1), More preferably, it is 1 mass part or more, Furthermore, Preferably it is 10 mass parts or more, Preferably it is 100 mass parts or less, More preferably, it is 50 mass parts or less, More preferably, it is 30 mass parts or less.

4.用途
本発明のシアノボレート化合物及びこれを含む本発明の組成物は、各種蓄電デバイスの電解質又は電解液材料として好適に用いられる。本発明の電解液を備えた蓄電デバイスとしては、一次電池、リチウム(イオン)二次電池、燃料電池、溶融塩電池などの充電及び放電機構を有する電池の他、電解コンデンサ、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、太陽電池等の電解質として好適に用いることができる。電解質または電解液材料としては、上記の各種蓄電デバイスの電解液の、主たる電解質として、あるいは副電解質として、またさらに電解液の添加剤として用いることができる。
4). Use The cyanoborate compound of the present invention and the composition of the present invention containing the compound are suitably used as an electrolyte or an electrolyte solution material for various power storage devices. As an electricity storage device provided with the electrolytic solution of the present invention, in addition to batteries having charging and discharging mechanisms such as primary batteries, lithium (ion) secondary batteries, fuel cells, molten salt batteries, electrolytic capacitors, electric double layer capacitors, It can be suitably used as an electrolyte for lithium ion capacitors, solar cells and the like. As the electrolyte or electrolyte solution material, it can be used as the main electrolyte or sub-electrolyte of the electrolyte solution of the above various electric storage devices, and further as an additive of the electrolyte solution.

尚、本発明に係る化合物(1)は、カチオンMm+を選択することで、100℃以下で液体の状態をとるイオン性液体になることが期待される。一般にイオン性液体は、イオン性の結合を持つ液体であるという特徴から、電気化学的、熱的安定性が高く、さらに、二酸化炭素などの特定のガスを選択的に吸収する性質を有することも知られており、本発明に係る化合物(1)も、これらと同様の特徴を有すると考えられる。したがって、本発明のシアノボレート化合物(1)は、上述した各種蓄電デバイスなどの電気化学材料用途の他にも、熱的安定性が高いことを利用した、繰り返し利用可能な有機合成の反応溶媒や、機械可動部のシール剤や潤滑剤としての使用、カラーフィルターなどの光学フィルター用の着色剤に用いるカチオン染料としての使用、塗料、粘・接着剤、コーティング剤のカチオン重合開始剤や、化学増幅型レジスト用酸発生剤として利用可能な酸発生剤としての使用、帯電防止剤、化学センサー用電解質、電気化学特性と熱的安定性とを併せ持つことを利用した樹脂や塗料、ガラス等への導電性付与剤としての使用、ガス吸収能を有することから二酸化炭素などのガス吸収剤としての使用が期待される。 The compound (1) according to the present invention is expected to become an ionic liquid that takes a liquid state at 100 ° C. or lower by selecting the cation M m + . In general, an ionic liquid has a high electrochemical and thermal stability because it is a liquid having an ionic bond, and further has a property of selectively absorbing a specific gas such as carbon dioxide. It is known that the compound (1) according to the present invention also has the same characteristics as these. Therefore, the cyanoborate compound (1) of the present invention can be used repeatedly as an organic synthesis reaction solvent that utilizes high thermal stability, in addition to the above-described electrochemical material applications such as various power storage devices. Use as a sealant and lubricant for moving parts of machines, use as a cationic dye for color filters for optical filters such as color filters, cationic polymerization initiators for paints, adhesives and coatings, and chemical amplification Use as an acid generator that can be used as an acid generator for mold resists, antistatic agents, electrolytes for chemical sensors, conductivity to resins, paints, glass, etc. using both electrochemical properties and thermal stability Use as a property-imparting agent and use as a gas absorbent such as carbon dioxide are expected because of its ability to absorb gas.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. Of course, it is possible to implement them, and they are all included in the technical scope of the present invention.

[NMR測定]
Varian社製「Unity Plus」(400MHz)を用いて、1H−NMR、13C−NMR、19F−NMRスペクトルを測定し、プロトン、カーボン、フッ素のピーク強度に基づいて試料の構造を分析した。11B−NMRスペクトルの測定には、Bruker社製「Advance 400M」(400MHz)を使用した。
[NMR measurement]
Using “Unity Plus” (400 MHz) manufactured by Varian, 1 H-NMR, 13 C-NMR, and 19 F-NMR spectra were measured, and the structure of the sample was analyzed based on the peak intensities of proton, carbon, and fluorine. . For the measurement of 11 B-NMR spectrum, “Advanced 400M” (400 MHz) manufactured by Bruker was used.

