KR102072367B1 - 전기화학 또는 광전자 소자용 황-함유 첨가제 - Google Patents
전기화학 또는 광전자 소자용 황-함유 첨가제 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102072367B1 KR102072367B1 KR1020147007141A KR20147007141A KR102072367B1 KR 102072367 B1 KR102072367 B1 KR 102072367B1 KR 1020147007141 A KR1020147007141 A KR 1020147007141A KR 20147007141 A KR20147007141 A KR 20147007141A KR 102072367 B1 KR102072367 B1 KR 102072367B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- formula
- compound
- butyl
- carbon atoms
- group
- Prior art date
Links
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 17
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 title abstract description 5
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 title description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 131
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 53
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- -1 alkali metal cation Chemical class 0.000 claims description 55
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 54
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 47
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims description 44
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 30
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 24
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 23
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 claims description 21
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 19
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 19
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 claims description 18
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 claims description 18
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 10
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 150000000185 1,3-diols Chemical class 0.000 claims description 8
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 8
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims description 8
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 7
- 239000002168 alkylating agent Substances 0.000 claims description 6
- 229940100198 alkylating agent Drugs 0.000 claims description 6
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 6
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 5
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 claims description 5
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 claims description 5
- 125000005010 perfluoroalkyl group Chemical group 0.000 claims description 4
- TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 6-oxabicyclo[3.2.1]oct-3-en-7-one Chemical compound C1C2C(=O)OC1C=CC2 TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PQUCIEFHOVEZAU-UHFFFAOYSA-N Diammonium sulfite Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S([O-])=O PQUCIEFHOVEZAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000005621 tetraalkylammonium salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 3
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 21
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 21
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 16
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 125000006340 pentafluoro ethyl group Chemical group FC(F)(F)C(F)(F)* 0.000 description 15
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 13
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 13
- JFZKOODUSFUFIZ-UHFFFAOYSA-N trifluoro phosphate Chemical compound FOP(=O)(OF)OF JFZKOODUSFUFIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 12
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 12
- 0 CP1(*)C*CC1 Chemical compound CP1(*)C*CC1 0.000 description 11
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 11
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 8
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N catechol Chemical compound OC1=CC=CC=C1O YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 8
- FSSPGSAQUIYDCN-UHFFFAOYSA-N 1,3-Propane sultone Chemical compound O=S1(=O)CCCO1 FSSPGSAQUIYDCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 7
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 7
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 6
- 238000005649 metathesis reaction Methods 0.000 description 6
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 6
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- AVFZOVWCLRSYKC-UHFFFAOYSA-N 1-methylpyrrolidine Chemical compound CN1CCCC1 AVFZOVWCLRSYKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 5
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 5
- VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxol-2-one Chemical compound O=C1OC=CO1 VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JGFZNNIVVJXRND-UHFFFAOYSA-N N,N-Diisopropylethylamine (DIPEA) Chemical compound CCN(C(C)C)C(C)C JGFZNNIVVJXRND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- AHVYPIQETPWLSZ-UHFFFAOYSA-N N-methyl-pyrrolidine Natural products CN1CC=CC1 AHVYPIQETPWLSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 4
- FSDWUVOPHHTLKC-UHFFFAOYSA-N methyl 3-(1-methylpyrrolidin-1-ium-1-yl)propane-1-sulfonate Chemical compound COS(=O)(=O)CCC[N+]1(C)CCCC1 FSDWUVOPHHTLKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 4
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N salicylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 4
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- KNWFFBQITJOATQ-UHFFFAOYSA-M 2-(1-methylpyrrolidin-1-ium-1-yl)ethanol;chloride Chemical compound [Cl-].OCC[N+]1(C)CCCC1 KNWFFBQITJOATQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 3
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 3
- 238000005804 alkylation reaction Methods 0.000 description 3
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 3
- JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N benzonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CC=C1 JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 3
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- QYTIAYSDBISYFX-UHFFFAOYSA-N methyl 2-(1-methylpyrrolidin-1-ium-1-yl)ethyl sulfate Chemical compound COS(=O)(=O)OCC[N+]1(C)CCCC1 QYTIAYSDBISYFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JRNGUTKWMSBIBF-UHFFFAOYSA-N naphthalene-2,3-diol Chemical compound C1=CC=C2C=C(O)C(O)=CC2=C1 JRNGUTKWMSBIBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 description 3
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 3
- XOAAWQZATWQOTB-UHFFFAOYSA-N taurine Chemical class NCCS(O)(=O)=O XOAAWQZATWQOTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GKDCWKGUOZVDFX-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2,3-bis(trifluoromethyl)butane-2,3-diol Chemical compound FC(F)(F)C(C(F)(F)F)(O)C(O)(C(F)(F)F)C(F)(F)F GKDCWKGUOZVDFX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GOHWWNYKWGRGCD-UHFFFAOYSA-M 1-(3-bromopropyl)-1-methylpyrrolidin-1-ium;bromide Chemical compound [Br-].BrCCC[N+]1(C)CCCC1 GOHWWNYKWGRGCD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KJEUKJPMTJCVLO-UHFFFAOYSA-M 1-(bromomethyl)-1-methylpyrrolidin-1-ium;bromide Chemical compound [Br-].BrC[N+]1(C)CCCC1 KJEUKJPMTJCVLO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 125000000530 1-propynyl group Chemical group [H]C([H])([H])C#C* 0.000 description 2
- XYBHJMKHOZSMHV-UHFFFAOYSA-N 2-(1-methylpyrrolidin-1-ium-1-yl)ethyl methanesulfonate Chemical compound CS(=O)(=O)OCC[N+]1(C)CCCC1 XYBHJMKHOZSMHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004974 2-butenyl group Chemical group C(C=CC)* 0.000 description 2
- 125000000069 2-butynyl group Chemical group [H]C([H])([H])C#CC([H])([H])* 0.000 description 2
- 125000001494 2-propynyl group Chemical group [H]C#CC([H])([H])* 0.000 description 2
- 125000004975 3-butenyl group Chemical group C(CC=C)* 0.000 description 2
- 125000000474 3-butynyl group Chemical group [H]C#CC([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 125000004180 3-fluorophenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(*)=C([H])C(F)=C1[H] 0.000 description 2
- 125000001255 4-fluorophenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(*)=C([H])C([H])=C1F 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910013872 LiPF Inorganic materials 0.000 description 2
- 101150058243 Lipf gene Proteins 0.000 description 2
- AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N Methanesulfonic acid Chemical compound CS(O)(=O)=O AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-O Pyrrolidinium ion Chemical compound C1CC[NH2+]C1 RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 240000007313 Tilia cordata Species 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 2
- 230000029936 alkylation Effects 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001460 carbon-13 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 2
- 150000001733 carboxylic acid esters Chemical class 0.000 description 2
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 description 2
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 description 2
- HHNHBFLGXIUXCM-GFCCVEGCSA-N cyclohexylbenzene Chemical compound [CH]1CCCC[C@@H]1C1=CC=CC=C1 HHNHBFLGXIUXCM-GFCCVEGCSA-N 0.000 description 2
- 150000001983 dialkylethers Chemical class 0.000 description 2
- KZTYYGOKRVBIMI-UHFFFAOYSA-N diphenyl sulfone Chemical compound C=1C=CC=CC=1S(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 KZTYYGOKRVBIMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000006038 hexenyl group Chemical group 0.000 description 2
- 125000005980 hexynyl group Chemical group 0.000 description 2
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N isophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 150000005684 open-chain carbonates Chemical class 0.000 description 2
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N papa-hydroxy-benzoic acid Natural products OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004714 phosphonium salts Chemical class 0.000 description 2
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N propane-1,3-diol Chemical compound OCCCO YPFDHNVEDLHUCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000425 proton nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 229960004889 salicylic acid Drugs 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L sodium sulfite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])=O GEHJYWRUCIMESM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000003459 sulfonic acid esters Chemical class 0.000 description 2
- 150000008053 sultones Chemical class 0.000 description 2
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 2
- XBRCYDAGAJXPCS-UHFFFAOYSA-M (2-oxo-2-phenylmethoxyethyl)-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].C=1C=CC=CC=1COC(=O)C[P+](C=1C=CC=CC=1)(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 XBRCYDAGAJXPCS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- YMMMFGNGTYSGCA-UHFFFAOYSA-N (4-chloro-4-oxobutyl)-triphenylphosphanium Chemical compound C=1C=CC=CC=1[P+](C=1C=CC=CC=1)(CCCC(=O)Cl)C1=CC=CC=C1 YMMMFGNGTYSGCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WIZBVXRRVWMYTB-UHFFFAOYSA-M (5-ethoxy-5-oxopentyl)-triphenylphosphanium;bromide Chemical compound [Br-].C=1C=CC=CC=1[P+](C=1C=CC=CC=1)(CCCCC(=O)OCC)C1=CC=CC=C1 WIZBVXRRVWMYTB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N (S)-malic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-REOHCLBHSA-N 0.000 description 1
- VEFLKXRACNJHOV-UHFFFAOYSA-N 1,3-dibromopropane Chemical compound BrCCCBr VEFLKXRACNJHOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPSFARXYWOJZAL-UHFFFAOYSA-M 2-(1-methylpyrrolidin-1-ium-1-yl)ethyl methanesulfonate;chloride Chemical compound [Cl-].CS(=O)(=O)OCC[N+]1(C)CCCC1 BPSFARXYWOJZAL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- LBLYYCQCTBFVLH-UHFFFAOYSA-N 2-Methylbenzenesulfonic acid Chemical compound CC1=CC=CC=C1S(O)(=O)=O LBLYYCQCTBFVLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SZIFAVKTNFCBPC-UHFFFAOYSA-N 2-chloroethanol Chemical compound OCCCl SZIFAVKTNFCBPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004182 2-chlorophenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(Cl)=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 125000003858 2-ethylbutoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(C([H])([H])O*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004198 2-fluorophenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(F)=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 125000004493 2-methylbut-1-yl group Chemical group CC(C*)CC 0.000 description 1
- CMQUGOHGJUTDGZ-UHFFFAOYSA-N 3,3,3-trifluoro-2-hydroxy-2-(trifluoromethyl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)C(O)(C(F)(F)F)C(F)(F)F CMQUGOHGJUTDGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004361 3,4,5-trifluorophenyl group Chemical group [H]C1=C(F)C(F)=C(F)C([H])=C1* 0.000 description 1
- 125000004211 3,5-difluorophenyl group Chemical group [H]C1=C(F)C([H])=C(*)C([H])=C1F 0.000 description 1
- 125000004179 3-chlorophenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(*)=C([H])C(Cl)=C1[H] 0.000 description 1
- 125000001331 3-methylbutoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])O* 0.000 description 1
- DTSDUBQXWJFKTP-UHFFFAOYSA-N 4-(3-butylimidazol-1-ium-1-yl)butane-1-sulfonate Chemical compound CCCCN1C=C[N+](CCCCS([O-])(=O)=O)=C1 DTSDUBQXWJFKTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000590 4-methylphenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(=C([H])C([H])=C1*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- RRDXTDVPPILGBH-UHFFFAOYSA-M 4-oxopentyl(triphenyl)phosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].C=1C=CC=CC=1[P+](C=1C=CC=CC=1)(CCCC(=O)C)C1=CC=CC=C1 RRDXTDVPPILGBH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GOEJTGBGHBQFPD-UHFFFAOYSA-N 6-hydroxycyclohex-2-ene-1-carboxylic acid Chemical compound OC1CCC=CC1C(O)=O GOEJTGBGHBQFPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical class [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004358 Butane-1, 3-diol Substances 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N Dodecane Natural products CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013131 LiN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013528 LiN(SO2 CF3)2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013385 LiN(SO2C2F5)2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013210 LiNiMnCoO Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012359 Methanesulfonyl chloride Substances 0.000 description 1
- RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N Methyl propionate Chemical compound CCC(=O)OC RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YKFRUJSEPGHZFJ-UHFFFAOYSA-N N-trimethylsilylimidazole Chemical compound C[Si](C)(C)N1C=CN=C1 YKFRUJSEPGHZFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- RFFFKMOABOFIDF-UHFFFAOYSA-N Pentanenitrile Chemical compound CCCCC#N RFFFKMOABOFIDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004146 Propane-1,2-diol Substances 0.000 description 1
- FCLZCOCSZQNREK-UHFFFAOYSA-N Pyrrolidine, hydrochloride Chemical compound Cl.C1CCNC1 FCLZCOCSZQNREK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006859 Swern oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N [C].[Si] Chemical class [C].[Si] HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FDLZQPXZHIFURF-UHFFFAOYSA-N [O-2].[Ti+4].[Li+] Chemical class [O-2].[Ti+4].[Li+] FDLZQPXZHIFURF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTGRAWJCKBQKAO-UHFFFAOYSA-N adiponitrile Chemical compound N#CCCCCC#N BTGRAWJCKBQKAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N alpha-hydroxysuccinic acid Natural products OC(=O)C(O)CC(O)=O BJEPYKJPYRNKOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000010 aprotic solvent Substances 0.000 description 1
- 125000001204 arachidyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- BMRWNKZVCUKKSR-UHFFFAOYSA-N butane-1,2-diol Chemical compound CCC(O)CO BMRWNKZVCUKKSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019437 butane-1,3-diol Nutrition 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 125000002704 decyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004807 desolvation Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 150000008049 diazo compounds Chemical class 0.000 description 1
- FJBFPHVGVWTDIP-UHFFFAOYSA-N dibromomethane Chemical compound BrCBr FJBFPHVGVWTDIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001028 difluoromethyl group Chemical group [H]C(F)(F)* 0.000 description 1
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003438 dodecyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- CCIVGXIOQKPBKL-UHFFFAOYSA-M ethanesulfonate Chemical compound CCS([O-])(=O)=O CCIVGXIOQKPBKL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000000806 fluorine-19 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 229960004275 glycolic acid Drugs 0.000 description 1
- 125000006343 heptafluoro propyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003187 heptyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 150000007529 inorganic bases Chemical class 0.000 description 1
- 239000002608 ionic liquid Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001972 isopentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229910021450 lithium metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001386 lithium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 239000001630 malic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011090 malic acid Nutrition 0.000 description 1
- 125000002960 margaryl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229940098779 methanesulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- QARBMVPHQWIHKH-UHFFFAOYSA-N methanesulfonyl chloride Chemical compound CS(Cl)(=O)=O QARBMVPHQWIHKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 description 1
- MLCJBJOWCHRLKP-UHFFFAOYSA-M methyl 2-(1-methylpyrrolidin-1-ium-1-yl)ethyl sulfate;chloride Chemical compound [Cl-].COS(=O)(=O)OCC[N+]1(C)CCCC1 MLCJBJOWCHRLKP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229940017219 methyl propionate Drugs 0.000 description 1
- JZMJDSHXVKJFKW-UHFFFAOYSA-M methyl sulfate(1-) Chemical compound COS([O-])(=O)=O JZMJDSHXVKJFKW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OIRDBPQYVWXNSJ-UHFFFAOYSA-N methyl trifluoromethansulfonate Chemical compound COS(=O)(=O)C(F)(F)F OIRDBPQYVWXNSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 125000001421 myristyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001280 n-hexyl group Chemical group C(CCCCC)* 0.000 description 1
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001971 neopentyl group Chemical group [H]C([*])([H])C(C([H])([H])[H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001196 nonadecyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000005246 nonafluorobutyl group Chemical group FC(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)* 0.000 description 1
- 125000001400 nonyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004365 octenyl group Chemical group C(=CCCCCCC)* 0.000 description 1
- 125000002347 octyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 description 1
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 description 1
- 150000005677 organic carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 150000002898 organic sulfur compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000001979 organolithium group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003854 p-chlorophenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C(*)=C([H])C([H])=C1Cl 0.000 description 1
- 125000000913 palmityl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 125000002958 pentadecyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000003538 pentan-3-yl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- STTPRIBCABBCBE-UHFFFAOYSA-N pentanedioic acid propanedioic acid Chemical compound C(CC(=O)O)(=O)O.C(=O)(O)CCCC(=O)O STTPRIBCABBCBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004115 pentoxy group Chemical group [*]OC([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C(C([H])([H])[H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 125000005561 phenanthryl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003003 phosphines Chemical class 0.000 description 1
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O phosphonium Chemical compound [PH4+] XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 159000000001 potassium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- FVSKHRXBFJPNKK-UHFFFAOYSA-N propionitrile Chemical compound CCC#N FVSKHRXBFJPNKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960004063 propylene glycol Drugs 0.000 description 1
- 235000013772 propylene glycol Nutrition 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-O pyridinium Chemical compound C1=CC=[NH+]C=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 125000003548 sec-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002153 silicon-carbon composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010265 sodium sulphite Nutrition 0.000 description 1
- 239000012453 solvate Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 125000004079 stearyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000000547 substituted alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 208000031509 superficial epidermolytic ichthyosis Diseases 0.000 description 1
- 229960003080 taurine Drugs 0.000 description 1
- LMBFAGIMSUYTBN-MPZNNTNKSA-N teixobactin Chemical compound C([C@H](C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@H]1C(N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](C[C@@H]2NC(=N)NC2)C(=O)N[C@H](C(=O)O[C@H]1C)[C@@H](C)CC)=O)NC)C1=CC=CC=C1 LMBFAGIMSUYTBN-MPZNNTNKSA-N 0.000 description 1
- 125000004213 tert-butoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C(O*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- QEMXHQIAXOOASZ-UHFFFAOYSA-N tetramethylammonium Chemical class C[N+](C)(C)C QEMXHQIAXOOASZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N tetramethylsilane Chemical group C[Si](C)(C)C CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N tin(ii) oxide Chemical class [Sn]=O QHGNHLZPVBIIPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 125000005270 trialkylamine group Chemical group 0.000 description 1
- 125000002889 tridecyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K trilithium;phosphate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]P([O-])([O-])=O TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 125000002948 undecyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D295/00—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms
- C07D295/04—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms with substituted hydrocarbon radicals attached to ring nitrogen atoms
- C07D295/08—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms with substituted hydrocarbon radicals attached to ring nitrogen atoms substituted by singly bound oxygen or sulfur atoms
- C07D295/084—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms with substituted hydrocarbon radicals attached to ring nitrogen atoms substituted by singly bound oxygen or sulfur atoms with the ring nitrogen atoms and the oxygen or sulfur atoms attached to the same carbon chain, which is not interrupted by carbocyclic rings
- C07D295/088—Heterocyclic compounds containing polymethylene-imine rings with at least five ring members, 3-azabicyclo [3.2.2] nonane, piperazine, morpholine or thiomorpholine rings, having only hydrogen atoms directly attached to the ring carbon atoms with substituted hydrocarbon radicals attached to ring nitrogen atoms substituted by singly bound oxygen or sulfur atoms with the ring nitrogen atoms and the oxygen or sulfur atoms attached to the same carbon chain, which is not interrupted by carbocyclic rings to an acyclic saturated chain
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0567—Liquid materials characterised by the additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D207/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
- C07D207/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
- C07D207/04—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having no double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
- C07F5/02—Boron compounds
- C07F5/022—Boron compounds without C-boron linkages
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/04—Hybrid capacitors
- H01G11/06—Hybrid capacitors with one of the electrodes allowing ions to be reversibly doped thereinto, e.g. lithium ion capacitors [LIC]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/54—Electrolytes
- H01G11/58—Liquid electrolytes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/582—Recycling of unreacted starting or intermediate materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
본 발명은 화학식 I 의 황-함유 화합물, 그의 제조, 및 전기화학 또는 전자광학 소자, 더욱 특히 리튬 배터리, 리튬 이온 배터리, 이중층 커패시터, 리튬 이온 커패시터, 태양 전지, 감전발색 디스플레이, 센서 및/또는 바이오센서용 전해질 중 첨가제로서의 그의 용도에 관한 것이다.
