TW501303B - Electrolyte containing electrolyte salt and alkoxy ester - Google Patents

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Dirk Seffer
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Description

經濟部昝慧財產局員工消費合作社印製 501303 A7 --------_ 五、發明説明(1·) 本發明係關於-種特定之垸氧酯及其混合物之新類鹿 用。 … 由溶劑或落劑混合物及已溶解之導體鹽組成之電解 質,例如可應用在可再充電之電池中。習知之有許多不同之 用作製備電解質之導體鹽及許多不同之有機溶劑。一些可供 使用之化合物_,乃例如有在—皱書中Elektrochem·
Soc· VoL 141 (1994),第2989至2996頁中描述。有碳酸烷 基或碳酸燒撐經常被採用,見專利案£p_A-〇 。焦碳 酸亦可使用,見專利案US-A 5,427,874。其他作為可^ 用者,亦有醋酸烷基、N,N-二取代之醋酸醯胺、亞颯、腈、 二醇醚及醚,見專利案ΕΡ-Α-0 662 729。經常使用者亦有」 些溶劑之混合物,例如其與二氧戊烷之混合物,見專利案 ΕΡ-Α-0 385 724。對於鋰-重三氟甲燒硫醯)亞醯胺而言,亦 可使用1,2-重-(三氟乙醯)乙燒及N,&二甲基三氣乙酿胺 作為溶劑,見一出版書 ITE Battery Letters Vol· 1 (1999),第 105至1〇9頁。在專利案us_A 5 ’ 976,731中即公開鐘離 子電池及作為導體鹽之溶劑,。使用叶唑、啡毺讲、吩嗯嗦、 吖啶、二苯并吖庚因或啡讲,其明顯用作穩定溶劑者。 一般而言,希望擁有一可能最大之可使用之化合物類別 儲備,作為電解質中之導體鹽溶劑。本發明之任務為,擴大 用於導體鹽溶劑之選擇α此任務係藉由本發明而解決。 本發明係關於一些知識,某些特定之碳酸酯作為導體鹽 之溶劑係極佳,用作形成電解質。 根據本發明,係採用式(I)R1_CF(0R2)_C(0)0R3之酯,其 本纸張又度適i中國g標準(CNS ) A4規格(2m^9T^)-~ -— (請先閎讀背面之注意事項再填鳥本耳) 一訂‘ -- -——-- B7 五、發明説明(2·) ~~~ 中R代表cf3、c2f5或c3f7,而圮及R3代表C1_C冬烷基 f部份減之或過氣化之絲,作為細或在溶劑 此口物中作為電解質之導體鹽。此電解質係制可用於製備 可再充電之電池。 目則已經證實者,此等酯具有一對於導體鹽而言極佳之 溶解力。-般而言,在電池中溶劑之導體鹽濃度,大約為 lmol/1在實驗中已經證實者,例如孓甲氧基過氟丙酸甲基 酯,極谷易將鋰-重_(三氟甲烷硫醯亞醯胺溶解,而其濃度 本^為1.9mol/l。因此,優點為,就算在較低之溫度中,即 在實際上使㈣池時會觀者,也毋需_導體鹽會沉殿。 在本發明中會優先使用某些特定之酯。優先者為代 表CF3或(¾,尤其是CF3。使用一不同醇類之混合物時(見 下述之製備方法),或藉由式(I)之化合物之轉酯化時,R2及 R3可為相同或不同,後者由製作過程決定。優先使用一些 純的醇類,其R2及R3為相同者。圮及汉3最好是代表具有! 至3碳原子之烷基,尤其是甲基或乙基。 , 經濟部4曰慧財產局員工消費合作社印製 可以使用者亦有酯類,.其中圮及R3為相同或不同,代 表部份氟化或過氟化之C1-C4燒基組別。其中R2及r3為相 同,及代表部份氟化烷基根基之化合物,例如CIVCH2,可 以類似之一些未氟化酯,藉由使用部份氟化之醇類而製備。 具有過氟化烷基組別R2及R3之酯類,可藉由部份氣化或未 氟化化合物後繼之氟化’例如藉由電氣氟化而製備。其中 R2為一未氟化之烷基根基,而R3為一部份氟化之烷基根 基,例如CFrCEb之化合物,可藉由一相應酯類之轉醋化, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐〉 -6- 五、發明說明(3·) 例如三氟乙醇而製備。 優先之導體鹽為鋰鹽。例如六氣鱗酸鐘、四氣棚酸經, 以及硫醯亞醯胺之鋰鹽,例如重三氟伐硫醯)亞齡之鐘 现^好的使用者。為達此目的,此導體鹽以至少〇.5 之敬度存在於溶劑中。一般而言,在已完成之電解質中,爭 取導體鹽之濃度約為1 mol/1。上限自然為其飽和之濃度。 其他優先之鹽類為υΝ(8〇2αρ3)2、uc(s〇2CF^及