なお、NMRスペクトルの測定は、重ジメチルスルホキシドに、濃度が1質量%〜5質量%となるように反応溶液または得られた塩を溶解させた測定試料を、ホウ素元素を含まない、酸化アルミニウム製のNMRチューブに入れ、室温(25℃)、積算回数64回で測定した。また、1H−NMRおよび13C−NMRスペクトルの測定では、テトラメチル
シランを標準物質とし、19F−NMRスペクトルの測定では、トリクロロフルオロメタンを標準物質とし、11B−NMRスペクトルの測定では、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボランを検量用標準物質として定量した。
In addition, the measurement of a NMR spectrum measured the measurement sample which dissolved the reaction solution or the obtained salt so that the density | concentration might be 1 mass%-5 mass% in heavy dimethyl sulfoxide, and does not contain a boron element, but is made from aluminum oxide. Were measured at room temperature (25 ° C.) and 64 times of integration. In the measurement of 1 H-NMR and 13 C-NMR spectrum, tetramethylsilane is used as a standard substance, in the measurement of 19 F-NMR spectrum, trichlorofluoromethane is used as a standard substance, and in the measurement of 11 B-NMR spectrum, 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborane was quantified as a standard substance for calibration.

実験例1 リチウムシアノ(フルオロ)オキサラトボレート(LiB(CN)(F)(OC(O)C(O)O))の合成
構造式を下記式に示す。
Experimental Example 1 A synthetic structural formula of lithium cyano (fluoro) oxalatoborate (LiB (CN) (F) (OC (O) C (O) O)) is shown in the following formula.

攪拌装置を備えた容量100mLの3つ口フラスコに、リチウムジフルオロオキサラトボレート(リチウムジフルオロオキサリルボレート)2.19g(15.2mmol、なお、リチウムジフルオロオキサラトボレートは、Chemistry−A European Journal 2009,15,10,p2270−p2272.に記載の方法を参照して製造した)を加え、フラスコ内を窒素ガスで置換した。ここに、20mLのイソブチロニトリルを加え、得られた混合溶液を攪拌しながら、トリメチルシリルシアニド4.7mL(37.9mmol、ホウ素化合物に対して2.5当量)を室温で滴下して添加した後、オイルバスにより反応溶液を80℃に加熱し、この温度で2.5時間攪拌を続け、反応させた。   To a 100 mL three-necked flask equipped with a stirrer, 2.19 g (15.2 mmol of lithium difluorooxalatoborate) (15.2 mmol, lithium difluorooxalatoborate was added to Chemistry-A European Journal, 2009, 15). , 10, p2270-p2272.), And the inside of the flask was replaced with nitrogen gas. To this, 20 mL of isobutyronitrile was added, and while stirring the resulting mixed solution, 4.7 mL (37.9 mmol, 2.5 equivalents relative to the boron compound) of trimethylsilylcyanide was added dropwise at room temperature. After that, the reaction solution was heated to 80 ° C. with an oil bath, and stirring was continued at this temperature for 2.5 hours to carry out the reaction.

その後、得られた黄色溶液から有機溶媒を減圧留去して濃縮し、薄黄色固体(リチウムシアノ(フルオロ)オキサラトボレート)を得た。(収量:0.55g(3.65mmol)、収率:73%)。
19F−NMR(d6−DMSO)δ-140.79 (q, J=30.8 Hz)
11B−NMR(d6−DMSO)δ-0.37(d, J=30.8 Hz)
Thereafter, the organic solvent was distilled off under reduced pressure from the obtained yellow solution and concentrated to obtain a pale yellow solid (lithium cyano (fluoro) oxalatoborate). (Yield: 0.55 g (3.65 mmol), yield: 73%).
19 F-NMR (d6-DMSO) δ-140.79 (q, J = 30.8 Hz)
11 B-NMR (d6-DMSO) δ-0.37 (d, J = 30.8 Hz)

実験例2 リチウムジシアノオキサラトボレート(LiB(CN)2(OC(O)C(O)O))の合成
構造式を下記式に示す。
Experimental Example 2 Synthesis of lithium dicyanooxalatoborate (LiB (CN) 2 (OC (O) C (O) O)) The structural formula is shown below.