Description
본 발명은 화학식 I 의 황-함유 화합물, 그의 제조, 및 전기화학 또는 전자광학 소자, 더욱 특히 리튬 배터리, 리튬 이온 배터리, 이중층 커패시터, 리튬 이온 커패시터, 태양 전지, 감전발색 디스플레이, 센서 및/또는 바이오센서용 전해질 중 첨가제로서의 그의 용도에 관한 것이다.
전기화학 또는 광전자 소자의 핵심 구성요소는 전해질이다. 전해질은, 예를 들어 리튬 이온 전지의, 수명, 안전성, 및 전력에 결정적 영향을 미친다.
최근 몇 년간, 더욱 특히 전기화학 전지, 더욱 특히 리튬 배터리 및 리튬 이온 배터리, 및 또한 이중층 커패시터용 첨가제의 개발에 초점이 맞춰져 왔다. 요즘 거의 모든 상용 전해질은 최소 1 종의 첨가제를 함유한다.
이러한 첨가제는 전해질의 화학적 및 전기화학적 성질을 개선하는 것을 목적으로 한다. 비록 소량의 첨가제라도 전해질의 성질을 크게 개선할 수 있다. 따라서, 다수의 과학 문헌 및 리뷰 논문이 첨가제를 다룬다 (예를 들어, Chem. Rev. 104, 4303-4417 참고). 첨가제는, 예를 들어, 전해질의 열 안정성 또는 전도성을 증가시키거나, 전해질 중 불순물 (예를 들어, 물 또는 HF) 을 제거하거나, 전기화학 전지의 사이클링 안정성, 내구성, 및 수명을 개선하거나, 배터리의 신뢰성을 증가시키기 위해 사용된다.
이들 목적을 위해 전형적으로 사용되는 것은 대부분 유기 화합물 예컨대 비닐렌 카르보네이트, 프로판 술톤 또는 비닐 아세테이트 (사이클링 안정성 개선), 바이페닐 (과충전 보호), 유기 아민 (HF 제거) 또는 다양한 술폰 (열 안정성 개선) 이다.
첨가제의 주된 사용 분야는 소위 "고체 전해질 경계면 (Solid Electrolyte Interface)" (SEI), 즉, 전극과 전해질 사이의 경계면의 최적화이다. 이러한 SEI 은 전기화학 또는 전자광학 소자의 사이클링 안정성, 역 에이징 (calendar aging), 및 내구성 (높은-전류 저항) 에 큰 영향을 미친다.
리튬 이온 배터리의 전해질에서, 예를 들어, 리튬 이온은 "맨 (bare)" 양이온으로서 존재하는 것이 아니라, 용매의 분자로 둘러싸여 있다. 이러한 소위 용매화물 쉘은 작은 리튬 이온의 크기를 증대시킨다.
그래파이트 애노드를 포함하는 리튬 이온 배터리의 충전시, 용매화된 리튬 이온은 그래파이트 애노드의 외부 구조물 내로 침투한다. 모든 용매는 이러한 극한 환원 조건 하에 전기화학적으로 불안정하므로, 용매는 분해되고, 유기 리튬 염이 형성된다. 리튬 염은 전해질에 난용성이며, 전극 위 및 그래파이트의 외부 구조물 내에 침착되고, 거기에서 SEI 로 호칭되는 층을 형성한다 (예를 들어, Chem. Rev. 104, 4303-4417 참고).
이러한 층은 리튬 이온은 투과시키지만 동시에 전기 절연성이며, 전극과 용매 사이의 직접 접촉을 방지한다. 그러므로 용매의 추가의 분해가 방지된다. 더욱이, SEI 는 탈용매화 효과를 갖는다. 즉, 리튬 이온은 용매 분자를 지나쳐 통과하고 맨 양이온으로서 전극 내로 이동한다. 이러한 효과가 없으면, 그래파이트 층은 충전 동안 크게 확대될 것이고, 전지가 방전되면서 수축될 것이다. 적합한 SEI 가 없으면, 이러한 "브리딩 (breathing)" 은 충전/방전 사이클이 계속되면서 전극의 "붕해 (crumbling)" 를 초래하고, 이에 따라 배터리 수명이 단축될 것이다.
SEI 의 구조 및 성질은 첨가제에 의해 크게 영향을 받을 수 있다. 내부 저항의 열화를 야기하기 않으면서 사이클링 안정성을 개선하는 것이 목적이다.
그러므로 본 발명의 목적은 충전된 표면과 더욱 신속히 표적지향적으로 반응하고 이에 따라 SEI 의 형성에 긍정적 영향을 미치는, 예를 들어, 전기화학 소자용, 전해질의 신규한 첨가제를 개발하는 것이다.
이러한 목적은 본 발명에 따라 아래 기재된 화학식 I 의 황-함유 화합물에 의해 달성되었다.
따라서 본 발명은 첫째로 하기 화학식 I (I) 의 화합물을 제공한다
[K-(CH2)-(CH2)u-SO3-(CH2)v-R"]+ [A]- (I)
[식 중,
u 는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 또는 7 이고, u = 2, 3, 4, 5, 6 또는 7 인 -(CH2)u-알킬렌 사슬의 하나 이상의 CH2 기는 O 로 대체되거나 하나 이상의 이중 결합을 함유할 수 있고,
v 는 0, 1, 2, 3 또는 4 이고,
-SO3- 는 
를 나타내고,
R" 는 각 경우에 독립적으로 탄소수 1 ~ 20 의 직쇄 또는 분지형 알킬 기 (이는 비불화, 부분 불화 또는 완전 불화 상태일 수 있음) 이거나, 또는 탄소수 2 ~ 20 의 하나 이상의 이중 결합을 갖는 직쇄 또는 분지형 알케닐 기, 탄소수 2 ~ 20 의 하나 이상의 삼중 결합을 갖는 직쇄 또는 분지형 알키닐 기, 또는 탄소수 6 ~ 12 의 아릴 기 (이 기는 F, Cl 및/또는 탄소수 1 ~ 8 의 직쇄 또는 분지형, 부분 불화 또는 완전 불화 알킬 기로 단일치환 또는 다중치환될 수 있음) 이고,
K 는 기
R3N+-*, R3P+-*,
R 은 각 경우에 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸 또는 tert-부틸이고, 언급된 라디칼 R 에서, N 또는 P 에 직접 연결되지 않은, 하나 이상의 CH2 기는 O 로 대체될 수 있고,
-* 는 K 로부터 화학식 (II) 중 (CH2) 기로의 결합을 나타내고,
Y 는 CH2, O, S 또는 NR' 이고,
R' 는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸 또는 tert-부틸이고,
A 는 기
[FzB(CmF2m+1)4-z]-,
[FyP(CmF2m+1)6-y]-,
[(CmF2m+1)2P(O)O]-,
[CmF2m+1P(O)O2]2-,
[O-C(O)-CmF2m+1]-,
[O-S(O)2-CmF2m+1]-,
[N(C(O)-CmF2m+1)2]-,
[N(S(O)2-CmF2m+1)2]-,
[N(C(O)-CmF2m+1)(S(O)2-CmF2m+1)]-,
[N(C(O)-CmF2m+1)(C(O)F)]-,
[N(S(O)2-CmF2m+1)(S(O)2F)]-,
[N(S(O)2F)2]-,
[C(C(O)-CmF2m+1)3]-,
[C(S(O)2-CmF2m+1)3]-,
또는
여기서
m 은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8 이고, 언급된 음이온 중 CF2 기는 O, S(O)2, NR 또는 CH2 로 일부 대체될 수 있고,
z 는 1, 2, 3 또는 4 이고,
y 는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6 이고,
X 는 B 또는 Al 이고,
R1 및 R2 는 각 경우에 서로 독립적으로 F, Cl, Br, I, 탄소수 1 ~ 20 의 직쇄 또는 분지형 퍼플루오로알킬 기, 탄소수 1 ~ 20 의 직쇄 또는 분지형 알콕시 기 (이는 비불화, 부분 불화 또는 완전 불화 상태일 수 있음), 또는 -O-C(O)-알킬 (여기서, 알킬은 탄소수 1 ~ 20 의 직쇄 또는 분지형 알킬 기이고, 비불화, 부분 불화 또는 과불화 상태일 수 있음) 이고,
각 경우에 독립적으로 1,2- 또는 1,3-디올, 1,2- 또는 1,3-디카르복시산 또는 1,2- 또는 1,3-히드록시카르복시산으로부터, 언급된 화합물 중 한 쌍의 인접 OH 기가, 2 개의 H 원자의 형식적 제거를 수반하여, 각각 중심 원자 X 로의 하나의 결합으로 들어감으로써 유래하는 두자리 라디칼이고, 상기 화학식 I 의 상응하는 염의 전기중성이 관찰됨].
Li/Li+ 에 대한 약 2.5 V 와 0.9 V 사이의 전위에서, 위에 기재된 바와 같은 본 발명에 따른 화학식 (I) 의 화합물은 음극 위에 부동태화 외층 (passivating outer layer) 을 형성하며, 이러한 층은 위에 기재된 바와 같은 SEI 이다.
이러한 화학식 (I) 의 화합물의 하나의 놀라운 뛰어난 특성은 전해질 중 첨가제로서 사용될 때, 예를 들어 비닐렌 카르보네이트 또는 프로판 술톤처럼, 일반적으로 전기화학 전지의 내부 저항의 증가를 초래하지 않는다는 점이다.
화학식 (I) 의 화합물은 염이므로, 일반적으로 비휘발성이고 증기압이 측정가능하지 않다. 이는 지금까지 이용되어온 유기 첨가제, 예를 들어 프로판 술톤보다 유리한 점이다.
화학식 (I) 의 화합물과 유사한 화합물이 H. Distler and E.-H. Pommer, Erdol and Kohle, 1965, 18(5), 381-386 에 기재되어 있다. 기재된 타우린 에스테르의 사차 암모늄 염은, 더욱 특히 조류 제어용, 수용성 살균 화합물이다. 이들 사차 암모늄 염의 반대이온은, 예를 들어 상표명 Sepacid® 으로도 알려진 화합물 TAS, 즉 타우린 페닐에스테르의 테트라메틸암모늄 염 또는, 동의어로, 페닐옥시술포닐에틸 트리메틸암모니오메틸설페이트 중, 메틸설페이트이다.
DE 4211140 은 유사한 포스포늄 염 및 수성-산성 전기니켈화 바쓰용 광택제로서의 그의 용도를 기재한다; 예는 벤질 트리페닐포스포니오아세테이트 클로라이드, 3-(트리페닐포스포니오)프로필 메틸 케톤 클로라이드, 4-(트리페닐포스포니오)부티로일 클로라이드, 메틸 4-(트리페닐포스포니오)아세토아세테이트 클로라이드, 에틸 5-(트리페닐포스포니오)발레레이트 브로마이드 또는 트리페닐포스포니오알릴 클로라이드이다. 반대이온으로서 클로라이드 또는 브로마이드와 술폰산 에스테르의 사차 포스포늄 염은 기재되지 않았다.
Xun He 및 Tak Hang Chan, Tetrahedron, 2006, 62, 3389-3394 은, 재활용가능한 Swern 산화용 시약으로서, 이온성 액체에 고정된, 비휘발성, 저취성 유기유황 화합물을 기재하며, 예는 하기 화합물이다
WO 2005/055286 은 태양 전지에서 전하 수송 층의 구성성분으로서 사용되는 하기 화학식의 양성이온성 화합물을 기재한다
[식 중, R1 + 은 헤테로시클릭 양이온, 암모늄 양이온, 구아니디늄 양이온 또는 포스포늄 양이온이고, A 는 스페이서이고, R3 은 H, 알킬, 시클로알킬, 헤테로시클릴, 알케닐, 알키닐 또는 아릴임]. 대표적으로, 하기 화합물이 기재되어 있다:
WO 2006/017898 은 양이온-스페이서-음이온의 일반 구조를 갖는 전기화학 소자용 양성이온성 첨가제를 기재한다. 이러한 양성이온, 즉, 한 원자에 양전하 및 음전하를 둘다 보유하는 화합물에 대한 대표적 화합물은 화합물
N-메틸-N-(n-부탄술포네이트)피롤리디늄 
,
N-메틸-N-(n-프로판술포네이트)피롤리디늄 또는
1-부틸이미다졸륨-3-(n-부탄술포네이트) 
이다.
탄소수 1 ~ 20 의 직쇄 또는 분지형 알킬 기는 예를 들어 메틸, 에틸, 이소프로필, 프로필, 부틸, sec-부틸 또는 tert-부틸, 및 또한 펜틸, 1-, 2- 또는 3-메틸부틸, 1,1-, 1,2- 또는 2,2-디메틸프로필, 1-에틸프로필, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 노나데실 또는 에이코실 (이는 임의로 또한 부분 불화 또는 완전 불화 (과불화와 동의어) 상태일 수 있음) 이다. 표현 "과불화" 는 언급된 알킬 기 중 모든 H 원자가 F 원자로 치환되어 있음을 나타낸다. 표현 "부분 불화" 는 언급된 알킬 기 중 하나 이상의 H 원자가 F 원자로 치환되어 있음을 나타낸다. 부분 불화 또는 과불화 알킬 기의 예는 디플루오로메틸, 트리플루오로메틸, 펜타플루오로에틸, 헵타플루오로프로필 또는 노나플루오로부틸이다.
둘 이상의 이중 결합이 또한 존재할 수 있는 탄소수 2 ~ 20 의 직쇄 또는 분지형 알케닐 기는, 예를 들어, 알릴, 2- 또는 3-부테닐, 이소부테닐, sec-부테닐, 및 또한 4-펜테닐, 이소펜테닐, 헥세닐, 헵테닐, 옥테닐, -C9H17, -C10H19 내지 -C20H39; 바람직하게는 알릴, 2- 또는 3-부테닐, 이소부테닐, sec-부테닐, 더욱 바람직하게는 4-펜테닐, 이소펜테닐 또는 헥세닐이다.