LiS〇3cf3。良好可採用者亦有 LiAsF“ LiSbF6、Licl〇4 及 LiN(C2F5S02)2。 上述I酯類可以純粹作為酯類之混合物,或作為與其他 習知《可採用之溶劑等形式,用作電解質之製備而採用。作 為其他之_,可將上述?丨社出錄,作為可使用之已描 述溶劑研躺。彳s可使肖之翻^限於上述6描述之化合物 類別。其他一般使用之溶劑乃可使用。可作為共同溶劑者 有,例如該等在未公開之德國專利申請案例(19942 〇211) 中描述之過氟化碳酸之二烷基醯胺。此等為上面描述之 C1-C3-二烷基醯胺化合物r尤其表三氟醋酸。此類化合物有 一穩定之效果,尤其是對於六氟磷酸鋰。可使用者亦有其他 非質子性溶劑’例如内酯、腈、甲醯胺、乙醯胺、味b咯烷 酮、4唑烷酮、硝基烷、N,N_取代之尿烷、環颯烷、亞颯 二烷基、亞硫酸二烷基及磷酸三烷基。 本發明之另一内容為電解質,其含有通式①之酯及導體 鹽,以及有需要時其他用於導體鹽或穩定性添加劑之非質子 性溶劑。相應於前述優先之酯係作為優先應用之酯。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規袼(210 X 297公釐)~麵 --- -7- 501303 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明(4·) 2-烷氧酯之應用,擴大了導體鹽可採用溶劑之範圍;.此 化合物擁有之優點為,其對導體鹽具有一極佳之溶解力。可 降低著火之危險。 此酯之製備在文獻中係習知。此由相應之過氟埽烴4, 2_環氧化合物(過氟4,2_環氧乙烷)開始。在製備2-烷氧基 過氟丙酸酯時,係由六氟氧化丙缔開始。此環氧化合物本身 可藉由電化學性之相應之氯乙醇之氟化,或藉由將過氨埽烴 之化學性或光化學性氧化而製備。 此環氧化物稍後與一醇反應。形成希望之2-烷氧基_過 氟燒基碳酸酯。此類酯之製備係由D. Sianesi,A. Pasetti 及 F· Tarli 在一出版書中 J_ 〇rg· chem· 31 (1966),第 2312 至 2316頁中描述;這些作者在第2312頁中亦引述有關於環氧 化合物之文獻來源。有需要時亦可轉酯化或後繼地氟化。 下列之案例應可將對本發明作更進一步之說明,但不至 於限制本發明。 愈列1: ^ . 由過氟氧化丙埽及甲醇製備2_甲氧基_過氣丙酸甲基醋
C3F6〇 + 2CH3OH=> cf3CF (〇CH3) COOCH3+ 2 HF 在-25〇 €升、具有乾冰回流冷卻器及氣體導入管之三 頸瓶中,將200毫升之甲醇(4 94就幻g咖卜,讀§ 咖3)放置在莖溫中。在攪拌下將市場上購買之六氣氧化丙 冢紙張尺ϋ用家標準〇〇呢)八4 -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· •線· 501303 A7 五、發明說明(5·) 烯(24·2 g; 0.15 mol; 166 gmol**1)慢慢導入。2個小時後’將 反應混合物倒入100毫升之水中,並三次以二氯甲烷(ch2ci2) 萃取。將匯聚之有機相藉由硫酸鈉(Ν^〇2)乾燥,並以蒸館 純化。 Κρ:在10毫巴時,攝氏44至46度 1H-NMR: 3.6ppm (單譜線,3Η,CHd; 3·9ρρπχ (單譜線,3H,ch3;); 13C-NMR: 54.10Ppm (單譜線,2xCH3) 104·91 ppm (二四重譜線,cp) 119.69 ppm (二四重譜線,CF3) 162.35 ppm (二重譜線,c〇) 產量:理論之53% 參考文獻: 出版書 LOg^Chem·西元 1996 年,31,第 2312至2316 頁。 - 實例2: •種電解質之製備 將哪购卿溶解於根據實例1製備之1甲氧基-過 氟丙酸甲基醋。在攝氏20度時可製得—濃度為19』之 導體鹽。遠超過一般使用之i m〇1/1導體鹽之濃度。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 ft 本 頁 訂, 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -9- 公告本