攪拌装置を備えた容量100mLの3つ口フラスコに、リチウムジフルオロオキサラトボレート(リチウムジフルオロオキサリルボレート)0.72g(5.0mmol)を加え、フラスコ内を窒素ガスで置換した。ここに、5mLのベンゾニトリルを加えた。得られた混合溶液を攪拌しながら、トリメチルシリルシアニド1.6mL(12.9mmol、ホウ素化合物に対して2.4当量)を室温(25℃)で滴下して添加した。その後、オイルバスにより反応溶液を80℃に加熱し、同温度で47時間攪拌を続け、反応させた。   To a 100 mL three-necked flask equipped with a stirrer, 0.72 g (5.0 mmol) of lithium difluorooxalatoborate (lithium difluorooxalylborate) was added, and the inside of the flask was replaced with nitrogen gas. To this, 5 mL of benzonitrile was added. While stirring the obtained mixed solution, 1.6 mL (12.9 mmol, 2.4 equivalents relative to the boron compound) of trimethylsilylcyanide was added dropwise at room temperature (25 ° C.). Thereafter, the reaction solution was heated to 80 ° C. with an oil bath, and stirred at the same temperature for 47 hours to be reacted.

その後、得られた黄色溶液から有機溶媒を減圧留去して濃縮し、薄黄色固体(リチウムジシアノオキサラトボレート)を得た。(収量:0.40g(2.53mmol)、収率:51%)。
11B−NMR(d6−DMSO)δ−6.9(s)
Thereafter, the organic solvent was distilled off under reduced pressure from the obtained yellow solution and concentrated to obtain a pale yellow solid (lithium dicyanooxalatoborate). (Yield: 0.40 g (2.53 mmol), yield: 51%).
11 B-NMR (d6-DMSO) δ-6.9 (s)

実験例3 LSV測定
リニアスィープボルタンメトリー(LSV)測定により、実験例1で合成したリチウムシアノ(フルオロ)オキサラトボレート、実験例2で合成したリチウムジシアノオキサラトボレート、及び、リチウムジフルオロオキサラトボレートの耐電圧範囲を測定した。測定用溶液としては、実験例1および2で得られた塩を脱水エチレンカーボネート/エチルメチルカーボネート(1:1v/v%)(キシダ化学製)に溶解させ、濃度1.0M(=mol/L)に調整したものを用いた。以下に測定条件、図1〜3に結果を示す。
Experimental Example 3 LSV Measurement Lithium cyano (fluoro) oxalatoborate synthesized in Experimental Example 1, lithium dicyanooxalatoborate synthesized in Experimental Example 2, and lithium difluorooxalatoborate resistance by linear sweep voltammetry (LSV) measurement The voltage range was measured. As the measurement solution, the salt obtained in Experimental Examples 1 and 2 was dissolved in dehydrated ethylene carbonate / ethyl methyl carbonate (1: 1 v / v%) (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.), and the concentration was 1.0 M (= mol / L). ) Was used. The measurement conditions are shown below, and the results are shown in FIGS.

[LSV測定]
耐電圧範囲の測定は、20℃に設定されたドライルーム中で、3極セルを用いたスタンダードボルタンメトリックツールHZ−3000(商品名、北斗電工社製)を使用して行った。なお、測定条件は下記の通りである。
作用極:グラッシーカーボン電極(電極面積:7.85×10-3cm2
参照極:Ag電極、対極:白金電極
溶液濃度:1.0M(=mol/L)
溶媒:エチレンカーボネート/エチルメチルカーボネート(1:1v/v%)
掃引速度:100mV/s
掃引範囲:自然電位〜+10V
基準電流値:0.1mA
[LSV measurement]
The withstand voltage range was measured using a standard voltammetric tool HZ-3000 (trade name, manufactured by Hokuto Denko) using a three-pole cell in a dry room set at 20 ° C. The measurement conditions are as follows.
Working electrode: Glassy carbon electrode (electrode area: 7.85 × 10 −3 cm 2 )
Reference electrode: Ag electrode, counter electrode: platinum electrode Solution concentration: 1.0 M (= mol / L)
Solvent: ethylene carbonate / ethyl methyl carbonate (1: 1 v / v%)
Sweep speed: 100 mV / s
Sweep range: Natural potential to + 10V
Reference current value: 0.1 mA

図1に示された結果から、10V(銀電極基準)まで電流(0.1mA以上、上記測定条件から換算すると12.7mA/cm2以上)は観測されておらず、本発明のリチウムジシアノオキサラトボレートを電解質とする電解液は、高い電圧範囲で用いても電解液の分解を生じ難いものと考えられる。 From the results shown in FIG. 1, no current (0.1 mA or more, converted to 12.7 mA / cm 2 or more from the above measurement conditions) up to 10 V (silver electrode reference) was observed, and the lithium dicyanooxax of the present invention was not observed. It is considered that an electrolytic solution containing latoborate as an electrolyte hardly causes decomposition of the electrolytic solution even when used in a high voltage range.