둘 이상의 삼중 결합이 또한 존재할 수 있는 탄소수 2 ~ 20 의 직쇄 또는 분지형 알키닐 기는, 예를 들어 에티닐, 1- 또는 2-프로피닐, 2- 또는 3-부티닐, 및 또한 4-펜티닐, 3-펜티닐, 헥시닐, 헵티닐, 옥티닐, -C9H15, -C10H17 내지 -C20H37, 바람직하게는 에티닐, 1- 또는 2-프로피닐, 2- 또는 3-부티닐, 4-펜티닐, 3-펜티닐 또는 헥시닐이다.
탄소수 1 ~ 20 의 직쇄 또는 분지형 알콕시 기는 예를 들어 메톡시, 에톡시, 이소프로폭시, 프로폭시, 부톡시, sec-부톡시 또는 tert-부톡시, 및 또한 펜톡시, 1-, 2- 또는 3-메틸부톡시, 1,1-, 1,2- 또는 2,2-디메틸프로폭시, 1-에틸프로폭시, 헥실옥시, 헵틸옥시, 옥틸옥시, 노닐옥시, 데실옥시, 운데실옥시, 도데실옥시, 트리데실옥시, 테트라데실옥시, 펜타데실옥시, 헥사데실옥시, 헵타데실옥시, 옥타데실옥시, 노나데실옥시 또는 에이코실옥시 (이는 비불화, 부분 불화 또는 완전 불화 상태일 수 있음) 이다. 표현 "부분 불화" 는 언급된 알콕시 기 중 하나 이상의 H 원자가 F 원자로 치환되어 있음을 나타낸다. 표현 "완전 불화" 는 언급된 알콕시 기 중 모든 H 원자가 F 원자로 치환되어 있음을 나타낸다.
탄소수 6 ~ 12 의 아릴 기는 예를 들어 페닐, 나프틸 또는 페난트릴 (이는 F, Cl 및/또는 탄소수 1 ~ 8 의 직쇄 또는 분지형, 부분 불화 또는 완전 불화 알킬 기로 단일 또는 다중 치환될 수 있음); 바람직하게는 페닐 (이는 F, Cl 및/또는 탄소수 1 ~ 8 의 직쇄 또는 분지형, 부분 불화 또는 완전 불화 알킬 기로 치환될 수 있음) 이다; 예는 o-, m- 또는 p-메틸페닐, o-, m- 또는 p-에틸페닐, o-, m- 또는 p-프로필페닐, o-, m- 또는 p-(이소프로필)페닐, o-, m- 또는 p-(tert-부틸)페닐, o-, m-, p-(트리플루오로메틸)페닐, o-, m-, p-(펜타플루오로에틸)페닐, o-, m-, p-(노나플루오로부틸)페닐, o-, m- 또는 p-플루오로페닐, o-, m- 또는 p-클로로페닐, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- 또는 3,5-비스(트리플루오로메틸)페닐, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- 또는 3,5-비스(펜타플루오로에틸)페닐, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- 또는 3,5-디플루오로페닐, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- 또는 3,5-디클로로페닐, 5-플루오로-2-트리플루오로메틸페닐, 3,4,5-트리플루오로페닐 또는 2,4,5-트리플루오로페닐이다. 특히 바람직하게는 탄소수 6 ~ 12 의 아릴 기는 페닐 (이는, F 및/또는 탄소수 1 ~ 8 의 직쇄 또는 분지형, 부분 불화 또는 과불화 알킬 기로 단일 또는 다중 치환될 수 있음) 이다.
표시 
는
각 경우에 독립적으로, 1,2- 또는 1,3-디올, 1,2- 또는 1,3-디카르복시산 또는 1,2- 또는 1,3-히드록시카르복시산으로부터, 각 경우에 언급된 화합물 중 2 개의 인접 OH 기가, 2 개의 H 원자의 형식적 제거를 수반하여, 각 경우에 중심 원자 X 로의 하나의 결합으로 들어감으로써 유래하는 두자리 라디칼을 나타낸다.
위에 기재된 바와 같은 두자리 라디칼 생성에 적합한 1,2- 또는 1,3-디올은 지방족 뿐만 아니라 방향족이며, 예는 1,2-디히드록시벤젠 (카테콜, 피로카테콜), 프로판-1,2-디올, 부탄-1,2-디올, 프로판-1,3-디올, 부탄-1,3-디올, 시클로헥실-트랜스-1,2-디올 또는 나프탈렌-2,3-디올 (이는 F 및/또는 하나 이상의 탄소수 1 ~ 4 의 직쇄 또는 분지형, 비불화, 부분 불화 또는 과불화 알킬 기로 임의로 단일 또는 다중 치환될 수 있음) 이다. 그러한 치환기를 갖는 1,2- 또는 1,3-디올의 예는 1,1,2,2-테트라(트리플루오로메틸)-1,2-에탄디올이다.
위에 기재된 바와 같은 두자리 라디칼의 생성에 적합한 1,2- 또는 1,3-디카르복시산은 지방족 뿐만 아니라 방향족이며, 예는 옥살산, 말론산 (프로판-1,3-디카르복시산), 프탈산 또는 이소프탈산 (이는 F 및/또는 하나 이상의 탄소수 1 ~ 4 의 직쇄 또는 분지형, 비불화, 부분 불화 또는 과불화 알킬 기로 임의로 단일 또는 다중 치환될 수 있음) 이다.
위에 기재된 바와 같은 두자리 라디칼의 생성에 적합한 1,2- 또는 1,3-히드록시카르복시산은 지방족 뿐만 아니라 방향족이며, 예는 살리실산, 테트라히드로살리실산, 말산 및 2-히드록시아세트산 (이는 F 및/또는 하나 이상의 탄소수 1 ~ 4 의 직쇄 또는 분지형, 비불화, 부분 불화 또는 과불화 알킬 기로 임의로 단일 또는 다중 치환될 수 있음) 이다. 그러한 치환기를 갖는 1,2- 또는 1,3-히드록시카르복시산의 예는 2,2-비스(트리플루오로메틸)-2-히드록시-아세트산이다.
변수 u 는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 또는 7 이고; 바람직하게는 u 는 1, 2 또는 3 을 나타낸다.
u = 2, 3, 4, 5, 6 또는 7 인 -(CH2)u-알킬렌 사슬 중 하나 이상의 CH2 기는 O 로 대체되거나 하나 이상의 이중 결합을 함유할 수 있다. 바람직하게는, -(CH2)u-알킬렌 사슬은 비치환 상태이고, u 는 위에 명시된 또는 바람직하다고 명시된 정의 중 하나를 갖는다.
변수 v 는 0, 1, 2, 3 또는 4 이고; 바람직하게는 v 는 0 를 나타낸다.
바람직하게는, -SO3- 는 
를 나타낸다.
화학식 I 의 화합물에서, R" 는 바람직하게는, 각 경우에 독립적으로, 탄소수 1 ~ 20 의 직쇄 또는 분지형 알킬 기 (이는 비불화, 부분 불화 또는 완전 불화 상태일 수 있음) 이거나, 또는 탄소수 2 ~ 4 의 하나 이상의 이중 결합을 갖는 직쇄 또는 분지형 알케닐 기, 또는 탄소수 2 ~ 4 의 하나 이상의 삼중 결합을 갖는 직쇄 또는 분지형 알키닐 기이며, 예는 메틸, 에틸, 트리플루오로메틸, 펜타플루오로에틸, n-프로필, n-부틸, n-헥실, n-옥틸, 에테닐, 에티닐, 알릴 또는 프로프-1-인-일이다.
더욱 바람직하게는 R" 는 각 경우에 독립적으로 탄소수 1 ~ 8 의 직쇄 또는 분지형 알킬 기이고, 불화, 부분 불화 또는 완전 불화 상태일 수 있다. 매우 바람직하게는, R" 는 메틸이다.
위에 기재된 바와 같은, 양이온 K 에 대한 화학식에서, 변수 Y 는 CH2, O, S 또는 NR' 이고, 여기서 R' 는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸 또는 tert-부틸이다; 더욱 바람직하게는 Y 는 CH2 이다.
위에 기재된 바와 같은, 양이온 K 에 대한 화학식에서, 치환기 R 은 바람직하게는 메틸, 에틸, n-프로필 또는 n-부틸, 더욱 바람직하게는 메틸이다.
화학식 I 의 화합물에서, K 는 바람직하게는 양이온 
이고, 여기서 Y 및 R 은 위에 언급된 정의 중 하나를 갖고, 매우 바람직하게는 그것은 피롤리디늄 양이온 
이고, 여기서 R 은 위에 언급된 정의 중 하나를 갖는다.
위에 기재된 바와 같은, 음이온 A 에 대한 화학식에서, 변수 m 은 바람직하게는 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8, 더욱 바람직하게는 2, 3 또는 4, 매우 바람직하게는 2 또는 4 이다.
위에 기재된 바와 같은, 음이온 A 에 대한 화학식에서, 변수 y 는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6, 바람직하게는 3, 4 또는 5, 더욱 바람직하게는 3 또는 5, 매우 바람직하게는 3 이다.
위에 기재된 바와 같은, 음이온 A 에 대한 화학식에서, 변수 z 는 1, 2, 3 또는 4, 바람직하게는 1, 2 또는 3, 매우 바람직하게는 3 이다.
위에 기재된 바와 같은, 음이온 A 에 대한 화학식에서, 변수 X 는 B 또는 Al, 바람직하게는 B 이다.
화학식 I 의 화합물에서, A 는 바람직하게는 기
[FzB(CmF2m+1)4-z]-,
[FyP(CmF2m+1)6-y]-,
[O-C(O)-CmF2m+1]-,
[O-S(O)2-CmF2m+1]-,
[N(S(O)2-CmF2m+1)2]-,
[N(S(O)2F)2]-,
여기서
m 은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8 이고,
z 는 1, 2 또는 3 이고,
Y 는 3, 4, 5 또는 6 이고,
X 는 B 이고,
R1 및 R2 는 각 경우에 서로 독립적으로 F, 탄소수 1 ~ 4 의 직쇄 또는 분지형 퍼플루오로알킬 기, 탄소수 1 ~ 4 의 직쇄 또는 분지형 알콕시 기 또는 -O-C(O)-알킬 (여기서, 알킬은 탄소수 1 ~ 20 의 직쇄 또는 분지형 알킬 기이고, 비불화, 부분 불화 또는 과불화 상태일 수 있음) 이고,
각 경우에 독립적으로 1,2- 또는 1,3-디올, 1,2- 또는 1,3-디카르복시산 또는 1,2- 또는 1,3-히드록시카르복시산으로부터, 언급된 화합물 중 한 쌍의 인접 OH 기가, 2 개의 H 원자의 형식적 제거를 수반하여, 각각 중심 원자 X 로의 하나의 결합으로 들어감으로써 유래하는 두자리 라디칼이다.
화학식 I 의 화합물에서, A 는 더욱 바람직하게는 기
[FyP(CmF2m+1)6-y]-, 
로부터 선택되는 음이온이고,
여기서
m 은 2, 3 또는 4 이고,
Y 는 3, 4 또는 5 이고,
X 는 B 이고,
각 경우에 독립적으로 1,2- 또는 1,3-디올, 1,2- 또는 1,3-디카르복시산 또는 1,2- 또는 1,3-히드록시카르복시산으로부터, 언급된 화합물 중 한 쌍의 인접 OH 기가, 2 개의 H 원자의 형식적 제거를 수반하여, 각각 중심 원자 X 로의 하나의 결합으로 들어감으로써 유래하는 두자리 라디칼이다.
바람직한 화학식 [FzB(CmF2m+1)4-z]- 의 음이온은 음이온 [F3B(CF3)]- 또는 [F3B(C2F5)]- 이다.
바람직한 화학식 [FyP(CmF2m+1)6-y]- 의 음이온은 음이온 [PF6]-, [F3P(C2F5)3]-, [F3P(C3F7)3]-, [F3P(C4F9)3]-, [F4P(C2F5)2]-, [F4P(C3F7)2]-, [F4P(C4F9)2]-, [F5P(C2F5)]-, [F5P(C3F7)]- 또는 [F5P(C4F9)]-, 더욱 바람직하게는 [PF6]-, [F3P(C2F5)3]-, [F3P(C3F7)3]-, [F3P(C4F9)3]-, [F5P(C2F5)]-, [F5P(C3F7)]- 또는 [F5P(C4F9)]-, 매우 바람직하게는 [F3P(C2F5)3]- 및 [F5P(C2F5)]- 이다.
바람직한 화학식 [(CmF2m+1)2P(O)O]- 의 음이온은 음이온 [(C2F5)2P(O)O]-, [(C3F7)2P(O)O]- 또는 [(C4F9)2P(O)O]- 이다.
바람직한 화학식 [CmF2m+1P(O)O2]2- 의 음이온은 음이온 [C2F5P(O)O2]2-, [C3F7P(O)O2]2- 또는 [C4F9P(O)O2]2-.
바람직한 화학식 [O-C(O)CmF2m+1]- 의 음이온은 음이온 [O-C(O)CF3]-, [O-C(O)C2F5]- 또는 [O-C(O)C4F9]-, 더욱 바람직하게는 [O-C(O)CF3]- 이다.
바람직한 화학식 [O-S(O)2CmF2m+1]- 의 음이온은 음이온 [O-S(O)2CF3]- 또는 [O-S(O)2C2F5]-, 더욱 바람직하게는 [O-S(O)2CF3]- 이다.
바람직한 화학식 [N(C(O)CmF2m+1)2]- 의 음이온은 음이온 [N(C(O)C2F5)2]- 또는 [N(C(O)(CF3)2]- 이다.
바람직한 화학식 [N(S(O)2CmF2m+1)2]- 의 음이온은 음이온 [N(S(O)2CF3)2]-, [N(S(O)2C2F5)2]-, [N(S(O)2C3F7)2]-, [N(S(O)2CF3) (S(O)2C2F5)]- 또는 [N(S(O)2C4F9)2]-, 더욱 바람직하게는 [N(S(O)2CF3)2]- 이다.
바람직한 화학식 [N(C(O)CmF2m+1)(S(O)2CmF2m+1)]- 의 음이온은 음이온 [N(C(O)CF3)(S(O)2CF3)]-, [N(C(O)C2F5)(S(O)2CF3)]- 또는 [N(C(O)CF3)(S(O)2-C4F9)]- 이다.
바람직한 화학식 [N(C(O) CmF2m+1)(C(O)F)]- 의 음이온은 음이온 [N(C(O)CF3)(C(O)F)]-, [N(C(O)C2F5)(C(O)F)]- 또는 [N(C(O)C3F7)(C(O)F)]- 이다.
바람직한 화학식 [N(S(O)2CmF2m+1)(S(O)2F)]- 의 음이온은 음이온 [N(S(O)2CF3)(S(O)2F)]-, [N(S(O)2C2F5)(S(O)2F)]- 또는 [N(S(O)2C4F9)(S(O)2F)]- 이다.
바람직한 화학식 [C(C(O)CmF2m+1)3]- 의 음이온은 음이온 [C(C(O)CF3)3]-, [C(C(O)C2F5)3]- 또는 [C(C(O)C3F7)3]- 이다.
바람직한 화학식 [C(S(O)2CmF2m+1)3]- 의 음이온은 음이온 [C(S(O)2CF3)3]-, [C(S(O)2C2F5)3]- 또는 [C(S(O)2C4F9)3]- 이다.
바람직한 화학식 
의 음이온은
음이온 비스(카테콜라토)보레이트 (여기서 두 개의 두자리 라디칼은 모두 1,2-디히드록시벤젠에 기초함), 비스(옥살라토)보레이트 (여기서 두 개의 두자리 라디칼은 모두 옥살산에 기초함), 비스(말로나토)보레이트 (여기서 두 개의 두자리 라디칼은 모두 말론산에 기초함), 말로나토옥살라토보레이트 (여기서 한 개의 두자리 라디칼은 말론산에 기초하고, 한 개의 두자리 라디칼은 옥살산에 기초함), 나프톨라토옥살라토보레이트 (여기서 한 개의 두자리 라디칼은 나프탈렌-2,3-디올에 기초하고, 한 개의 두자리 라디칼은 옥살산에 기초함), 비스(나프톨라토)보레이트 (여기서 두 개의 두자리 라디칼은 모두 나프탈렌-2,3-디올에 기초함), 또는 비스(살리실라토)보레이트 (여기서 두 개의 두자리 라디칼은 모두 살리실산에 기초함); 매우 바람직하게는 비스(옥살라토)보레이트 (약어 BOB) 이다.