申請曰期 〇[0. 2.23 案 號 類 別 Ht) ί/M A4 修正 9 H 廿侧田尽句填誣; TO[ JU1 II專利説明書···-一 發明W, -、新型名稱 中文 包含一導體鹽與規氧酯之電解質 英文 Elektrolyt, enthaltend ein Leitsalz und Alkoxyester 姓 名 歐拉夫·布則 OlafBose 國籍 住、居所 姓 名 (名稱)
德 國 GERMANY 德國30449漢諾威市瑞特-貝如林街26號 Ritter-Brunning-Strafie 26, 30449 Hannover, GERMANY 馬蒂亞斯•里蘭 Matthias Rieland
德 國 GERMANY
德國30559漢諾威市柯尼斯貝爾格林4iA號 Konigsberger Ring 41 A5 30559 Hannover, GERMANY 裝 訂 經濟部智慧財產场員工消費合作社印製 國 籍 三、申請人 住、居所 (事務所)
德商索爾威佛洛爾及迪瑞威特有限公司 Solvay Fluor und Derivate GmbH德 國 GERMANY德國30173漢諾威市漢斯-伯克萊路20號 Hans-Bockler-Allee 20? 30173 Hannvor, GERMANY狄特•勞爾博士 Dr. Dieter Lauer 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 線 501303 申請曰期 案 號 類 別 (以上各攔由本局填註) Α4 C4 年月弋ΐ充 新墨 專利説明書 中 文 發明 .新型 名稱 英 文 姓 名 國 籍 包含一導體鹽與烷氧酯之電解質
Elektrolyt, enthaltend ein Leitsalz und Alkoxyester 迪爾克•赛佛 Dirk Seffer
德 國 GERMANY
德國31535諾伊斯塔特市布爾克街14號 BoelckestraBe 14, 31535 Neustadt? GERMANY 裝 發明 創作 人 住、居所 四、沃夫岡•卡爾本瑞爾 Wolfgang Kalbreyer
德 國 GERMANY
德國31595施泰爾貝爾格市維爾利12號 Wellie 12? 31595 Steyerberg? GERMANY 訂 !· 姓名 (名稱〉 線. 經濟部智慧財產笱員工消費合作社印製 國籍 三、申請人 住、居所 (事務所) 代表人 姓名 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4^格(210X297公釐) -2-

Claims (1)

  1. 501301
    六、申請專利範圍 第90104154號專利案申請專利範園修正本 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1· 一種電解質,其包含一導體鹽與—式①之酉匕 RLCFCOR2) - C(0)〇R3, 其中,R1代表CF3、QF5或c#7,而R2與圮代表ci_c4_ 錄或部份氟化或過氟化之CKC4_燒基’作為溶劑或在 溶劑混合物中之成份。 2·根據申請專利範圍第1項所述之電解 質包含式①之酉旨,其中,以表CF3,且 為相同或不同,而代表具有1至3個碳軒之燒基。 3·根據申請專利範圍第2項所述之電解質,其中,在式① 中’ R代表CF3 ’而R及R3代表ch3或c2h5。 4.根據申請專利範圍第2項或第3項所述之電解質,其中, 在式(I)中,R2及R3係相同。 5·根據申請專利範圍第1項所述之電解質,其中,包括 LiPF6、LiBF4、Li[N(S02CF3)2]、Li[C(S02CF3)3]或 LiS03CF3作為導體鹽。 6·根據申請專利範圍第1項所述之電解質,其具有一至少 為另一電解質溶劑之内容物。 本紐尺錢用中^ (210 X 297 ^ -10- I I I n I I »»· I i* I I I * I I I I I I f « i·— I I 1 111 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
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