また、図2、図3に示された結果より、ボレート化合物にシアノ基を導入することによって耐電圧性が向上しており、リチウムシアノ(フルオロ)オキサラトボレートを電解質とする電解液は、リチウムジフルオロオキサラトボレートを電解質とする電解液と比較して高い電圧範囲で用いても電解液の分解を生じ難いものと考えられる。   Further, from the results shown in FIG. 2 and FIG. 3, the voltage resistance is improved by introducing a cyano group into the borate compound, and the electrolytic solution using lithium cyano (fluoro) oxalatoborate as an electrolyte is lithium. It is considered that the electrolytic solution is hardly decomposed even when used in a higher voltage range than the electrolytic solution using difluorooxalatoborate as an electrolyte.

実験例4 電池特性評価
<非水電解液の調製>
電解質であるヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6、キシダ化学株式会社製、LBGグレード)、上記実験例1、2で得られたリチウムシアノ(フルオロ)オキサラトボレート(LiBFCN(C24))、リチウムジシアノオキサラトボレート(LiB(CN)2(C24))を、表1に示す組成となるように非水溶媒であるエチレンカーボネート(EC)/エチルメチルカーボネート(EMC)の混合溶媒に(EC:EMC=3:7(体積比)、いずれもキシダ化学株式会社製、LBGグレード)に溶解させて、非水電解液A〜Eを調製した。
Experimental Example 4 Battery Characteristic Evaluation <Preparation of Nonaqueous Electrolyte>
Lithium hexafluorophosphate as an electrolyte (LiPF 6 , manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd., LBG grade), lithium cyano (fluoro) oxalatoborate (LiBFCN (C 2 O 4 )) obtained in Experimental Examples 1 and 2 above, Lithium dicyanooxalatoborate (LiB (CN) 2 (C 2 O 4 )) is added to a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) / ethyl methyl carbonate (EMC) which is a non-aqueous solvent so as to have the composition shown in Table 1. (EC: EMC = 3: 7 (volume ratio), all were manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd., LBG grade) to prepare non-aqueous electrolytes A to E.

<コイン型リチウム電池の作製>
市販の三元系正極シート(正極集電体;アルミ箔、正極活物質:LNMC、初期充電容量:2.0mAh/cm2)及び市販の負極シート(負極集電体;銅箔、負極活物質:人造黒鉛、初期充電容量:2.4mAh/cm2)を円形に打ち抜いた。また、ポリエチレン製セパレータも円形に打ち抜いた。上記正極、負極シート、セパレータ及び宝泉株式会社より購入したCR2032コイン型電池用部品(正極ケース(SUS316L製、アルミクラッド処理品)、負極封口板(SUS316L製)、スペーサー(1mm厚、SUS316L製)、ウェーブワッシャー(SUS316L製)、ガスケット(ポリプロピレン製))を用いて、ガスケットを装着した負極封口板、ウェーブワッシャー、スペーサー、負極集電体、セパレータの順に重ねた後、上記非水電解液A〜Eをセパレータ上にそれぞれ含浸させた。次いで、正極活物質層形成面が負極活物質層形成面と対向するように正極を設置し、さらにその上に正極ケースを重ね、カシメ機でかしめることによりコイン型リチウム電池を作製した。
<Production of coin-type lithium battery>
Commercially available ternary positive electrode sheet (positive electrode current collector; aluminum foil, positive electrode active material: LNMC, initial charge capacity: 2.0 mAh / cm 2 ) and commercially available negative electrode sheet (negative electrode current collector; copper foil, negative electrode active material) : Artificial graphite, initial charge capacity: 2.4 mAh / cm 2 ) was punched into a circle. A polyethylene separator was also punched out into a circle. The above-mentioned positive electrode, negative electrode sheet, separator and CR 2032 coin type battery parts purchased from Hosen Co., Ltd. (positive electrode case (SUS316L, aluminum clad treated product), negative electrode sealing plate (SUS316L), spacer (1 mm thickness, SUS316L) , A wave washer (made of SUS316L), a gasket (made of polypropylene)), a gasket-attached negative electrode sealing plate, a wave washer, a spacer, a negative electrode current collector, and a separator were stacked in this order. E was impregnated on each separator. Next, the positive electrode was placed so that the positive electrode active material layer formation surface was opposed to the negative electrode active material layer formation surface, and a positive electrode case was further stacked thereon, and caulking was performed to produce a coin-type lithium battery.