바람직한 화학식 
의 음이온은
음이온 디플루오로옥살라토보레이트, 디-트리플루오로아세타토옥살라토보레이트, 디플루오로디(트리플루오로메틸)글리코나토보레이트 (여기서 두자리 라디칼은 2,2-비스(트리플루오로메틸)-2-히드록시아세트산에 기초함), 디플루오로퍼플루오로피나콜라토보레이트 (여기서 두자리 라디칼은 1,1,2,2-테트라(트리플루오로메틸)-1,2-에탄디올에 기초함), 트리플루오로메틸메톡시옥살라토보레이트, 펜타플루오로에틸메톡시옥살라토보레이트, 트리플루오로메틸메톡시카테콜라토보레이트, 펜타플루오로에틸메톡시카테콜라토보레이트, 트리플루오로메틸메톡시말로나토보레이트, 펜타플루오로에틸메톡시말로나토보레이트, 펜타플루오로에틸메톡시나프톨라토보레이트 또는 플루오로펜타플루오로에틸옥살라토보레이트, 더욱 바람직하게는 디플루오로옥살라토보레이트이다.
특히 바람직한 화학식 I 의 화합물은 화합물
본 발명의 화합물 중 치환기 예컨대 C, H, N, O, Cl 및 F 가, 예를 들어, 상응하는 동위원소로 대체될 수 있음이 통상의 기술자에게 자명하다.
위에 기재된 바와 같은 화학식 I 의 화합물은 일반적으로 적당한 상응하는 아민 또한 포스핀으로부터 출발하여 합성된다.
아래 기재되어 있는 다단계 합성은 개별 단계들로 (명시된 중간체 화합물이 상응하여 단리 및 정제됨), 또는 연속적으로 (단지 추가 반응 조건을 그에 따라 조절함으로써) 실시될 수 있다.
공정 단계는 공기 중에서, 바람직하게는 건조 대기 중에서, 예를 들어 건조 공기, 질소 또는 아르곤 하에 실시될 수 있다.
따라서 본 발명은 또한, SO3 가 구조식 
에 상응하는, 위에 기재된 또는 바람직하다고 기재된, 화학식 I 의 화합물의 제조 방법으로서, 하기 화학식 (II) 의 화합물
K-1 (II)
[식 중, K-1 은 기 R3N, R3P,
R 은 각 경우에 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸 또는 tert-부틸이고, 언급된 라디칼 R 에서, N 또는 P 에 연결되지 않은, 하나 이상의 CH2 기는 O 로 대체될 수 있고,
Y 는 CH2, O, S 또는 NR' 이고,
R' 는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸 또는 tert-부틸임] 이,
첫째로 하기 화학식 (III) 의 화합물
Hal-(CH2)-(CH2)u-OH (III)
[식 중, u 는 1, 2, 3, 4, 5, 6 또는 7 이고, u = 2, 3, 4, 5, 6 또는 7 인 -(CH2)u-알킬렌 사슬에서, 산소에 부착되지 않은, 하나 이상의 CH2 기는 O 로 대체되거나 하나 이상의 이중 결합을 함유할 수 있고, Hal 은 Cl, Br 또는 I 임] 과 반응되고,
결과로서 생기는 하기 화학식 (IV) 의 중간체 화합물
[K-(CH2)-(CH2)u-OH]+ [Hal]- (IV)
[식 중, K, u 및 Hal 은 위에 언급된 정의 중 하나를 가짐] 이,
하기 화학식 (V) 의 화합물
R"-(CH2)v-SO2-L (V)
[식 중, v 및 R" 는 청구항 1 에 따른 정의를 갖고, L 은 탄소수 1 ~ 3 의 직쇄 또는 분지형 알콕시 기, Cl 또는 F, 바람직하게는 Cl 또는 F 로부터 선택되는 이탈기임] 과, 이탈기로서 알콕시 기의 경우에 산 촉매작용으로, 또는 이탈기로서 Cl 또는 F 의 경우에 염기의 존재 하에, 반응되고,
결과로서 생기는 하기 화학식 (VI) 의 화합물
[K-(CH2)-(CH2)u-SO3-(CH2)v-R"]+ [Hal]- (VI)
[식 중, K, u, v, R" 및 Hal 은 위에 언급된 정의 중 하나를 가짐] 이,
하기 화학식 (VII) 의 화합물
[Kt]+[A]- (VII)
[식 중, [Kt]+ 는 알칼리 금속 양이온 또는 H+ 이고, [A]- 는 화학식 I 의 음이온에 대해 기재된 정의를 가짐] 과의 메타테시스 반응에서 반응되는 방법을 제공한다.
위에 기재된, 화학식 II 의 화합물 뿐만 아니라 화학식 III 의 화합물은 일반적으로 상업적으로 입수가능하거나 표준에 속하는 알려진 방법에 의해 합성될 수 있다.
SO3 가 구조식 
에 상응하고, u 가 0 인, 위에 기재된 또는 바람직하다고 기재된, 화학식 (I) 의 화합물의 합성을 위해, 하기 화학식 (IIIa) 의 화합물 N-옥시메틸피롤리딘
이 위에 기재된 합성 경로에서 추가의 반응에 이용될 수 있다. 화학식 (IIIa) 의 화합물은 문헌으로부터 알려진, 예를 들어 N.J. Putochin, Chem. Berichte, 55, 1922, pp. 2749-2753 에 기재된 방법에 의해 제조될 수 있다.
위에 기재된, 화학식 II 의 화합물과 화학식 III 의 화합물의 반응은 일반적으로 반응 온도 10℃ ~ 200℃, 바람직하게는 20℃ ~ 100℃ 에서 실시된다. 일반적으로 용매가 사용되지 않는다.
하기 화학식 (IV) 의 중간체 화합물
[K-(CH2)-(CH2)u-OH]+ [Hal]- (IV)
[식 중, K, u, 및 Hal 은 위에 언급된 정의 중 하나를 가짐] 이, 일반적으로 반응 혼합물로부터 추출 또는 침전에 의해 수득된다. 예를 들어, 재결정화와 같은 종래의 기술에 의한 정제가 가능하다. 바람직하게는 화합물의 추가의 정제 없이 추가의 반응을 수행한다.
위에 기재된, 화학식 (IV) 의 화합물과 하기 화학식 (V) 의 화합물
R"-(CH2)v-SO2-L (V)
[식 중, v 및 R" 는 위에 언급된 정의를 갖고, L 은 탄소수 1 ~ 3 의 직쇄 또는 분지형 알콕시 기, Cl 또는 F, 바람직하게는 Cl 또는 F 로부터 선택되는 이탈기임] 의 반응은, 종래의 에스테르교환반응 또는 치환 반응에 해당하며, 그에 대한 반응 조건은 유기 합성 분야의 통상의 기술자에게 알려져 있다.
위에 기재된 바와 같이, 화학식 V 의 화합물 중 이탈기 L 이 알콕시 기인 경우, 반응은 산 촉매작용으로, 예를 들어 황산, 톨루엔술폰산, 메탄술폰산 또는 에탄술폰산, 산 형태의 Nafion®, Amberlite® 또는 Amberlyst® 의 존재 하에 실시된다.
화학식 V 의 화합물 중 이탈기 L 이 Cl 또는 F 인 경우, 반응은 염기, 예를 들어 무기 염기 예컨대 KOH, NaOH, Na2CO3 또는 NaHCO3, 또는 유기 염기 예컨대 트리에틸아민, 디이소프로필에틸아민 또는 피리딘의 존재 하에 실시된다.
이러한 치환 반응은 바람직하게는 유기 용매의 존재 하에 실시된다. 화학식 V 의 화합물의 첨가는 온도 -10℃ 내지 실온에서 실시된다. 반응을 완료하기 위해, 특정 경우에 가열 환류를 실시하는 것이 권장될 수 있다.
이탈기 L 이 알콕시 기, 바람직하게는 메톡시 기인, 위에 기재된, 화학식 V 의 물질과의 에스테르교환반응의 경우에, 통상적 가열 시간은 시간 단위이며, 결과로서 생기는 알코올 (메탄올) 을 제거하기 위해 증류 제거한다.
상기 치환 반응으로부터 수득되는, 하기 화학식 (VI) 의 중간체 화합물
[K-(CH2)-(CH2)u-SO3-(CH2)v-R"]+ [Hal]- (VI)
[식 중, K, u, v, R", 및 Hal 은 위에 언급된 정의 중 하나를 가짐] 은,
하기 화학식 (VII) 의 화합물
[Kt]+[A]- (VII)
[식 중, [Kt]+ 는 알칼리 금속 양이온 또는 H+ 이고, [A]- 는 화학식 (I) 의 음이온에 대해 기재된 정의 또는 바람직하다고 기재된 정의를 가짐] 과의 메타테시스 반응에서 반응되어, SO3 가 구조식 
에 상응하는 화학식 (I) 의 화합물이 형성된다.
메타테시스 반응은 바람직하게는 물 중에서, 적합한 온도 10℃ ~ 100℃, 바람직하게는 15℃ ~ 60℃, 더욱 바람직하게는 실온에서 실시된다.
그러나 대안적으로 반응은 또한 유기 용매 중에서 온도 10℃ ~ 100℃ 에서 실시될 수 있다. 여기서 적합한 용매는 예를 들어 아세토니트릴, 아세톤, 1,4-디옥산, 디클로로메탄, 디메톡시에탄 또는 알코올, 예컨대 메탄올, 에탄올 또는 이소프로판올이다.
화학식 (VII) 의 화합물의 나트륨 염 또는 칼륨 염을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한 SO3 가 구조식 
에 상응하고, u 가 2, 3, 4 또는 5 인, 위에 기재된 또는 바람직하다고 기재된, 화학식 (I) 의 화합물의 제조 방법으로서, 화학식 (II) 의 화합물
K-1 (II)
[식 중, K-1 은 기 R3N, R3P,
R 은 각 경우에 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸 또는 tert-부틸이고, 언급된 라디칼 R 에서, N 또는 P 에 연결되지 않은, 하나 이상의 CH2 기는 O 로 대체될 수 있고,
Y 는 CH2, O, S 또는 NR' 이고,
R' 는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸 또는 tert-부틸임] 이,
첫째로 하기 화학식 (VIII) 의 화합물
[식 중, w 는 1, 2, 3 또는 4 임] 과 반응되어,
하기 화학식 (IX) 의 중간체 화합물
[K-(CH2)-(CH2)u-SO3 -] (IX)
[식 중, K 및 u 는 위에 언급된 정의를 가짐] 이 수득되고,
후속적으로 화학식 (IX) 의 중간체 화합물이 하기 화학식 (X) 의 알킬화제
L*-(CH2)v-R" (X)
[식 중, v 및 R" 는 위에 명시된 또는 바람직하다고 명시된 정의 중 하나를 갖고, L* 는 CF3-S(O)2O, C4F9-S(O)2O, (C2F5)2P(O)O, (C4F9)2P(O)O, (알킬)2O+, 알킬-S(O)2O, 알킬-O-S(O)2O, I 또는 Br 이고, 여기서 알킬은 각 경우에 독립적으로 탄소수 1 ~ 4 의 직쇄 또는 분지형 알킬 기임] 와 반응되고,
결과로서 생기는 하기 화학식 (XI) 의 화합물
[K-(CH2)-(CH2)u-SO3-(CH2)v-R"]+ [L*]- (XI)
[식 중, K, u, v, R" 및 L* 는 위에 언급된 정의를 가짐] 이,
하기 화학식 (VII) 의 화합물
[Kt]+[A]- (VII)
[식 중, [Kt]+ 는 알칼리 금속 양이온 또는 H+ 이고, 음이온 [L*]- 가 이미 음이온 [A]- 의 정의에 상응하지 않는 경우, [A]- 는 화학식 I 의 화합물에 대해 위에 기재된 정의를 가짐] 과 임의로 반응되는 방법을 제공한다.
하기 화학식 (VIII) 의 술톤
[식 중, w 는 1, 2, 3 또는 4 임] 은, 상업적으로 입수가능하거나 알려진, 예를 들어, J.F. King 등에 의해 Phosphorus and Sulfur and the Related Elements, 13 (1987), pp.161-175 에 기재된 공정에 의해 제조될 수 있다.
화합물 VIII 중 -(CH2)-시클로알킬렌 사슬은 하나 이상의 이중 결합을 또한 포함할 수 있으나 (A.L. Flohic et al. in Synlett, 5 (2003), pp. 667-670), 일반 상식에 따르면 헤테로원자 S 및 O 와의 직접 결합으로 들어가는 C 원자 상에서는 아니다.
위에 기재된, 상업적으로 입수가능한 화학식 II 의 화합물과 화학식 VIII 의 술톤의 반응은 용매 없이 또는 유기 용매 중에서, 바람직하게는 유기 용매 중에서 예를 들어 톨루엔, 아세토니트릴, 디옥산, 아세톤, 모노글라임, 디글라임 중에서 또는 아세토니트릴과 디알킬 에테르의 혼합물 중에서, 더욱 바람직하게는 톨루엔 중에서 실시된다. 반응은 온도 -10℃ 내지 실온에서 실시된다. 반응을 완료하기 위해, 특정 경우에 가열 환류를 실시하는 것이 권장될 수 있다
이러한 공정 단계로부터 수득되는, 하기 화학식 (IX) 의 중간체 화합물
[K-(CH2)-(CH2)u-SO3 -] (IX)
[식 중, K 및 u 은 위에 언급된 정의 중 하나를 가짐] 은,
하기 화학식 (X) 의 알킬화제
L*-(CH2)v-R" (X)
[식 중, v 및 R" 는 위에 언급된 정의를 갖고, L* 는 CF3-S(O)2O, C4F9-S(O)2O, (C2F5)2P(O)O, (C4F9)2P(O)O, (알킬)2O+, 알킬-S(O)2O, 알킬-O-S(O)2O, I 또는 Br 이고, 여기서 알킬은 각 경우에 독립적으로 탄소수 1 ~ 4 의 직쇄 또는 분지형 알킬 기임] 와 반응된다.
화학식 X 의 알킬화제는 상업적으로 입수가능하거나 알려진 공정에 의해 제조될 수 있다 [예를 들어 CF3SO2O-CH=CH2 (P.J. Stang and J. Ullmann, Angew. Chem., 103 (1991), pp. 1549-1550) 또는 CH3SO2O-CH2CH=CH2 (R.F. Hudson 및 R.J. Withey, J. Chem. Soc. (B), 1966, pp. 237-240)].
알킬화는 용매 없이 실시될 수 있으며, 이 경우 온도 0℃ ~ 150℃, 바람직하게는 0℃ ~ 80℃, 더욱 바람직하게는 실온이 적합하다.
그러나 대안적으로 반응은 또한 유기 용매, 예를 들어 아세토니트릴, 프로피오니트릴, 벤조니트릴, 디알킬 에테르, 디클로로메탄, 모노글라임, 디글라임, 더욱 바람직하게는 아세토니트릴의 존재 하에 실시된다.
반응 온도는 0℃ ~ 150℃, 바람직하게는 0℃ ~ 80℃ 이다. 반응을 실온에서 실시하는 것이 특히 바람직하다.
이러한 알킬화로부터 초래되는 하기 화학식 (XI) 의 화합물
[K-(CH2)-(CH2)u-SO3-(CH2)v-R"]+ [L*]- (XI)
[식 중, K, u, v, R", 및 L* 는 위에 언급된 정의를 가짐] 은, 이탈기 L* 의 선택에 따라, 이미 화학식 I 의 화합물을 나타낼 수 있으며, 그렇지 않은 경우, 하기 화학식 VII 의 화합물
[Kt]+[A]- (VII)
[식 중, [Kt]+ 는 알칼리 금속 양이온 또는 H+ 이고, [A]- 는 위에 언급된 정의를 가짐] 과의 반응을 실시함으로써, 종래의 메타테시스 반응에서 원하는 음이온이 대체로 도입된다. 메타테시스 반응에 관하여, 적용되는 관찰은 위에 기재된 바와 동일하다.
대안적으로는, 화학식 IX 의 중간체 화합물은 첫째로 산 [H]+[A]- [식 중, A 는 위에 언급된 정의를 가짐] 과 반응될 수 있고, 추가의 단계에서 화학식 N2-(CH2)v-R" [식 중, v 및 R" 는 위에 언급된 정의를 가짐] 의 디아조화합물에 의해 화학식 I 의 화합물로 직접 알킬화될 수 있다.
본 발명은 또한 SO3 가 구조식 
에 상응하는, 위에 기재된 또는 바람직하다고 기재된, 화학식 I 의 화합물의 제조 방법으로서, 하기 화학식 (II) 의 화합물
K-1 (II)
[식 중, K-1 은 기 R3N, R3P,
R 은 각 경우에 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸 또는 tert-부틸이고, N 또는 P 에 연결되지 않은, 개별 CH2 기는 O 로 대체될 수 있고,
Y 는 CH2, O, S 또는 NR' 이고,
R' 는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸 또는 tert-부틸임] 이,
첫째로 하기 화학식 (XII) 의 화합물
Hal-(CH2)-(CH2)u-Hal (XII)
[식 중, u 는 1, 2, 3, 4, 5, 6 또는 7 이고, u = 2, 3, 4, 5, 6 또는 7 인 -(CH2)u-알킬렌 사슬에서, Hal 에 부착되지 않은, 하나 이상의 CH2 기는 O 로 대체되거나 하나 이상의 이중 결합을 함유할 수 있고, Hal 은 Cl, Br 또는 I 임] 과 반응되고,
결과로서 생기는 하기 화학식 (XIII) 의 중간체 화합물
[K-(CH2)-(CH2)u-Hal]+ [Hal]- (XIII)
[식 중, K, u 및 Hal 은 위에 언급된 정의 중 하나를 가짐] 이,
알칼리 금속 설파이트 또는 암모늄 설파이트와 반응되어, 하기 화학식 IX 의 중간체 화합물
[K-(CH2)-(CH2)u-SO3 -] (IX)
[식 중, K 및 u 는 위에 언급된 정의 중 하나를 가짐] 이 수득되고,
후속적으로 하기 화학식 (X) 의 알킬화제
L*-(CH2)v-R" (X)
[식 중, v 및 R" 는 위에 언급된 정의를 갖고, L* 는 CF3-S(O)2O, C4F9-S(O)2O, (C2F5)2P(O)O, (C4F9)2P(O)O, (알킬)2O+, 알킬-S(O)2O, 알킬-O-S(O)2O, I 또는 Br 이고, 여기서 알킬은 각 경우에 독립적으로 탄소수 1 ~ 4 의 직쇄 또는 분지형 알킬 기임] 와 반응되는 방법을 제공한다.
대안적으로는, 위에 기재된, 화학식 (II) 의 화합물은 첫째로, 화학식 (XIIa) 의 Hal-(CH2)-(CH2)u-S(O)2ONa [식 중, Hal 은 바람직하게는 Br 또는 I 이고, u 은 위에 언급된 정의 중 하나를 가짐] 에 의해 알킬화되어, 위에 기재된, 화학식 (IX) 의 중간체 화합물이 수득되고, 위에 기재된, 화학식 (X) 의 알킬화제와 추가로 반응된다. 화학식 (XIIa) (u = 0 및 1) 의 화합물의 제조 방법이 Feng Gao 등에 의한 Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters 18 (2008), pp. 5518-5522 에 기재되어 있다.
알킬화 반응으로부터 초래되는 하기 화학식 (XI) 의 화합물
[K-(CH2)-(CH2)u-SO3-(CH2)v-R"]+ [L*]- (XI)
[식 중, K, u, v, R", 및 L* 는 위에 언급된 정의를 가짐] 은, 이탈기 L* 의 선택에 따라, 이미 화학식 I 의 화합물을 나타낼 수 있고, 또는, 하기 화학식 VII 의 화합물
[Kt]+[A]- (VII)
[식 중, [Kt]+ 는 알칼리 금속 양이온 또는 H+ 이고, [A]- 는 위에 언급된 정의를 가짐] 과의 반응에 의해, 종래의 메타테시스 반응에서, 원하는 음이온이 대체로 도입된다. 메타테시스 반응에 관하여 위에 기재된 관찰이 적용된다.
위에 기재된, 하기 화학식 (XII) 의 화합물
Hal-(CH2)-(CH2)u-Hal (XII)
[식 중, u 는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 또는 7 이고, 여기서 u = 2, 3, 4, 5, 6 또는 7 인 -(CH2)u-알킬렌 사슬에서, Hal 에 부착되지 않은, 하나 이상의 CH2 기는 O 로 대체되거나 하나 이상의 이중 결합을 함유할 수 있음] 은, 상업적으로 입수가능하거나, 상업적으로 입수가능한 화학식 HO-(CH2)-(CH2)u-OH [식 중, u 는 1, 2, 3, 4, 5, 6 또는 7 이고, u = 3, 4, 5, 6 또는 7 인 -(CH2)u-알킬렌 사슬에서, 산소에 부착되지 않은, 하나 이상의 CH2 기는 O 로 대체되거나 하나 이상의 이중 결합을 함유할 수 있음] 의 화합물로부터 제조될 수 있다. 그러한 치환의 반응 조건은 유기 합성 분야의 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다.
결과로서 생기는 하기 화학식 (XIII) 의 중간체 화합물
[K-(CH2)-(CH2)u-Hal]+ [Hal]- (XIII)
[식 중, K, u, 및 Hal 은 위에 언급된 정의 중 하나를 가짐] 은,
알칼리 금속 설파이트 또는 암모늄 설파이트와 그리고 후속적으로, 위에 기재된, 하기 화학식 (X) 의 화합물
L*-(CH2)v-R" (X)
과 반응된다.
상기 화학식 (X) 의 화합물과의 반응 및 후속 메타테시스 반응에 대한 반응 조건은 위에서 기재되었고 또한 이러한 과정에서 상응하여 적용된다.
본 발명은 또한, 위에 기재된 또는 바람직하다고 기재된, 하나 이상의 화학식 (I) 의 화합물을 포함하는 전해질을 제공한다.
화학적 관점에서, 전해질은 자유 이온을 포함하고 그 결과 전기 전도성인 임의의 물질이다. 가장 전형적인 전해질은 이온성 용액이지만, 용융된 전해질 및 고체 전해질도 마찬가지로 가능하다.
그러므로 본 발명의 전해질 또는 상응하는 전해질 제형은, 주로 용해된 및/또는 용융된 상태로 존재하는 하나 이상의 물질의 존재로 인해, 전기 전도성 매질이다. 즉, 전기 전도성이 이온 종의 이동에 의해 지지된다.
위에 기재된 또는 바람직하다고 기재된, 화학식 I 의 화합물은 전해질 중 첨가제로서 작용한다.
리튬 배터리, 리튬 이온 배터리 또는 리튬 커패시터에서 사용되는 경우, 위에 기재된, 화학식 I 의 화합물은 SEI 의 생성에 대한 효과에서 특히 긍정적인 첨가제로서 작용한다.
태양 전지, 감전발색 (electrochromatic) 소자, 센서 또는 바이오센서에서 사용되는 경우, 위에 기재된, 화학식 I 의 화합물은 첨가제로서 작용한다.
따라서, 화학식 I 의 화합물이 본 발명의 전해질 중 첨가제로서 사용될 때, 전형적인 농도는 전해질의 총 중량을 기준으로 0.05 중량% ~ 10 중량%, 바람직하게는 0.05 중량% ~ 5 중량% 이다.
본 발명의 목적을 위해, 몰농도는 25℃ 에서의 농도에 관한 것이다.
그러므로 본 발명은 또한, 전해질 중 첨가제로서의, 위에 기재된, 화학식 (I) 의 화합물의 용도를 제공한다.
위에 기재된, 본 발명에 따른, 화학식 (I) 의 화합물은 바람직하게는 리튬 배터리 또는 리튬 이온 배터리에서 사용되고, 또는 바람직하게는 이들 전기화학 소자에 적합한 전해질 중에서 사용된다.
그러므로, 위에 기재된 또는 바람직하다고 기재된, 화학식 (I) 의 화합물에 더하여, 본 발명의 전해질은, 바람직하게는 리튬 염 및/또는 테트라알킬암모늄 염 (여기서, 알킬 기는 각 경우에 독립적으로 탄소수 1 ~ 4 의 알킬 기를 나타냄) 으로부터 선택되는, 전도성 염을 포함한다.
하나의 바람직한 구현예에서, 전해질이 리튬 배터리 또는 리튬 이온 배터리 및 리튬 이온 커패시터에서 사용되는 경우, 전도성 염은 전도성 리튬 염 예컨대 LiPF6, LiBF4, LiN(SO2F)2, LiN(SO2CF3)2, LiN(SO2C2F5)2, LiF5P(C2F5), LiF5P(C3F7), LiF5P(C4F9), LiF3P(C2F5)3, LiF3P(C4F9)3, LiB(C2O4)2 또는 LiF2B(C2O4)2 이다.
하나의 바람직한 구현예에서, 전해질이 이중층 커패시터 또는 슈퍼커패시터에서 사용되는 경우, 전도성 염은 [N(C2H5)4]BF4, [N(C2H5)4]PF6, [N(C2H5)3(CH3)]BF4, [N(C2H5)3(CH3)]PF6, [N(C2H5)4][N(SO2CF3)2], [N(C2H5)3(CH3)][N(SO2CF3)2], [N(C2H5)4][PF3(C2F5)3], [N(C2H5)3(CH3)][PF3(C2F5)3], [N(C2H5)4][PF4(C2F5)2], [N(C2H5)3(CH3)][PF4(C2F5)2], [N(C2H5)4][PF5(C2F5)] 및 [N(C2H5)3(CH3)][PF5(C2F5)] 로 이루어지는 군으로부터 선택되는 테트라알킬암모늄 염이다.
반양성자성 용매 또는 용매 혼합물 중 전도성 리튬 염의 0.45 ~ 2 molar 용액, 더욱 바람직하게는 1 molar 용액을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 전해질은 바람직하게는 반양성자성 용매 또는 용매 혼합물, 및 또한, 임의로, 하나 이상의 추가의 첨가제를 포함한다. 그들은, 중합체 전해질 또는 상 전이 매질의 일부로서, 추가의 전도성 염 및/또는 아쥬반트와 조합되어 사용될 수 있다.
전해질의 반양성자성 용매는 바람직하게는 유기, 열린 사슬 또는 시클릭 카르보네이트, 카르복시산 에스테르, 니트릴, 실란 또는 술폰산 에스테르, 또는 이들의 혼합물로 이루어진다. 바람직하게는 이중층 커패시터에서 용매로서 니트릴, 더욱 특히 아세토니트릴이 사용된다.
바람직한 열린 사슬 또는 시클릭 카르보네이트는 디에틸 카르보네이트, 디메틸 카르보네이트, 에틸 메틸 카르보네이트, 에틸렌 카르보네이트 또는 프로필렌 카르보네이트이다.
바람직한 카르복시산 에스테르는 에틸 아세테이트 또는 메틸 프로피오네이트이다.
바람직한 니트릴은 아디포니트릴, 발레로니트릴, 및 아세토니트릴이며, 아세토니트릴이 더욱 바람직하다.
유기 용매는 바람직하게는 전해질 중에 5 ~ 90 중량%, 바람직하게는 40 ~ 90 중량% 로 존재하며, 중량% 수치는 전체 전해질을 기준으로 한다.
추가의 첨가제는, 예를 들어, 공지된 첨가제 비닐렌 카르보네이트, 프로판 술톤, 비닐 아세테이트, 바이페닐, 시클로헥실벤젠, 유기 아민, 예를 들어 트리알킬아민, 디알킬페닐아민 또는 N-실릴화된 아민, 예컨대 N-실릴화된 시클릭 아민의 예로서 트리메틸실릴이미다졸, 또는 다양한 술폰, 예를 들어 디페닐 술폰으로부터 선택될 수 있으며, 앞서 언급된 아민 중 알킬 기는 각 경우에 독립적으로 탄소수 1 ~ 20 의 직쇄 또는 분지형 알킬 기일 수 있다.
하나의 바람직한 구현예에서, 전해질은 위에 기재된, 본 발명에 따른 화학식 I 의 첨가제 뿐만 아니라, 언급된 그룹 비닐렌 카르보네이트, 프로판 술톤, 비닐 아세테이트, 바이페닐, 시클로헥실벤젠, 유기 아민, N-실릴화된 아민 또는 술폰 중의 첨가제를 포함하며, 앞서 언급된 아민 중 알킬 기는 각 경우에 독립적으로 탄소수 1 ~ 20 의 직쇄 또는 분지형 알킬 기일 수 있다.
포함될 수 있는 첨가제의 또다른 부류는 "준-고체" 상태의 절해질인 겔 전해질로서 알려진 전해질의 겔화를 야기하는 첨가제이다. 그것은 고체 전해질의 구조적 성질을 갖지만, 액체 전해질 같은 전도성을 보유한다.
이러한 종류의 겔 첨가제는 예를 들어 무기 미립자 재료, 예컨대 SiO2, TiO2 또는 Al2O3 로부터 선택될 수 있다. 본 발명의 전해질은 그러한 겔 첨가제를 전체 전해질을 기준으로 0.01 ~ 20 중량%, 바람직하게는 1 ~ 10 중량% 로 포함할 수 있다.
본 발명의 전해질 중에 용매가 존재하는 경우 중합체가 또한 포함될 수 있으며, 그러한 중합체는 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리비닐리덴-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 폴리비닐리덴-헥사플루오로프로필렌-클로로트리플루오로에틸렌 공중합체, 나피온 (Nafion), 폴리에틸렌 옥시드, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리부타디엔, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아닐린, 폴리피롤 및/또는 폴리티오펜이다. 이들 중합체는 액체 전해질을 준-고체 또는 고체 전해질로 전환시키고 이에 따라, 특히 에이징 동안, 용매 체류를 개선하기 위해 전해질에 첨가된다.
본 발명의 전해질은 전해질 생산 분야에서 통상의 기술자에게 알려진 방법에 의해, 일반적으로 전도성 염을 상응하는 용매 혼합물에 용해시키고 위에 기재된 본 발명에 따른 화학식 I 의 첨가제를 첨가함으로써 제조된다.
본 발명은 또한, 위에 기재된 또는 바람직하다고 기재된, 하나 이상의 화학식 I 의 화합물을 포함하는 전기화학 또는 전자광학 소자를 제공한다.
소자는 바람직하게는 리튬 배터리, 리튬 이온 배터리, 이중층 커패시터, 리튬 이온 커패시터, 태양 전지, 전기화학 디스플레이, 센서 또는 바이오센서일 수 있다.
태양 전지는 바람직하게는 염료 태양 전지이다.
본 발명은 또한, 위에 기재된, 전기화학 또는 전자광학 소자에 있어서, 위에 기재된 또는 바람직하다고 기재된, 화학식 I 의 화합물의 용도를 제공한다.
리튬 배터리는 리튬 금속 전극이 음극으로서 사용되는 배터리이다.
리튬 이온 배터리는 리튬 이온이 내부에 도입되고 반대로 제거될 수 있는 재료를 음극으로서 사용한다. 그의 예는 그래파이트, 규소 또는 규소-탄소 합성물, 주석 옥시드 또는 리튬 티탄 옥시드이다.
그러한 전기화학 및 전자광학 소자의 일반적 구성은 이 분야의 통상의 기술자에게 알려져 있고 익숙하다 - 배터리의 경우, 예를 들어, Linden's Handbook of Batteries (ISBN 978-0-07-162421-3).
예를 들어, 애노드는 탄소/그래파이트로 이루어지고, 캐쏘드는 리튬 금속 옥시드 또는 리튬 포스페이트로 이루어지고, 세퍼레이터는 폴리프로필렌/폴리에틸렌 또는 세라믹 시트 (ceramic sheet) 로 이루어진다.
추가 언급 없이도, 통상의 기술자는 위의 설명을 가장 넓은 범위로 이용할 수 있다고 추정된다. 따라서, 바람직한 구현예 및 예는 단지 설명으로 해석되어야 하며 한정하는 효과를 전혀 갖지 않는다.
합성되는 화합물은 NMR 분광법으로 특성분석된다. NMR 샘플을 9.3980 T 저온자석을 갖춘 Bruker Avance III 분광계에서 25℃ 에서 5 ㎜ NMR 튜브 내에서의 측정에 적용한다. 1H 및 19F NMR 스펙트럼을 400.17 및 376.54 ㎒ 에서 작동하는 5 ㎜ 조합된 1H/19F 측정 헤드를 사용하여 측정한다. 13C NMR 스펙트럼은 100.62 ㎒ 에서 5 ㎜ 광대역 역 측정 헤드를 사용하여 수득된다. 1H NMR 스펙트럼의 경우에 레퍼런스는 테트라메틸실란 (TMS) 이며, 용매 CHCl3 (7.23 ppm) 및 CH3CN (1.96 ppm) 의 화학적 이동을 사용한다. 13C NMR 스펙트럼의 경우도 유사하다: CHCl3 (77.24 ppm) 및 CH3CN (118.70 ppm).
실시예:
실시예 1. 3-(1-메틸피롤리디늄-1-일)프로판-1-술포네이트의 합성
50 ㎖ 의 톨루엔 중 23.8 g (195 mmol) 의 1,3-프로판 술톤을 서서히 드롭방식으로 16.8 g (197 mmol) 의 메틸피롤리딘과 혼합하면서, 얼음 바쓰에서 냉각시킨다. 침전물을 여과에 의해 단리하고, 톨루엔으로 2 회 세정하고, 감압 (10-3 hPa) 하에 건조시킨다. 이에 따라 37.1 g 의 3-(1-메틸피롤리디늄-1-일)프로판-1-술포네이트가 흡습, 무색 고체 형태로 수득된다. 수율은 92% 이다.