<高温保存試験>
非水電解液A〜Eを用いた各コイン型リチウム電池について、充放電試験装置(「ACD−01」、アスカ電子株式会社製)を用いて、25℃の温度条件下、充電速度0.5C(定電流定電圧モード) で、4.4Vまで充電を行い、その後、放電速度0.5C(定電流モード)で3.0Vまで放電を行った。この時の放電容量を初期放電容量(A)とする。次いで、再び、各コイン型リチウム電池を、25℃の温度条件下、充電速度0.5C(定電流定電圧モード)で、4.4Vまで充電を行った後、60℃で1週間保管した。その後、放電速度0.5C(定電流モード)で、3.0Vカットまで放電を行い、充電速度0.5C(定電流定電圧モード)で充電を行った後、放電速度0.5C(定電流モード)で、3.0Vカットまで放電を行った。この時の放電容量を高温保存後の回復容量(B)とする。高温保管後の容量回復率(保存特性)を下記式より算出した。その結果を表2に示す。
容量回復率(%)=(高温保存後の回復容量(B)/初期放電容量(A))×100
<High temperature storage test>
About each coin type lithium battery using non-aqueous electrolytes A to E, using a charge / discharge test apparatus (“ACD-01”, manufactured by Asuka Electronics Co., Ltd.), under a temperature condition of 25 ° C., a charge rate of 0.5 C In (constant current constant voltage mode), the battery was charged to 4.4 V, and then discharged to 3.0 V at a discharge rate of 0.5 C (constant current mode). The discharge capacity at this time is defined as the initial discharge capacity (A). Next, each coin-type lithium battery was again charged to 4.4 V under a temperature condition of 25 ° C. at a charging rate of 0.5 C (constant current constant voltage mode), and then stored at 60 ° C. for one week. Thereafter, the battery is discharged at a discharge rate of 0.5 C (constant current mode) to a 3.0 V cut, charged at a charge rate of 0.5 C (constant current and constant voltage mode), and then discharged at a discharge rate of 0.5 C (constant current). In mode), discharging was performed up to 3.0V cut. The discharge capacity at this time is the recovery capacity (B) after high-temperature storage. The capacity recovery rate (storage characteristics) after high-temperature storage was calculated from the following formula. The results are shown in Table 2.
Capacity recovery rate (%) = (recovery capacity after high temperature storage (B) / initial discharge capacity (A)) × 100

表2に示す(LiBFCN(C))、(LiB(CN)(C))を電解質として含む非水電解液B〜Eを採用した本発明のコイン型リチウム電池と、LiPFのみを電解質として含む非水電解液Aを採用したコイン型リチウム電池との比較から、上記シアノボレート化合物を使用することにより、高温保存後にもインピーダンス上昇を抑制でき、また、容量回復率を向上させられることがわかる。 A coin-type lithium battery of the present invention employing non-aqueous electrolytes B to E containing (LiBFCN (C 2 O 4 )) and (LiB (CN) 2 (C 2 O 4 )) as electrolytes shown in Table 2, From the comparison with a coin-type lithium battery that employs a non-aqueous electrolyte A containing only LiPF 6 as an electrolyte, by using the cyanoborate compound, an increase in impedance can be suppressed even after high-temperature storage, and the capacity recovery rate can be reduced. It can be seen that it can be improved.

Claims (3)

一般式(1)で表されるシアノボレート化合物。

(式(1)中、Mm+はプロトン、1価、2価、または3価の有機又は無機カチオンを表し、Yはハロゲンまたはシアノ基を表し、mは1〜3の整数を表し、nは0を表す。)
A cyanoborate compound represented by the general formula (1).

(In formula (1), M m + represents a proton, monovalent, divalent, or trivalent organic or inorganic cation, Y represents a halogen or a cyano group , m represents an integer of 1 to 3, and n represents Represents 0. )
請求項1に記載の化合物と媒体を含むことを特徴とする組成物。 A composition comprising the compound of claim 1 and a medium. 請求項1に記載の化合物を含有することを特徴とする電解質。 An electrolyte comprising the compound according to claim 1 .
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