실시예 2. 1-(3-(메톡시술포닐)프로필)-1-메틸피롤리디늄 트리스(펜타플루오로에틸)트리플루오로포스페이트의 합성
6.3 g (30.3 mmol) 의 3-(1-메틸피롤리디늄-1-일)프로판-1-술포네이트를 10 ㎖ 의 아세토니트릴 중에 현탁시키고, 5.6 g (34.0 mmol) 의 메틸 트리플레이트를 첨가한다. 고체가 발열 반응으로 완전히 용해되고, 반응 혼합물을 실온에서 3 시간 동안 교반한다. 50 ㎖ 의 얼음처럼 차가운 물 중 14.7 g (30.3 mmol) 의 칼륨 트리스(펜타플루오로에틸)트리플루오로포스페이트 (KFAP) 의 첨가시, 굵은 침전물이 형성된다. 고체를 단리하고, 40 ㎖ 의 물로 4 회 세정하고, 데시케이터에서 건조시킨다. 이에 따라 19.2 g 의 1-(3-(메톡시술포닐)프로필)-1-메틸피롤리디늄 트리스(펜타플루오로에틸)트리플루오로포스페이트가 연노란색 고체 형태로 수득된다. 수율은 95% 이다.
실시예 3. 1-(2-히드록시에틸)-1-메틸피롤리디늄 클로라이드의 합성
14.8 g (174 mmol) 의 메틸피롤리딘을 20 ㎖ 의 클로로에탄올 중에서 70℃ 에서 7 시간 동안 가열한다. 투명한, 연노란색 용액을 25 ㎖ 의 디에틸 에테르와 혼합하여, 생성물을 침전시킨다. 침전물을 여과에 의해 단리하고, 디에틸 에테르로 세정하여, 28 g 의 1-(2-히드록시에틸)-1-메틸피롤리디늄 클로라이드가 연노란색, 왁스 같은 고체 형태로 수득된다. 수율은 97% 이다.
실시예 4. 1-메틸-1-(2-((메틸술포닐)옥시)에틸)-피롤리디늄 클로라이드의 합성
5.3 g (32 mmol) 의 1-(2-히드록시에틸)-1-메틸피롤리디늄 클로라이드를 25 ㎖ 의 디클로로메탄 중에 용해시키고, 4.6 g (35.7 mmol) 의 디이소프로필 에틸아민과 혼합한다. 후속적으로 5 g (43 mmol) 의 메탄술포닐 클로라이드를 서서히 드롭방식으로 첨가하면서, 얼음 바쓰에서 냉각시키고, 온도를 15℃ 미만에서 유지한다. 생성물이 무색 고체 형태로 침전되고, 4 시간의 반응 시간 후에 여과에 의해 단리한다. 이에 따라 5.2 g 의 1-메틸-1-(2-(메틸술폭시)에틸)피롤리디늄 클로라이드가 수득된다. 수율은 66% 이다.
실시예 5. 1-메틸-1-(2-((메틸술포닐)옥시)에틸)-피롤리디늄 트리스(펜타플루오로에틸)트리플루오로포스페이트의 합성
5.2 g (21 mmol) 의 1-메틸-1-(2-(메틸술폭시)에틸)피롤리디늄 클로라이드를 20 ㎖ 의 얼음처럼 차가운 물에 용해시키고, 9.7 g (20 mmol) 의 KFAP 를 수용액 형태로 첨가한다. 결과로서 생기는 침전물을 여과에 의해 단리하고, 30 ㎖ 의 얼음처럼 차가운 물로 5 회 세정하고, 데시케이터에서 건조시킨다. 이에 따라 12.6 g 의 1-메틸-1-(2-(메틸술포닐옥시)에틸)-피롤리디늄 트리스(펜타플루오로에틸)트리플루오로포스페이트가 연분홍색 고체 형태로 수득된다. 수율은 96% 이다.
실시예 6. 1-메틸-1-(2-((메틸술포닐)옥시)에틸)-피롤리디늄-비스(옥살라토보레이트)의 합성
합성을 실시예 5 와 동일한 방식으로, 리튬 비스(옥살라토)보레이트와의 반응에 의해 실시한다. 수율은 86% 이다.
실시예 7. 3-(1-메틸피롤리디늄-1-일)프로판-1-술포네이트의 대안적 합성
16.1 g (79.6 mmol) 의 1,3-디브로모프로판을 25 ㎖ 의 THF 에 용해시키고, 6.0 g (70.6 mmol) 의 메틸피롤리딘을 첨가한다. 빠르면 첨가 종료시에, 미분된, 무색 침전물이 형성된다. 혼합물을 실온에서 25 시간 동안 교반하고, 무색 침전물을 여과에 의해 단리한다. 이에 따라 17.2 g 의 1-(3-브로모프로필)-1-메틸피롤리디늄 브로마이드가 무색, 흡습 고체 형태로 수득된다. 수율은 85% 이다.
1-(3-브로모프로필)-1-메틸피롤리디늄 브로마이드 (1.9 g; 6.5 mmol) 의 수용액을 1.0 g 의 나트륨 설파이트 (8.3 mmol) 와 혼합하고, 85℃ 에서 3 시간 동안 가열한다. 용매를 감압 하에 제거하여, 3-(1-메틸피롤리디늄)프로판-1-술포네이트가 무색 고체 형태로 수득된다. 전환은 정량적이다.
NMR 은 메틸피롤리딘과 1,3-프로판 술톤의 반응으로부터의 생성물 (실시예 1) 에 상응한다.
실시예 8. 1-(브로모메틸)-1-메틸피롤리디늄 브로마이드의 합성
21.5 g (123.7 mmol) 의 디브로모메탄을 20 ㎖ 의 THF 에 용해시키고, 9.6 g (112.7 mmol) 의 메틸피롤리딘을 첨가한다. 빠르면 첨가 종료시에, 미분된, 무색 침전물이 형성된다. 혼합물을 실온에서 16 시간 동안 교반하고, 무색 침전물을 여과에 의해 단리하고, THF 로 세정한다. 이에 따라 4.8 g 의 1-(브로모메틸)-1-메틸피롤리디늄 브로마이드가 무색, 흡습 고체 형태로 수득된다. 수율은 16% 이다.
수율은 반응 시간이 길수록 증가된다. 정지시 용액으로부터, 생성물이 미세 바늘 형태로 수득된다.
전기화학 특성분석:
시험 설정
사용되는 시험 전지는 그래파이트 전극, 폴리올레핀-기재 세퍼레이터, 및 LiNiMnCoO2 전극으로 이루어지는 리튬 이온 전지 (전극 면적 각각 25 ㎠, 파우치 셀 (pouch cell) 구성) 이다.
시험 전지 구축에 앞서, 양쪽 전극을 120℃ 에서 감압 하에 건조시키고, 세퍼레이터를 50℃ 에서 감압 없이, 24 시간 이상 동안 건조시킨다.
시험 전지 구축:
● 집전 장치가 포일 위로 약 20 ㎜ 돌출되도록 애노드를 적층 알루미늄 포일 위에 가운데 배치한다.
● 애노드가 캐쏘드 주위에 균일한 프레임을 형성하는 방식으로 캐쏘드를 애노드 위에 배치한다.
● 두번째 적층 알루미늄 포일을 2 개의 포일이 서로 들어맞게 놓이도록 배치한다. 합선을 방지하기 위해, PE 필름을 각 경우에 집전 장치와 적층 알루미늄 포일 사이에 배치한다.
● 전극 스택 (stack) 이 미끄러지지 않을 수 있도록, 상부 가장자리에, 웰딩 통즈 (welding tongs) (온도 225℃) 로 용접 심 (weld seam) 을 배치한다.
● 아르곤의 불활성 기체 분위기 하에, 양쪽 전극을 각각 1 ㎖ 의 시험 전해질로 습윤화하고, 전해질을 채운 페트리 접시 안에 미리 5 분 동안 놓아 둔, 폴리올레핀 세퍼레이터를 애노드와 캐쏘드 사이에 배치한다.
● 시험 전지의 왼쪽 및 오른쪽 면을 웰딩 통즈 (225℃) 로 용접해서 닫는다. 진공 용접 장비를 사용하여, 시험 전지를 진공화하고 밀봉한다.
● 시험 전지의 전압 및 저항은 상업적 멀티미터로 체크하며, 각각 -0.200 ~ 0.200 V 및 0.05 ~ 1 Ω 이다. 이 수치 밖의 전지는 사용하지 않는다.
측정 프로그램
● 모든 시험 전지를 25℃ 에서 3.0 V 와 4.2 V 사이에서 사이클링한다. 이 경우에 사용되는 전류율은 다음과 같다:
○ 페이스 1:
■ 사이클 1 - 50: 충전율: 0.3C 방전율 0.3C
○ 페이스 2:
■ 사이클 51: 충전율: 1C 방전율 1C
■ 사이클 52: 충전율: 1C 방전율 2C
■ 사이클 53: 충전율: 1C 방전율 4C
■ 사이클 54: 충전율: 1C 방전율 6C
■ 사이클 55: 충전율: 1C 방전율 8C
■ 사이클 56: 충전율: 1C 방전율 10C
○ 페이스 3:
■ 사이클 57 - 107: 충전율: 1C 방전율 1C
○ 추가 페이스: 페이스 2 및 3 에 대해
● 하기 파리미터를 사이클마다 기록한다:
○ 충전 용량 및 방전 용량 (단위: mAh)
○ 충전 상태 (4.2V) 에서의 내부 저항
○ 비충전 상태 (3V) 에서의 내부 저항
사용되는 측정 기구/사이클러는 BaSyTec 사로부터의 상업적 소자이다.
실시예 A: 레퍼런스/비교 시스템
위에 언급된 시험 설정을 전해질 시스템 EC:DMC (1:1) 중 1M LiPF6 으로 생성한다 (EC = 에틸렌 카르보네이트, DMC = 디메틸 카르보네이트).
내구성 (1C - 10C; 1C 에서의 방전 용량을 100% 로 간주함) 이 도 1 에 제시되어 있다.
하기 표는 결과를 보여준다:
표 1 은 로딩 시험의 결과를 보여준다:
도 2 는 비충전 상태 (3.0V) 에서의 내부 저항의 프로파일을 보여준다.
표 2 는 사이클링 시험의 요약이다 (10 번째 사이클에서의 방전 용량을 100% 로 간주함)
표 3 은 10C 에서의 상대 방전 용량의 요약이다 (첫번째 1C 방전에서의 방전 용량을 100% 로 간주함)
요약하면, 10C 의 첫번째 로딩의 경우, 단지 35% 의 유도가능한 용량이 발견된다 (도 1). 이는 로딩 반복시 하락한다. 7 번째 실행 (약 500 번째 사이클, 도 2) 의 경우 오직 약 20% 의 유도가능한 용량이 측정된다. 심지어 10C 의 첫번째 강한 로딩 후에도, 전지는 사전에 측정된 용량 수치를 달성하지 않는다 (도 2). 동시에 비충전 상태에서의 내부 저항이 사이클 수가 증가함에 따라 약간 증가하고 (도 3), 비충전 상태에서 급격히 증가함 (도 4) 이 주목할 만하다.
실시예 B: 1-(3-(메톡시술포닐)프로필)-1-메틸피롤리디늄 트리스(펜타플루오로에틸)트리플루오로포스페이트를 포함하는 전해질
상기 시험 설정을 전해질 시스템 EC:DMC (1:1) + 1% 1-(3-(메톡시술포닐)프로필)-1-메틸피롤리디늄-트리스(펜타플루오로에틸)트리플루오로포스페이트 중 1M LiPF6 으로 실행한다.
도 3 및 4 및 또한 표 4 ~ 6 은 결과를 보여준다.
도 3 은 1C ~ 10C 내구성을 보여준다: 1C 에서의 방전 용량을 100% 로 간주한다.
표 4 는 로딩 시험의 결과를 보여준다:
비충전 상태 (3V) 에서의 내부 저항의 프로파일이 도 4 에 나타나 있다.
표 5 는 사이클링 시험의 요약을 제공한다 (10 번째 사이클에서의 방전 용량을 100% 로 간주함).
표 6 은 10C 에서의 상대 방전 용량의 요약을 제공한다 (첫번째 1C 방전에서의 방전 용량을 100% 로 간주함)
요약하면, 10C 의 첫번째 로딩에서, 단지 32% 의 유도가능한 용량이 발견된다 (도 5). 레퍼런스의 상황과 대조적으로, 로딩 반복시 하락이 훨씬 적고, 심지어 7 번째 실행 (400 사이클) 후에도 여전히 25% 를 달성한다. 동일한 조건 하에서, 레퍼런스는 20% 로 하락한다.
레퍼런스 전지 (실시예 A) 의 상황과 대조적으로, 첫번째 사이클에서 측정된 용량은 심지어 10C 의 복수의 로딩 후에도 회복된다. 전지는 훨씬 더 서서히 에이징되고, 놀랄 정도로 낮은 용량 감소를 나타낸다.
동시에 내부 저항의 매우 일정한 프로파일이 현저하다. 특히 방전 상태에서, 내부 저항은 400 사이클에 걸쳐 매우 일정하게 유지되고, 레퍼런스에 비해 2 배의 감소를 보인다.
실시예 C: 1-메틸-1-(2-(메틸술폭시)에틸)-피롤리디늄 트리스(펜타플루오로에틸)트리플루오로포스페이트를 포함하는 전해질
상기 시험 설정을 전해질 시스템 EC:DMC (1:1) + 1% 1-메틸-1-(2-(메틸술폭시)에틸)-피롤리디늄 트리스(펜타플루오로에틸)트리플루오로포스페이트 중 1M LiPF6 으로 실행한다.
도 5 및 6 및 또한 표 7 ~ 9 는 결과를 보여준다.
도 5 는 1C ~ 10C 내구성을 보여준다: 1C 에서의 방전 용량을 100% 로 간주한다.
표 7 은 로딩 시험의 결과를 보여준다:
비충전 상태 (3.0V) 에서의 내부 저항의 프로파일이 도 6 에 나타나 있다.
표 8 은 사이클링 시험의 요약을 제공한다 (10 번째 사이클에서의 방전 용량을 100% 로 간주함).
표 9 는 10C 에서의 상대 방전 용량의 요약을 제공한다 (첫번째 1C 방전에서의 방전 용량을 100% 로 간주함).
요약하면, 10C 의 첫번째 로딩에서, 레퍼런스에 비해 훨씬 더 높은 43% 의 유도가능한 용량이 발견된다 (도 5).
동시에, 예를 들어 B 와 같이, 내부 저항의 매우 일정한 프로파일이 현저하다. 특히 방전 상태에서, 예를 들어 B 와 같이, 내부 저항은 매우 낮은 값에 위치하고, 레퍼런스보다 훨씬 낮다 (2 배 감소).
이 첨가제로도, 훨씬 적은 에이징 및 용량 감소가 달성된다.
실시예 D: 1-메틸-1-(2-(메틸술폭시)에틸)-피롤리디늄-비스(옥살라토)보레이트를 포함하는 전해질
상기 시험 설정을 전해질 시스템 EC:DMC (1:1) + 1% 1-메틸-1-(2-(메틸술폭시)에틸)-피롤리디늄- 비스(옥살라토)보레이트 중 1M LiPF6 으로 실행한다.
도 7 및 8 및 또한 표 10 ~ 12 는 결과를 보여준다.
도 7 은 1C ~ 10C 내구성을 보여준다: 1C 에서의 방전 용량을 100% 로 간주한다.
표 10 은 로딩 시험의 결과를 보여준다:
비충전 상태 (3.0V) 에서의 내부 저항의 프로파일이 도 8 에 나타나 있다.
표 11 은 사이클링 시험의 요약을 제공한다 (10 번째 사이클에서의 방전 용량을 100% 로 간주함).
표 12 는 10C 에서의 상대 방전 용량의 요약을 제공한다 (첫번째 1C 방전에서의 방전 용량을 100% 로 간주함).
실시예 B 및 C 에서의 상황과 유사하게, 10C 의 로딩에서, 레퍼런스에 비해 훨씬 더 높은 40% 의 유도가능한 용량이 발견된다. 동시에, 예를 들어 B 및 C 와 같이, 내부 저항의 매우 일정한 프로파일이 현저하다. 특히 방전 상태에서의 내부 저항은 레퍼런스보다 훨씬 낮다.
도면 색인:
도 1 은 레퍼런스 시스템 EC:DMC (1:1) 중 1M LiPF6 의 1C ~ 10C 사이클을 보여준다.
도 2 는 레퍼런스 시스템 EC:DMC (1:1) 중 1M LiPF6 의 비충전 상태 (3.0V) 에서의 내부 저항의 프로파일을 보여준다.
도 3 은 실시예 B EC:DMC (1:1), 1% 1-(3-(메톡시술포닐)프로필)-1-메틸피롤리디늄 트리스(펜타플루오로에틸)트리플루오로포스페이트 중 1M LiPF6 의 1C ~ 10C 사이클을 보여준다.
도 4 는 실시예 B EC:DMC (1:1), 1% 1-(3-(메톡시술포닐)프로필)-1-메틸피롤리디늄-트리스(펜타플루오로에틸)트리플루오로포스페이트 중 1M LiPF6 의 비충전 상태 (3.0V) 에서의 내부 저항의 프로파일을 보여준다.
도 5 는 실시예 C EC:DMC (1:1), 1% 1-메틸-1-(2-(메틸술폭시)에틸)피롤리디늄 트리스(펜타플루오로에틸)트리플루오로포스페이트 중 1M LiPF6 의 1C ~ 10C 사이클을 보여준다.
도 6 는 실시예 C EC:DMC (1:1), 1% 1-메틸-1-(2-(메틸술폭시)에틸)-피롤리디늄-트리스(펜타플루오로에틸)트리플루오로포스페이트 중 1M LiPF6 의 비충전 상태 (3.0V) 에서의 내부 저항의 프로파일을 보여준다.
도 7 는 실시예 D EC:DMC (1:1), 1% 1-메틸-1-(2-(메틸술폭시)에틸)피롤리디늄 비스(옥살라토)보레이트 중 1M LiPF6 의 1C ~ 10C 사이클을 보여준다.
도 8 는 실시예 D EC:DMC (1:1), 1% 1-메틸-1-(2-(메틸술폭시)에틸)피롤리디늄 비스(옥살라토)보레이트 중 1M LiPF6 의 비충전 상태 (3.0V) 에서의 내부 저항의 프로파일을 보여준다.
Claims (17)
- 하기 화학식 I 의 화합물
[K-(CH2)-(CH2)u-SO3-(CH2)v-R"]+ [A]- I
[식 중,
u 는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 또는 7 이고, u = 2, 3, 4, 5, 6 또는 7 인 -(CH2)u-알킬렌 사슬의 하나 이상의 CH2 기는 O 로 대체되거나 하나 이상의 이중 결합을 함유할 수 있고,
v 는 0, 1, 2, 3 또는 4 이고,
-SO3- 는를 나타내고,
R" 는 각 경우에 독립적으로 탄소수 1 ~ 20 의 직쇄형 또는 탄소수 3 ~ 20 의 분지형 알킬 기 (이는 비불화, 부분 불화 또는 완전 불화 상태일 수 있음) 이거나, 또는 탄소수 2 ~ 20 의 하나 이상의 이중 결합을 갖는 직쇄형 또는 탄소수 3 ~ 20 의 하나 이상의 이중 결합을 갖는 분지형 알케닐 기, 탄소수 2 ~ 20 의 하나 이상의 삼중 결합을 갖는 직쇄형 또는 탄소수 4 ~ 20 의 하나 이상의 삼중 결합을 갖는 분지형 알키닐 기, 또는 탄소수 6 ~ 12 의 아릴 기 (이 기는 F, Cl 및/또는 탄소수 1 ~ 8 의 직쇄형 부분 불화 또는 완전 불화 알킬 기 또는 탄소수 3 ~ 8 의 분지형 부분 불화 또는 완전 불화 알킬 기로 단일치환 또는 다중치환될 수 있음) 이고,
K 는 기
R3N+-*, R3P+-*,
로부터 선택되는 양이온이고, 여기서
R 은 각 경우에 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸 또는 tert-부틸이고, 언급된 라디칼 R 에서, N 또는 P 에 직접 연결되지 않은, 하나 이상의 CH2 기는 O 로 대체될 수 있고,
Y 는 CH2, O, S 또는 NR' 이고,
R' 는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸 또는 tert-부틸이고,
A 는 기
[FzB(CmF2m+1)4-z]-,
[FyP(CmF2m+1)6-y]-,
[(CmF2m+1)2P(O)O]-,
[CmF2m+1P(O)O2]2-,
[O-C(O)-CmF2m+1]-,
[N(C(O)-CmF2m+1)2]-,
[N(S(O)2-CmF2m+1)2]-,
[N(C(O)-CmF2m+1)(S(O)2-CmF2m+1)]-,
[N(C(O)-CmF2m+1)(C(O)F)]-,
[N(S(O)2-CmF2m+1)(S(O)2F)]-,
[N(S(O)2F)2]-,
[C(C(O)-CmF2m+1)3]-,
[C(S(O)2-CmF2m+1)3]-,
로부터 선택되는 음이온이고,
여기서
m 은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8 이고, 언급된 음이온 중 CF2 기는 O, S(O)2, NR 또는 CH2 로 일부 대체될 수 있고,
z 는 1, 2, 3 또는 4 이고,
y 는 1, 2, 3, 4, 5 또는 6 이고,
X 는 B 또는 Al 이고,
R1 및 R2 는 각 경우에 서로 독립적으로 F, Cl, Br, I, 탄소수 1 ~ 20 의 직쇄형 또는 탄소수 3 ~ 20 의 분지형 퍼플루오로알킬 기, 탄소수 1 ~ 20 의 직쇄형 또는 탄소수 3 ~ 20 의 분지형 알콕시 기 (이는 비불화, 부분 불화 또는 완전 불화 상태일 수 있음), 또는 -O-C(O)-알킬 (여기서, 알킬은 탄소수 1 ~ 20 의 직쇄형 또는 탄소수 3 ~ 20 의 분지형 알킬 기이고, 비불화, 부분 불화 또는 과불화 상태일 수 있음) 이고,
는
각 경우에 독립적으로 1,2- 또는 1,3-디올, 1,2- 또는 1,3-디카르복시산 또는 1,2- 또는 1,3-히드록시카르복시산으로부터, 언급된 화합물 중 한 쌍의 인접 OH 기가, 2 개의 H 원자의 형식적 제거를 수반하여, 각각 중심 원자 X 로의 하나의 결합으로 들어감으로써 유래하는 두자리 라디칼이고, 상기 화학식 I 의 상응하는 염의 전기중성이 관찰됨]. - 제 1 항에 있어서, v 가 0 인 화합물.
- 제 1 항에 있어서, u 가 1, 2 또는 3 인 화합물.
- 제 1 항에 있어서, R" 가 탄소수 1 ~ 8 의 직쇄형 또는 탄소수 3 ~ 8 의 분지형 알킬 기이고, 비불화, 부분 불화 또는 완전 불화 상태일 수 있는 화합물.
- 제 1 항에 있어서, K 가 양이온에 상응하고, [A]- 가 또한 m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8 인 [O-S(O)2-CmF2m+1]- 및 z = 4 인 [FzB(CmF2m+1)4-z]- 로부터 선택될 수 있는 화합물.
- 제 1 항에 있어서, A 가 기
[FzB(CmF2m+1)4-z]-,
[FyP(CmF2m+1)6-y]-,
[O-C(O)-CmF2m+1]-,
[N(S(O)2-CmF2m+1)2]-,
[N(S(O)2F)2]-,
로부터 선택되는 음이온이고,
여기서
m 은 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8 이고,
z 는 1, 2 또는 3 이고,
y 는 3, 4, 5 또는 6 이고,
X 는 B 이고,
R1 및 R2 는 각 경우에 서로 독립적으로 F, 탄소수 1 ~ 4 의 직쇄형 또는 탄소수 3 ~ 4 의 분지형 퍼플루오로알킬 기, 탄소수 1 ~ 4 의 직쇄형 또는 탄소수 3 ~ 4 의 분지형 알콕시 기 또는 -O-C(O)-알킬 (여기서, 알킬은 탄소수 1 ~ 20 의 직쇄형 또는 탄소수 3 ~ 20 의 분지형 알킬 기이고, 비불화, 부분 불화 또는 과불화 상태일 수 있음) 이고,
는
각 경우에 독립적으로 1,2- 또는 1,3-디올, 1,2- 또는 1,3-디카르복시산 또는 1,2- 또는 1,3-히드록시카르복시산으로부터, 언급된 화합물 중 한 쌍의 인접 OH 기가, 2 개의 H 원자의 형식적 제거를 수반하여, 각각 중심 원자 X 로의 하나의 결합으로 들어감으로써 유래하는 두자리 라디칼인 화합물. - SO3 가 하위구조에 상응하는, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 화학식 I 의 화합물의 제조 방법으로서, 하기 화학식 (II) 의 화합물
K-1 (II)
[식 중, K-1 은 기 R3N, R3P,
로부터 선택되고, 여기서
R 은 각 경우에 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸 또는 tert-부틸이고, 언급된 라디칼 R 에서, N 또는 P 에 연결되지 않은, 하나 이상의 CH2 기는 O 로 대체될 수 있고,
Y 는 CH2, O, S 또는 NR' 이고,
R' 는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸 또는 tert-부틸임] 이,
첫째로 하기 화학식 (III) 의 화합물
Hal-(CH2)-(CH2)u-OH (III)
[식 중, u 는 1, 2, 3, 4, 5, 6 또는 7 이고, u = 2, 3, 4, 5, 6 또는 7 인 -(CH2)u-알킬렌 사슬에서, 산소에 부착되지 않은, 하나 이상의 CH2 기는 O 로 대체되거나 하나 이상의 이중 결합을 함유할 수 있고, Hal 은 Cl, Br 또는 I 임] 과 반응되고,
결과로서 생기는 하기 화학식 (IV) 의 중간체 화합물
[K-(CH2)-(CH2)u-OH]+ [Hal]- (IV)
[식 중, K, u 및 Hal 은 위에 언급된 정의 중 하나를 가짐] 이,
하기 화학식 (V) 의 화합물
R"-(CH2)v-SO2-L (V)
[식 중, v 및 R" 는 청구항 1 에 따른 정의를 갖고, L 은 탄소수 1 ~ 3 의 직쇄형 또는 탄소수 3 의 분지형 알콕시 기, Cl 또는 F 로부터 선택되는 이탈기임] 과, 이탈기로서 알콕시 기의 경우에 산 촉매작용으로, 또는 이탈기로서 Cl 또는 F 의 경우에 염기의 존재 하에, 반응되고,
결과로서 생기는 하기 화학식 (VI) 의 화합물
[K-(CH2)-(CH2)u-SO3-(CH2)v-R"]+ [Hal]- (VI)
[식 중, K, u, v, R" 및 Hal 은 위에 언급된 정의 중 하나를 가짐] 이,
하기 화학식 (VII) 의 화합물
[Kt]+[A]- (VII)
[식 중, [Kt]+ 는 알칼리 금속 양이온 또는 H+ 이고, [A]- 는 청구항 1 에 명시된 정의를 갖고, [A]- 는 또한 m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8 인 [O-S(O)2-CmF2m+1]- 및 z = 4 인 [FzB(CmF2m+1)4-z]- 로부터 선택될 수 있음] 과의 메타테시스 반응에서 반응되는 방법. - SO3 가 하위구조에 상응하고, u 가 2, 3, 4 또는 5 인, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 화학식 I 의 화합물의 제조 방법으로서, 화학식 (II) 의 화합물
K-1 (II)
[식 중, K-1 은 기 R3N, R3P,
로부터 선택되고, 여기서
R 은 각 경우에 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸 또는 tert-부틸이고, 언급된 라디칼 R 에서, N 또는 P 에 연결되지 않은, 하나 이상의 CH2 기는 O 로 대체될 수 있고,
Y 는 CH2, O, S 또는 NR' 이고,
R' 는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸 또는 tert-부틸임] 이,
첫째로 하기 화학식 (VIII) 의 화합물
[식 중, w 는 1, 2, 3 또는 4 임] 과 반응되어,
하기 화학식 (IX) 의 중간체 화합물
[K-(CH2)-(CH2)u-SO3 -] (IX)
[식 중, K 및 u 는 청구항 1 에서 명시된 정의를 가짐] 이 수득되고,
후속적으로 화학식 (IX) 의 중간체 화합물이 하기 화학식 (X) 의 알킬화제
L*-(CH2)v-R" (X)
[식 중, v 및 R" 는 청구항 1 에 명시된 정의를 갖고, L* 는 CF3-S(O)2O, C4F9-S(O)2O, (C2F5)2P(O)O, (C4F9)2P(O)O, (알킬)2O+, 알킬-S(O)2O, 알킬-O-S(O)2O, I 또는 Br 이고, 여기서 알킬은 각 경우에 독립적으로 탄소수 1 ~ 4 의 직쇄형 또는 탄소수 3 ~ 4 의 분지형 알킬 기임] 와 반응되고,
결과로서 생기는 하기 화학식 (XI) 의 화합물
[K-(CH2)-(CH2)u-SO3-(CH2)v-R"]+ [L*]- (XI)
[식 중, K, u, v, R" 및 L* 는 위에 언급된 정의를 가짐] 이,
하기 화학식 (VII) 의 화합물
[Kt]+[A]- (VII)
[식 중, [Kt]+ 는 알칼리 금속 양이온 또는 H+ 이고, 음이온 [L*]- 가 이미 음이온 [A]- 의 정의에 상응하지 않는 경우, [A]- 는 청구항 1 에서 명시된 정의를 갖고, [A]- 는 또한 m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8 인 [O-S(O)2-CmF2m+1]- 및 z = 4 인 [FzB(CmF2m+1)4-z]- 로부터 선택될 수 있음] 과 임의로 반응되는 방법. - SO3 가 하위구조에 상응하는, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 화학식 I 의 화합물의 제조 방법으로서, 하기 화학식 (II) 의 화합물
K-1 (II)
[식 중, K-1 은 기 R3N, R3P,
로부터 선택되고, 여기서
R 은 각 경우에 독립적으로 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸 또는 tert-부틸이고, 언급된 라디칼 R 에서, N 또는 P 에 연결되지 않은, 하나 이상의 CH2 기는 O 로 대체될 수 있고,
Y 는 CH2, O, S 또는 NR' 이고,
R' 는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸 또는 tert-부틸임] 이,
첫째로 하기 화학식 (XII) 의 화합물
Hal-(CH2)-(CH2)u-Hal (XII)
[식 중, u 는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 또는 7 이고, u = 2, 3, 4, 5, 6 또는 7 인 -(CH2)u-알킬렌 사슬에서, Hal 에 부착되지 않은, 하나 이상의 CH2 기는 O 로 대체되거나 하나 이상의 이중 결합을 함유할 수 있고, Hal 은 Cl, Br 또는 I 임] 과 반응되고,
결과로서 생기는 하기 화학식 (XIII) 의 중간체 화합물
[K-(CH2)-(CH2)u-Hal]+ [Hal]- (XIII)
[식 중, K, u 및 Hal 은 위에 언급된 정의 중 하나를 가짐] 이,
알칼리 금속 설파이트 또는 암모늄 설파이트와 그리고 후속적으로 하기 화학식 (X) 의 화합물
L*-(CH2)v-R" (X)
[식 중, v 및 R" 는 청구항 1 에서 명시된 정의를 갖고, L* 는 CF3-S(O)2O, C4F9-S(O)2O, (C2F5)2P(O)O, (C4F9)2P(O)O, (알킬)2O+, 알킬-S(O)2O, 알킬-O-S(O)2O, I 또는 Br 이고, 여기서 알킬은 각 경우에 독립적으로 탄소수 1 ~ 4 의 직쇄형 또는 탄소수 3 ~ 4 의 분지형 알킬 기임] 과 반응되고,
결과로서 생기는 하기 화학식 (XI) 의 화합물
[K-(CH2)-(CH2)u-SO3-(CH2)v-R"]+ [L*]- (XI)
[식 중, K, u, v, R" 및 L* 은 위에 언급된 정의 중 하나를 가짐] 이,
하기 화학식 (VII) 의 화합물
[Kt]+[A]- (VII)
[식 중, [Kt]+ 는 알칼리 금속 양이온 또는 H+ 이고, 음이온 [L*]- 가 이미 음이온 [A]- 의 정의에 상응하지 않는 경우, [A]- 는 청구항 1 에서 언급된 정의를 갖고, [A]- 는 또한 m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8 인 [O-S(O)2-CmF2m+1]- 및 z = 4 인 [FzB(CmF2m+1)4-z]- 로부터 선택될 수 있음] 과 임의로 반응되는 방법. - [A]- 가 또한 m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8 인 [O-S(O)2-CmF2m+1]- 및 z = 4 인 [FzB(CmF2m+1)4-z]- 로부터 선택될 수 있는, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 화학식 I 의 화합물을 포함하는 전해질.
- 제 10 항에 있어서, 전도성 염으로서 리튬 염 및/또는 테트라알킬암모늄 염을 포함하는 전해질.
- 제 10 항에 있어서, 하나 이상의 추가의 첨가제를 포함하는 전해질.
- [A]- 가 또한 m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8 인 [O-S(O)2-CmF2m+1]- 및 z = 4 인 [FzB(CmF2m+1)4-z]- 로부터 선택될 수 있는, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 화학식 I 의 화합물을 포함하는 전기화학 소자.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, [A]- 가 또한 m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8 인 [O-S(O)2-CmF2m+1]- 및 z = 4 인 [FzB(CmF2m+1)4-z]- 로부터 선택될 수 있는 화학식 I 의 화합물로서, 전해질 중 첨가제로서 사용되는 화학식 I 의 화합물.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, [A]- 가 또한 m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8 인 [O-S(O)2-CmF2m+1]- 및 z = 4 인 [FzB(CmF2m+1)4-z]- 로부터 선택될 수 있는 화학식 I 의 화합물로서, 전기화학 또는 전자광학 소자에 사용되는 화학식 I 의 화합물.
- 제 15 항에 있어서, 전기화학 또는 전자광학 소자가 리튬 배터리, 리튬 이온 배터리, 이중층 커패시터, 리튬 커패시터, 태양 전지, 감전발색 디스플레이, 센서 또는 바이오센서인 화합물.
- [A]- 가 또한 m = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 또는 8 인 [O-S(O)2-CmF2m+1]- 및 z = 4 인 [FzB(CmF2m+1)4-z]- 로부터 선택될 수 있는, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 화학식 I 의 화합물을 포함하는 전자광학 소자.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102011111059 | 2011-08-24 | ||
| DE102011111059.7 | 2011-08-24 | ||
| PCT/EP2012/066292 WO2013026854A1 (de) | 2011-08-24 | 2012-08-22 | Schwefelhaltige additive für elektrochemische oder optoelektronische vorrichtungen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140066724A KR20140066724A (ko) | 2014-06-02 |
| KR102072367B1 true KR102072367B1 (ko) | 2020-02-03 |
Family
ID=46924394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020147007141A KR102072367B1 (ko) | 2011-08-24 | 2012-08-22 | 전기화학 또는 광전자 소자용 황-함유 첨가제 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9748605B2 (ko) |
| EP (1) | EP2748145B1 (ko) |
| JP (1) | JP5724042B2 (ko) |
| KR (1) | KR102072367B1 (ko) |
| CN (1) | CN103764628B (ko) |
| TW (1) | TWI574950B (ko) |
| WO (1) | WO2013026854A1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109155440A (zh) * | 2016-04-06 | 2019-01-04 | 魁北克电力公司 | 电解质添加剂 |
Families Citing this family (49)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5998292B2 (ja) | 2012-12-18 | 2016-09-28 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ | 電解質の添加剤としての、フルオロイソプロピル誘導体の使用 |
| KR20160138229A (ko) * | 2014-03-28 | 2016-12-02 | 바스프 에스이 | 리튬 이온 배터리용의 과충전 방지 전해질 첨가제 |
| WO2015150390A1 (en) | 2014-04-03 | 2015-10-08 | Basf Se | Use of reactive ionic liquids as additives for electrolytes in secondary lithium ion batteries |
| EP3132488A1 (en) | 2014-04-17 | 2017-02-22 | Basf Se | Electrolyte compositions containing esters of dicarboxylic acids |
| EP3132486B1 (en) | 2014-04-17 | 2018-06-06 | Gotion, Inc. | Alkylbenzoate derivatives as electrolyte additive for lithium based batteries |
| US20170214097A1 (en) | 2014-07-18 | 2017-07-27 | Basf Se | Liquid formulations, processes for their manufacture, and use of such liquid formulations |
| EP3218950B1 (en) | 2014-11-13 | 2019-01-09 | Gotion, Inc. | Acetic acid 2-[(methoxycarbonyl)oxy]methyl ester as electrolyte component |
| WO2016128325A1 (en) | 2015-02-09 | 2016-08-18 | Basf Se | Synthesis of sulfur containing ammonium and phosphonium borates |
| JP6972087B2 (ja) * | 2015-03-18 | 2021-11-24 | 旭化成株式会社 | 非水系リチウム型蓄電素子 |
| JP2016178126A (ja) * | 2015-03-18 | 2016-10-06 | 旭化成株式会社 | 非水系リチウム型蓄電素子 |
| US10587012B2 (en) | 2015-03-26 | 2020-03-10 | Basf Corporation | Electrolyte compositions comprising ionic liquids and metal hydride batteries comprising same |
| WO2017029176A1 (en) | 2015-08-14 | 2017-02-23 | Basf Se | Cyclic dinitrile compounds as additives for electrolyte |
| DE102015218634A1 (de) * | 2015-09-28 | 2017-03-30 | Wacker Chemie Ag | Nitrile und Amine als Elektrolytbestandteile für Lithium-Ionen-Batterien |
| JP2018530122A (ja) | 2015-10-02 | 2018-10-11 | シオン・パワー・コーポレーション | 高エネルギーリチウムイオン電池のための非水性電解質 |
| CN108140833B (zh) | 2015-10-09 | 2021-02-09 | 国轩高科美国研究院 | 含有甲基-2-甲基-1,3-二氧戊环-2-羧酸甲酯的电解质组分及含有该电解质组分的电化学电池 |
| CN105810445A (zh) * | 2015-10-29 | 2016-07-27 | 钰邦电子（无锡）有限公司 | 一种高储能电容单元 |
| CN108352573B (zh) | 2015-11-13 | 2021-12-03 | 锡安能量公司 | 用于电化学电池的添加剂 |
| JP2019505955A (ja) | 2015-12-17 | 2019-02-28 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ | 高エネルギーリチウムイオン電池のための電解質組成物のためのシアノアルキルスルホニルフルオリド |
| US10720668B2 (en) * | 2015-12-18 | 2020-07-21 | Basf Se | Non-aqueous electrolytes for lithium-ion batteries comprising asymmetric borates |
| CN105609877A (zh) * | 2016-02-03 | 2016-05-25 | 东莞市凯欣电池材料有限公司 | 一种高电压锂离子电池电解液及一种高电压锂离子电池 |
| WO2017133978A1 (en) | 2016-02-05 | 2017-08-10 | Basf Se | Preparation of ammonium or phosphonium borate salts |
| CN109075382B (zh) | 2016-03-03 | 2021-02-09 | 国轩高科美国研究院 | 作为电解质组合物的甲基膦酰氧基甲烷 |
| CN105845981A (zh) * | 2016-03-30 | 2016-08-10 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种非水电解液及使用该非水电解液的锂离子电池 |
| CN105870505B (zh) * | 2016-06-16 | 2019-11-12 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种电解液及含有该电解液的二次电池 |
| CN105932332A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-09-07 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种电解液及包括该电解液的锂离子电池 |
| CN106099184A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-11-09 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种电解液及使用该电解液的锂离子电池 |
| CN107591564A (zh) * | 2016-07-06 | 2018-01-16 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电解液及锂离子电池 |
| CN107591562A (zh) * | 2016-07-06 | 2018-01-16 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电解液及锂离子电池 |
| DE102016217709A1 (de) | 2016-09-15 | 2018-03-15 | Robert Bosch Gmbh | Hybridsuperkondensator mit SEI-Additiven |
| JP7039572B2 (ja) | 2016-09-21 | 2022-03-22 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | ホスホネートをベースとするリチウム錯体 |
| KR20190049876A (ko) | 2016-09-21 | 2019-05-09 | 바스프 에스이 | 이작용성 포스폰산 실릴에스터를 포함하는 전기화학 셀 |
| FR3058574A1 (fr) * | 2016-11-07 | 2018-05-11 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Electrolytes non fluores a base d'un additif specifique du type liquide ionique pour batteries au lithium |
| KR20190095492A (ko) | 2017-01-03 | 2019-08-14 | 바스프 에스이 | 고전압 배터리용 전해질 성분으로서 피리딘 황 트라이옥사이드 착물 |
| US20190348714A1 (en) * | 2017-01-18 | 2019-11-14 | Basf Se | Trifunctional additives for electrolyte composition for lithium batteries |
| EP3580804A1 (en) | 2017-02-07 | 2019-12-18 | Basf Se | Functionalized sulfonyl fluoride additives for electrolyte composition for lithium ion batteries |
| EP3373375A1 (en) | 2017-03-08 | 2018-09-12 | Basf Se | Use of aliphatic dinitriles in electrochemical cells for reducing metal leaching |
| EP3373380A1 (en) | 2017-03-08 | 2018-09-12 | Basf Se | Electrolyte compositions comprising mixtures of 1,3,5-cyclohexane trinitrile compounds as additives |
| CN110945688A (zh) | 2017-05-19 | 2020-03-31 | 赛昂能源有限公司 | 用于电化学电池的钝化剂 |
| US10868306B2 (en) | 2017-05-19 | 2020-12-15 | Sion Power Corporation | Passivating agents for electrochemical cells |
| JP7076527B2 (ja) | 2017-07-20 | 2022-05-27 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | リチウム電池用の電解質組成物のための複素環式スルホニルフルオリド添加剤 |
| CN109309249B (zh) * | 2017-07-27 | 2021-02-02 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电解液及电化学储能装置 |
| CN109309245A (zh) * | 2017-07-27 | 2019-02-05 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电解液及电化学储能装置 |
| CN109309246A (zh) * | 2017-07-27 | 2019-02-05 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电解液及电化学储能装置 |
| WO2019115541A1 (en) | 2017-12-13 | 2019-06-20 | Basf Se | Electrolyte composition comprising oligomeric silyl ester phosphonates |
| KR20200131288A (ko) | 2018-03-14 | 2020-11-23 | 바스프 에스이 | 코팅된 캐소드 활성 물질 및 전해질 첨가제로서 실릴 에스터 포스포네이트를 포함하는 전기화학 전지 |
| CN109830749B (zh) | 2019-01-25 | 2021-06-04 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种电解液及电化学装置 |
| CN111048839A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-21 | 湖州昆仑动力电池材料有限公司 | 具有良好低温放电特性的锂离子电池电解液和锂离子电池 |
| JPWO2021187625A1 (ko) * | 2020-03-19 | 2021-09-23 | ||
| JP7457620B2 (ja) | 2020-09-30 | 2024-03-28 | 三菱ケミカル株式会社 | 非水系電解液及び該非水系電解液を含む非水系電解液電池 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005105815A1 (de) | 2004-04-02 | 2005-11-10 | Merck Patent Gmbh | Ionische flüssigkeiten mit fluoralkyltriffluorborat-anionen |
| WO2006017898A1 (en) | 2004-08-20 | 2006-02-23 | Monash University | Zwitterionic additives for electrochemical devices |
| WO2006096578A1 (en) | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Honeywell International Inc. | Method for purifying quaternary onium salts |
| WO2009132740A2 (de) | 2008-04-29 | 2009-11-05 | Merck Patent Gmbh, | Reaktive ionische flüssigkeiten |
| US20110012048A1 (en) | 2007-12-29 | 2011-01-20 | Jing Zhang | Eutectic melts |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55157691A (en) * | 1979-05-29 | 1980-12-08 | Sanyo Chemical Ind Ltd | Fluorine surfactant |
| DE4211140A1 (de) | 1992-04-03 | 1993-10-07 | Basf Ag | Phosphoniumsalze und ihre Verwendung als Glanzmittel für wäßrig-saure galvanische Nickelbäder |
| KR100987620B1 (ko) * | 2002-04-05 | 2010-10-13 | 유니버시티 오브 사우스 앨라배마 | 관능화된 이온성 액체, 및 그의 사용 방법 |
| WO2005055286A2 (en) | 2003-12-01 | 2005-06-16 | Konarka Technologies, Inc. | Zwitterionic compounds and photovoltaic cells containing same |
| KR20120120314A (ko) * | 2010-01-18 | 2012-11-01 | 메르크 파텐트 게엠베하 | 전해질 조성물 |
| JP5998292B2 (ja) | 2012-12-18 | 2016-09-28 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ | 電解質の添加剤としての、フルオロイソプロピル誘導体の使用 |
-
2012
- 2012-08-22 WO PCT/EP2012/066292 patent/WO2013026854A1/de active Application Filing
- 2012-08-22 JP JP2014526482A patent/JP5724042B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2012-08-22 KR KR1020147007141A patent/KR102072367B1/ko active IP Right Grant
- 2012-08-22 US US14/239,908 patent/US9748605B2/en active Active
- 2012-08-22 EP EP12762544.0A patent/EP2748145B1/de not_active Not-in-force
- 2012-08-22 CN CN201280041073.4A patent/CN103764628B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2012-08-24 TW TW101130888A patent/TWI574950B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005105815A1 (de) | 2004-04-02 | 2005-11-10 | Merck Patent Gmbh | Ionische flüssigkeiten mit fluoralkyltriffluorborat-anionen |
| WO2006017898A1 (en) | 2004-08-20 | 2006-02-23 | Monash University | Zwitterionic additives for electrochemical devices |
| WO2006096578A1 (en) | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Honeywell International Inc. | Method for purifying quaternary onium salts |
| US20110012048A1 (en) | 2007-12-29 | 2011-01-20 | Jing Zhang | Eutectic melts |
| WO2009132740A2 (de) | 2008-04-29 | 2009-11-05 | Merck Patent Gmbh, | Reaktive ionische flüssigkeiten |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| J. Am. Chem. Soc.,1982,Vol.104, No.25,p.7108-22 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109155440A (zh) * | 2016-04-06 | 2019-01-04 | 魁北克电力公司 | 电解质添加剂 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2014529601A (ja) | 2014-11-13 |
| KR20140066724A (ko) | 2014-06-02 |
| EP2748145A1 (de) | 2014-07-02 |
| TW201313693A (zh) | 2013-04-01 |
| EP2748145B1 (de) | 2016-10-19 |
| CN103764628A (zh) | 2014-04-30 |
| US9748605B2 (en) | 2017-08-29 |
| TWI574950B (zh) | 2017-03-21 |
| WO2013026854A1 (de) | 2013-02-28 |
| US20140193707A1 (en) | 2014-07-10 |
| CN103764628B (zh) | 2016-09-21 |
| JP5724042B2 (ja) | 2015-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102072367B1 (ko) | 전기화학 또는 광전자 소자용 황-함유 첨가제 | |
| KR101650207B1 (ko) | 반응성 이온성 액체 | |
| US9991559B2 (en) | Functionalized ionic liquid electrolytes for lithium ion batteries | |
| US20180076477A1 (en) | Nitrile-substituted silanes and electrolyte compositions and electrochemical devices containing them | |
| Ue et al. | Nonaqueous electrolytes with advances in solvents | |
| JP2020527823A (ja) | リン含有電解質 | |
| US5660947A (en) | Electrolyte for use in a galvanic cell | |
| CN103875117A (zh) | 含有膦酰基磺酸化合物的非水电解液及锂二次电池 | |
| KR102084095B1 (ko) | 실릴옥시 기를 가지는 이온성 화합물 | |
| CN109196707A (zh) | 杂环离子液体 | |
| CN103896849B (zh) | 腈基‑苯并咪唑盐及其制备方法 | |
| JP6267038B2 (ja) | 非水電解液及びこれを含む蓄電デバイス | |
| KR20190062299A (ko) | 술포닐이미드 화합물, 그의 제조 방법, 전해질 조성물, 전해액 및 리튬이온 전지 | |
| EP3942094A1 (en) | Modified ionic liquids containing cyclic phosphorus moiety | |
| KR20130118322A (ko) | 관능화 플루오로알킬 플루오로포스페이트 염 | |
| JP5875954B2 (ja) | シアノボレート化合物、並びに、これを用いた電解質 | |
| KR20190033539A (ko) | 높은 이온전도도를 갖는 에테르기를 포함하는 전해질용 이온성 액체 제조방법 | |
| JP6147847B2 (ja) | リチウムシリケート | |
| WO2013029237A1 (zh) | 双中心联吡啶阳离子类离子液体及其制备方法和应用 | |
| US10103402B2 (en) | Liquid phenothiazine catholytes for non-aqueous redox flow batteries | |
| US20200203772A1 (en) | Modified ionic liquids containing boron | |
| US11613520B2 (en) | Electrolytes for electrochemical generator | |
| US20220332712A1 (en) | Heteroaryl-pyridinium compound and redox flow battery comprising the same | |
| CN103626682A (zh) | 一种亚胺碱金属盐和离子液体及其作为非水电解质的应用 | |
| IT202000006766A1 (it) | Composizioni di soluzioni elettrolitiche contenenti solventi da fonti rinnovabili basati su alfa-idrossiacidi e loro combinazioni |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |