JP4405779B2 - Ether complex salt - Google Patents
Ether complex salt Download PDFInfo
- Publication number
- JP4405779B2 JP4405779B2 JP2003361330A JP2003361330A JP4405779B2 JP 4405779 B2 JP4405779 B2 JP 4405779B2 JP 2003361330 A JP2003361330 A JP 2003361330A JP 2003361330 A JP2003361330 A JP 2003361330A JP 4405779 B2 JP4405779 B2 JP 4405779B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- ether complex
- complex salt
- alkali metal
- ether
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
本発明は、電解質として有用な新規エーテル錯塩を提供する。 The present invention provides a novel ether complex salt useful as an electrolyte.
近年多く用いられるようになったリチウム一次電池、リチウム二次電池等の蓄電デバイスにおいては、アルカリ金属イオンが移動することにより充放電が行われる。これら蓄電デバイスが使われる携帯用機器の小型高性能化に伴って、蓄電デバイスには高エネルギー密度化が求められているが、このような蓄電デバイスにおいて高いエネルギー密度を得るためには、電解液中に占めるアルカリ金属イオンの濃度が高く、また電解液のイオン伝導度が大きな方が良い。 2. Description of the Related Art In power storage devices such as lithium primary batteries and lithium secondary batteries that have been widely used in recent years, charging and discharging are performed by movement of alkali metal ions. Accompanying the downsizing and high performance of portable devices in which these electricity storage devices are used, energy storage devices are required to have higher energy density. In order to obtain high energy density in such electricity storage devices, electrolyte solution It is preferable that the concentration of alkali metal ions in the interior is high and the ionic conductivity of the electrolyte is large.
このようなアルカリ金属イオンの供給源としては、リチウムヘキサフルオロフォスフェートやリチウムビストリフルオロメタンスルフォンイミド等のアルカリ金属塩が用いられているが、これらアルカリ金属塩は一般に固体であるため、これを有機溶媒に溶解することにより電解液として使用可能にしている。このような有機溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、γ―ブチロラクトン等の極性溶媒や、ジメチルカーボネート等の低粘度溶媒が用いられている。 Alkali metal salts such as lithium hexafluorophosphate and lithium bistrifluoromethanesulfonimide are used as a source of such alkali metal ions, but these alkali metal salts are generally solid, It can be used as an electrolytic solution by dissolving in a solvent. As such an organic solvent, polar solvents such as propylene carbonate, ethylene carbonate and γ-butyrolactone, and low viscosity solvents such as dimethyl carbonate are used.
しかしながら、アルカリ金属を高濃度に溶解可能な極性溶媒は、粘度が高く、得られる電解液のイオン伝導度が低くなる傾向が強い。他方、粘度の低い溶媒は極性も低く、アルカリ金属を高濃度に溶解することが困難である。従って、通常は、高粘度で極性の強い溶媒と、粘度の低い溶媒とを混合して用い、イオン濃度とイオン伝導度を両立させる方法が主に採用されているが、その濃度は、0.5〜2mol/l程度が限界である。 However, a polar solvent capable of dissolving alkali metal at a high concentration has a high viscosity, and the ionic conductivity of the obtained electrolytic solution tends to be low. On the other hand, a solvent having a low viscosity has a low polarity, and it is difficult to dissolve an alkali metal at a high concentration. Therefore, usually, a method of using both a high-viscosity and highly polar solvent and a low-viscosity solvent in a mixed manner to achieve both ionic concentration and ionic conductivity has been mainly adopted. The limit is about 5 to 2 mol / l.
また、これら有機溶媒は揮発性を有し、また可燃性でもあるため、環境への影響や、過熱時の発火の問題等も有する。 Moreover, since these organic solvents are volatile and flammable, they also have environmental effects, ignition problems during overheating, and the like.
上記問題点を解決する手法の一つとして、いわゆる常温溶融塩を用いる手法も提案されている。即ち、常温溶融塩はイオンに解離可能な塩でありながら常温で液体の化合物であり、また不揮発性のため発火の危険もないため、該常温溶融塩を溶媒とし、固体のアルカリ金属塩をこの常温溶融塩に溶解することによって、揮発性有機溶媒による環境への影響や安全性の問題を低減する方法(例えば、特許文献1参照)、あるいはそれ自身が常温溶融塩となるアルカリ金属塩を用いる方法が提案されている(例えば、非特許文献1参照)。 As one of methods for solving the above problems, a method using a so-called room temperature molten salt has also been proposed. In other words, the room temperature molten salt is a compound that is dissociable into ions but is liquid at room temperature, and since it is non-volatile, there is no risk of ignition. A method for reducing the environmental impact and safety problems caused by the volatile organic solvent by dissolving in a room temperature molten salt (see, for example, Patent Document 1), or an alkali metal salt that itself becomes a room temperature molten salt is used. A method has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1).
しかしながら、これら従来公知の常温溶融塩を溶媒として用いた場合には、アルカリ金属塩の常温溶融塩への溶解度が低いことからアルカリ金属塩の濃度に限界があるだけでなく、アルカリ金属塩を溶解させると粘度が上昇してしまい、イオン伝導度も低下してしまうという問題があった。また、それ自身が常温溶融塩となる従来公知のアルカリ金属塩は、アルカリ金属塩濃度が改善できるものの粘度が依然高く、イオン伝導度の点でいまだ改善の余地が大きかった。 However, when these conventionally known room temperature molten salts are used as a solvent, the solubility of the alkali metal salt in the room temperature molten salt is low, so the concentration of the alkali metal salt is not limited, but the alkali metal salt is dissolved. When it does, there existed a problem that a viscosity will rise and an ionic conductivity will also fall. Further, conventionally known alkali metal salts that themselves become room temperature molten salts, although the alkali metal salt concentration can be improved, the viscosity is still high, and there is still much room for improvement in terms of ionic conductivity.
従って、それ自体の粘度が低く、溶媒と併用しなくても、それ単独で充分なイオン伝導度を示すアルカリ金属イオンからなる常温溶融塩の開発が求められていた。 Accordingly, there has been a demand for the development of a room temperature molten salt composed of an alkali metal ion that has a low viscosity in itself and that exhibits sufficient ionic conductivity by itself without using it in combination with a solvent.
本発明者らは上記課題を解決する為に鋭意検討を行った結果、特定の構造のエーテルを配位子として有するアルカリ金属のエーテル錯塩が室温に於いても液状を示すことを見いだし本発明を完成させるに至った。即ち、本発明は、下記一般式(I) As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that an alkali metal ether complex salt having an ether having a specific structure as a ligand shows a liquid state even at room temperature. It came to complete. That is, the present invention provides the following general formula (I)
(式中、R1、R3は互いに異なる、それぞれの総炭素数が1〜4の無置換又はハロゲン原子により置換されたアルキル基を示し、R2は主鎖を構成する炭素数が2であり、かつ総炭素数が2〜4のアルキル基あるいはハロゲン原子により置換されてもよいアルキレン基を示し、Mはアルカリ金属を示し、Xはハロゲン原子を示す。)
(In the formula, R 1, R 3 are different from each other, each of the total number of carbon atoms represents an alkyl group substituted by an unsubstituted or halogen atoms from 1 to 4, the number of carbon atoms R 2 is constituting the main chain 2 And an alkyl group having 2 to 4 carbon atoms in total or an alkylene group which may be substituted with a halogen atom , M represents an alkali metal, and X represents a halogen atom.)
本発明のエーテル錯塩は室温においても単独で液状を示し、またその粘度も低いため、特に他の溶媒を用いることなく電解液として用いることができ、蓄電デバイスのエネルギー密度を向上させることができる。また、本エーテル錯塩を溶媒として用いることにより、安全性をも向上することができる。 Since the ether complex salt of the present invention is in a liquid state even at room temperature and has a low viscosity, it can be used as an electrolytic solution without using any other solvent, and the energy density of the electricity storage device can be improved. Moreover, safety can also be improved by using the present ether complex salt as a solvent.
本発明のエーテル錯塩は、下記一般式(I) The ether complex of the present invention has the following general formula (I)
(式中、R1、R3は互いに異なる、総炭素数が1〜4の置換されていてもよいアルキル基を示し、R2は主鎖を構成する炭素数が2〜4であり、かつ総炭素数が2〜4の置換されていてもよいアルキレン基を示し、Mはアルカリ金属を示し、Xはハロゲン原子を示す。)の構造を持つ化合物である。 (Wherein R 1 and R 3 are different from each other and each represents an optionally substituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 2 has 2 to 4 carbon atoms constituting the main chain, and A compound having a structure of 2 to 4 carbon atoms which may be substituted, M represents an alkali metal, and X represents a halogen atom.
上記一般式(I)におけるR1、R3は互いに異なる、総炭素数1〜4の置換されていてもよいアルキル基である(なお、総炭素数は、置換基を有する場合には、該置換基の炭素原子も含む)。 R 1 and R 3 in the general formula (I) are different alkyl groups having 1 to 4 carbon atoms which are different from each other (in addition, when the total carbon number has a substituent, Including carbon atoms of substituents).
これらR1とR3が同一の基であると、このようなエーテル鎖塩は、対称性が高いためであると推測されるが、融点が高く、常温付近では固体になってしまうため、本発明が目的とする効果を得ることができない。R1とR3とは、異なる基であれば置換基以外のアルキル基部分が同一(即ち、炭素数の同じアルキル基が、数や種類が異なる置換基によって置換された基)でも良いが、より良好な物性を得るためには、置換基以外のアルキル基部分が異なる化合物であることが好ましい。 If these R 1 and R 3 are the same group, such an ether chain salt is presumed to have high symmetry, but since the melting point is high and it becomes a solid at around room temperature, The effect which the invention aims at cannot be obtained. R 1 and R 3 may have the same alkyl group moiety other than a substituent as long as they are different groups (that is, a group in which an alkyl group having the same carbon number is substituted by a substituent having a different number or type), In order to obtain better physical properties, it is preferable that the alkyl group portion other than the substituent is different.
また、炭素数が多くなるほど、粘度が上昇する傾向が強く、該R1又はR3が炭素数5以上のアルキル基では、イオン伝導性が低くなり、やはり本発明の目的である、良好なイオン伝導度を得ることが困難となる。 In addition, as the number of carbons increases, the viscosity tends to increase, and when R 1 or R 3 is an alkyl group having 5 or more carbon atoms, the ionic conductivity is low, which is also an object of the present invention. It becomes difficult to obtain conductivity.
該アルキル基は置換基を有していても良いが、本発明のエーテル錯塩を蓄電デバイス等の電気化学的なデバイスの電解質として使用することを考慮すると、電気化学的に不安定な基は有さない方が好ましく、よって、無置換のアルキル基であるか、又は置換基が、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子、シアノ基あるいはアルコキシ基であるものが好ましく、無置換又はハロゲン原子により置換されたアルキル基であることがより好ましい。 The alkyl group may have a substituent, but considering that the ether complex salt of the present invention is used as an electrolyte of an electrochemical device such as a power storage device, there is an electrochemically unstable group. Therefore, it is preferable that it is an unsubstituted alkyl group, or that the substituent is a halogen atom such as a fluorine atom or a chlorine atom, a cyano group or an alkoxy group, and is unsubstituted or substituted by a halogen atom. More preferably, it is an alkyl group formed.
このようなR1又はR3として示されるアルキル基を、具体的に例を挙げて説明すると、メチル基、エチル基、n−プロピル基、sec−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等の無置換アルキル基類;モノフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基等のフルオロアルキル基類;トリクロロメチル基、2−クロロエチル基、ペンタクロロエチル基等のクロロアルキル基類;等を挙げることができる。 The alkyl group shown as R 1 or R 3 will be described with specific examples. A methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, a sec-propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group. Unsubstituted alkyl groups such as tert-butyl group; fluoroalkyl groups such as monofluoromethyl group, trifluoromethyl group and pentafluoroethyl group; chloro such as trichloromethyl group, 2-chloroethyl group and pentachloroethyl group Alkyl groups; and the like.
これらの基のR1及びR3としての組み合わせは、R1とR3とが異なるものとなれば特に制限されるものではないが、なかでも合成に際して原料の入手が容易で、また、エーテル錯塩の粘度をより低いものとできる点で、メチル基とエチル基の組み合わせであることが特に好ましい。 The combination of these groups as R 1 and R 3 is not particularly limited as long as R 1 and R 3 are different from each other, but in particular, the raw materials can be easily obtained in the synthesis, and the ether complex salt A combination of a methyl group and an ethyl group is particularly preferable in that the viscosity of the resin can be lowered.
上記式(I)においてR2は、アルキレン基であり、その主鎖を構成する炭素数は2〜4である。即ち、該R2、二つの酸素原子及びアルカリ金属Mによって構成される環が5〜7員環をとる。該R2における主鎖の炭素数が1である化合物は、安定性が低く、室温付近では安定な化合物として得ることができない。他方、主鎖の炭素数が5以上では、化学的安定性が低くなるばかりでなく、イオン伝導度も低下してしまう。R2として特に好ましくは、主鎖を構成する炭素数が2のものである。 In the above formula (I), R 2 is an alkylene group, and the main chain thereof has 2 to 4 carbon atoms. That is, the ring constituted by R 2 , two oxygen atoms and the alkali metal M takes a 5- to 7-membered ring. The compound having 1 carbon in the main chain in R 2 has low stability and cannot be obtained as a stable compound near room temperature. On the other hand, when the number of carbons in the main chain is 5 or more, not only the chemical stability is lowered, but also the ionic conductivity is lowered. R 2 is particularly preferably one having 2 carbon atoms constituting the main chain.
また、R2は総炭素数が2〜4であれば置換されていてもよい(総炭素数は、置換基を有する場合には、該置換基の炭素原子も含む数である)。総炭素数が5以上では、やはりイオン伝導度が充分なものとならない。 R 2 may be substituted if the total carbon number is 2 to 4 (the total carbon number is the number including the carbon atom of the substituent when it has a substituent). If the total number of carbon atoms is 5 or more, the ionic conductivity is still not sufficient.
また該アルキレン基は置換基を有していても良いが、前記R1及びR3に関して述べたのと同様の理由で、無置換のアルキレン基であるか、又は置換基が、メチル基、エチル基等のアルキル基、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子、シアノ基あるいはアルコキシ基であるものが好ましく、無置換又は、アルキル基あるいはハロゲン原子により置換されたアルキレン基であることがより好ましい。
The alkylene group may have a substituent. For the same reason as described for R 1 and R 3 , the alkylene group may be an unsubstituted alkylene group, or the substituent may be a methyl group, an ethyl group or the like. An alkyl group such as a group, a halogen atom such as a fluorine atom or a chlorine atom, a cyano group or an alkoxy group is preferable, and an unsubstituted or substituted alkylene group is more preferable.
R2として好適な基を、具体的に例を挙げて説明すると、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基等の無置換アルキレン基類;プロピレン基、ブチレン基等のアルキル置換アルキレン基類、テトラフルオロエチレン基、1,1−ジフルオロエチレン基、ヘキサフルオロトリメチレン基等のフルオロアルキレン基類;テトラクロロエチレン基、1,2−ジクロロエチレン基、1,1−ジクロロエチレン基等のクロロアルキレン基類;等を挙げることができる。 Specific examples of the group suitable for R 2 are explained below. Examples thereof include unsubstituted alkylene groups such as ethylene group, trimethylene group and tetramethylene group; alkyl-substituted alkylene groups such as propylene group and butylene group; Fluoroalkylene groups such as ethylene group, 1,1-difluoroethylene group and hexafluorotrimethylene group; Chloroalkylene groups such as tetrachloroethylene group, 1,2-dichloroethylene group and 1,1-dichloroethylene group; Can do.
本発明の上記式(I)におけるMはアルカリ金属原子である。具体的に例を挙げて説明すると、リチウム、ナトリウム、カリウムが好適である。中でも、カチオン部分の安定性が高いことから、リチウムが特に好適である。 In the above formula (I) of the present invention, M is an alkali metal atom. Specifically, lithium, sodium and potassium are preferable. Of these, lithium is particularly preferred because of the high stability of the cation moiety.
前記式(I)におけるXはハロゲン原子である。具体的にはフッ素、塩素、臭素、沃素等を挙げることができる。中でも、アニオンの安定性及び耐酸化性が高い事から、弗素であることが好適である。また、BX4 −として示されるアニオンにおいて、Xは異なるハロゲン原子であっても良いが、合成の容易さや安定性の点から、全て同一であることが好ましい。最も好ましいアニオンは、BF4 −(4フッ化ホウ素アニオン)である。 X in the formula (I) is a halogen atom. Specific examples include fluorine, chlorine, bromine and iodine. Of these, fluorine is preferred because of its high stability and oxidation resistance. In the anion represented as BX 4 — , X may be different halogen atoms, but are preferably the same from the viewpoint of ease of synthesis and stability. The most preferred anions, BF 4 - is (boron tetrafluoride anion).
上記本発明のエーテル錯塩を製造する方法は特に制限されるものではないが、アルカリ金属ハロゲン化硼素塩とエーテルを1:1で反応させることにより製造する方法が反応の容易さから好適である。具体的に説明すると、M−BX4で示されるアルカリ金属ハロゲン化硼素塩と、R1−O−R2−O−R3で示されるエーテルとを混合することにより、錯形成反応が起き、本発明のエーテル錯塩が得られる。これらを混合する際には、アルカリ金属ハロゲン化硼素塩とエーテルの量は特に制限されるものではなく、等モル量混合しても、どちらかを過剰に用いてもよい。エーテルを過剰に用いた場合には未反応のエーテルを留去することにより、容易に本発明のエーテル錯塩を得ることができる。本発明のエーテル錯塩は、原料としたエーテルの沸点付近では分解したり揮発したりすることがないため、この方法により収率よく、高純度のエーテル錯塩を得ることができる。また、アルカリ金属ハロゲン化硼素塩を過剰に用いた場合には、ろ過により未反応のアルカリ金属ハロゲン化硼素塩を分離すればよい。 The method for producing the ether complex salt of the present invention is not particularly limited, but a method for producing an alkali metal boron halide salt and ether in a 1: 1 reaction is preferable from the viewpoint of easy reaction. Specifically, a complexing reaction occurs by mixing an alkali metal boron halide salt represented by M-BX 4 and an ether represented by R 1 —O—R 2 —O—R 3 , The ether complex salt of the present invention is obtained. When mixing these, the amount of the alkali metal boron halide salt and the ether is not particularly limited, and an equimolar amount may be mixed, or one of them may be used in excess. When ether is used in excess, the ether complex salt of the present invention can be easily obtained by distilling off unreacted ether. Since the ether complex salt of the present invention does not decompose or volatilize near the boiling point of the ether used as a raw material, a high purity ether complex salt can be obtained with a high yield by this method. In addition, when an excessive amount of alkali metal boron halide salt is used, unreacted alkali metal boron halide salt may be separated by filtration.
反応の効率や、未反応原料との分離の容易さを考慮すると、過剰量のエーテルとアルカリ金属ハロゲン化硼素塩を反応させた後、過剰のエーテルを留去する方法が好適である。 In view of the efficiency of the reaction and the ease of separation from the unreacted raw material, a method in which an excess amount of ether and an alkali metal boron halide salt are reacted and then the excess amount of ether is distilled off is suitable.
反応温度や時間は特に限定されるものではないが、一般的には、攪拌下、用いる原料エーテルの沸点以下の温度で、数分〜数時間で反応は完結する。 The reaction temperature and time are not particularly limited, but in general, the reaction is completed within a few minutes to several hours at a temperature below the boiling point of the starting ether used with stirring.
このような製造方法において好適に使用できる、R1−O−R2−O−R3で示されるエーテルを具体的に例示すると1−エトキシ−2−メトキシエタン、1−メトキシ−2−プロポキシエタン、1−ブトキシ−2−メトキシエタン、1−エトキシ−2−プロポキシエタン、1−エトキシ−2−トリフルオロメトキシエタン、1−ペンタフルオロエトキシ−2−トリフルオロメトキシエタン等のジアルコキシエタン類、1−エトキシ−1,1,2,2−テトラフルオロ−2−メトキシエタン、1,2−ジフルオロ−1−ペンタフルオロエトキシ−2−トリフルオロメトキシエタン等の置換ジアルコキシエタン類、1−エトキシ−3−メトキシプロパン、1−エトキシ−3−プロポキシプロパン等のジアルコキシプロパン類等を挙げることができる。中でも、前述した好適なR1、R2及びR3を有するエーテル錯塩を得られる点で、1−エトキシ−2−メトキシエタン、1−メトキシ−2−プロポキシエタン、1−ペンタフルオロエトキシ−2−トリフルオロメトキシエタン等のジアルコキシエタン類が好適である。 Specific examples of ethers represented by R 1 —O—R 2 —O—R 3 that can be suitably used in such production methods include 1-ethoxy-2-methoxyethane and 1-methoxy-2-propoxyethane. Dialkoxyethanes such as 1-butoxy-2-methoxyethane, 1-ethoxy-2-propoxyethane, 1-ethoxy-2-trifluoromethoxyethane, 1-pentafluoroethoxy-2-trifluoromethoxyethane, -Substituted dialkoxyethanes such as ethoxy-1,1,2,2-tetrafluoro-2-methoxyethane, 1,2-difluoro-1-pentafluoroethoxy-2-trifluoromethoxyethane, 1-ethoxy-3 -Dialkoxypropanes such as methoxypropane and 1-ethoxy-3-propoxypropane It can be. Among them, 1-ethoxy-2-methoxyethane, 1-methoxy-2-propoxyethane, 1-pentafluoroethoxy-2-yl is preferable in that an ether complex salt having the above-described preferable R 1 , R 2 and R 3 can be obtained. Dialkoxyethanes such as trifluoromethoxyethane are preferred.
またM−BX4としては、LiBF4、LiBCl4、NaBF4等が挙げられるが、特にLiBF4が好ましい。 Examples of M-BX 4 include LiBF 4 , LiBCl 4 , and NaBF 4 , with LiBF 4 being particularly preferable.
このようにして得られた本発明のエーテル錯塩は、難揮発性の液体であり、その化学的な構造はNMRにより確認できる。 The ether complex salt of the present invention thus obtained is a hardly volatile liquid, and its chemical structure can be confirmed by NMR.
本発明のエーテル錯塩は吸湿性であり、製造原料由来の水分が残留したり、製造工程で水分が混入することにより、エーテル錯塩が水分を含む場合が一般的である。この場合には、濃縮、共沸脱水等を行うことで乾燥すればよい。エーテル錯塩中の水分量が高すぎると、エーテル錯塩の耐熱性が急激に低くなる場合がある。詳細は不明であるがハロゲン化硼素アニオンが分解されてハロゲン化水素が生成し、このハロゲン化水素により、エーテル配位子が分解されることでアルコールを生成、このアルコールによりハロゲン化硼素アニオンが分解されるという機構と推測される。このため、エーテル錯塩中の水分量は1000ppm以下である事が好ましい。 The ether complex salt of the present invention is hygroscopic, and the ether complex salt generally contains moisture due to moisture remaining from the production raw material remaining or mixing of moisture in the production process. In this case, it may be dried by performing concentration, azeotropic dehydration or the like. If the amount of water in the ether complex salt is too high, the heat resistance of the ether complex salt may be drastically lowered. Although the details are unknown, the boron halide anion is decomposed to produce hydrogen halide, and the hydrogen halide decomposes the ether ligand to produce an alcohol, which decomposes the boron halide anion. It is presumed that this is the mechanism. For this reason, it is preferable that the water content in an ether complex salt is 1000 ppm or less.
この様にして得られた本発明のエーテル錯塩は、一般に低融点で高イオン伝導性を示すため、リチウム一次電池、リチウム二次電池、電気化学キャパシタ等の蓄電デバイスの電解質や、エレクトロクロミック表示素子用電解質、メッキ用電解質、反応用溶媒等に好適に用いられる。また、この様なエーテル錯塩から成る電解質を用いて、リチウム一次電池、リチウム二次電池、電気化学キャパシタ、エレクトロクロミック素子等の電気化学デバイスを構成することにより、低温特性の良好な電気化学デバイスを構築することもできる
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例1
3.22g(34mmol)のリチウムテトラフルオロボレートに7.16g(68mmol)のエトキシメトキシエタンを加えて窒素雰囲気下室温で1時間攪拌した。この反応液を1mmHg40℃で減圧濃縮したところ、無色透明の液体6.8gを得た。1,4−ビストリフルオロメチルベンゼンを基準物質としてNMRを用いて構造を確認したところ、1H−NMR1.10ppm(t、3H)、3.25ppm(s、3H)、3.41〜3.45(m、4H)、3.46〜3.49(q、2H)、19F−NMR −164.68ppm(s、1F)、−164.74(s、3F)であり、リチウムテトラフルオロボレート・エトキシメトキシエタン錯体であることが確認された。この液体の水分量は800ppmであり、イオン伝導度は、1.3mS/cmであった。
The ether complex salt of the present invention thus obtained generally has a low melting point and high ionic conductivity. Therefore, the electrolyte of an electricity storage device such as a lithium primary battery, a lithium secondary battery, or an electrochemical capacitor, or an electrochromic display element It is preferably used as an electrolyte for plating, an electrolyte for plating, a solvent for reaction and the like. In addition, by using such an electrolyte composed of an ether complex salt to construct electrochemical devices such as lithium primary batteries, lithium secondary batteries, electrochemical capacitors, and electrochromic elements, electrochemical devices with good low-temperature characteristics can be obtained. The present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
Example 1
7.16 g (68 mmol) of ethoxymethoxyethane was added to 3.22 g (34 mmol) of lithium tetrafluoroborate, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour in a nitrogen atmosphere. The reaction solution was concentrated under reduced pressure at 1 mmHg at 40 ° C. to obtain 6.8 g of a colorless and transparent liquid. When the structure was confirmed using NMR using 1,4-bistrifluoromethylbenzene as a reference substance, 1H-NMR 1.10 ppm (t, 3H), 3.25 ppm (s, 3H), 3.41 to 3.45 ( m, 4H), 3.46 to 3.49 (q, 2H), 19F-NMR -164.68 ppm (s, 1F), -164.74 (s, 3F), lithium tetrafluoroborate ethoxymethoxy It was confirmed to be an ethane complex. The liquid had a water content of 800 ppm and an ionic conductivity of 1.3 mS / cm.
実施例2
3.22g(34mmol)のリチウムテトラフルオロボレートに3.58g(34mmol)のエトキシメトキシエタンを加えて窒素雰囲気下室温で1時間攪拌し、無色透明液体のリチウムテトラフルオロボレートエトキシメトキシエタン錯体6.8gを得た。水分量は8000ppmであった。
Example 2
3.58 g (34 mmol) of ethoxymethoxyethane was added to 3.22 g (34 mmol) of lithium tetrafluoroborate and stirred at room temperature for 1 hour under a nitrogen atmosphere, and 6.8 g of a lithium tetrafluoroborate ethoxymethoxyethane complex as a colorless transparent liquid. Got. The amount of water was 8000 ppm.
比較例1
2.87g(10mmol)のリチウムビストリフルオロメタンスルフォンイミドに0.90g(10mmol)のジメトキシエタンを加えて窒素雰囲気下70℃で1時間攪拌したところ、無色透明な液体となった。この液体を室温まで冷却したところ結晶化して3.77gの無色固体を得た。NMRで確認したところ、リチウムビストリフルオロメタンスルフォンイミドジメトキシエタン錯体であった。融点69℃。
Comparative Example 1
When 0.90 g (10 mmol) of dimethoxyethane was added to 2.87 g (10 mmol) of lithium bistrifluoromethanesulfonimide and stirred at 70 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere, a colorless and transparent liquid was obtained. The liquid was cooled to room temperature and crystallized to obtain 3.77 g of a colorless solid. When confirmed by NMR, it was a lithium bistrifluoromethanesulfonimide dimethoxyethane complex. Melting point 69 ° C.
比較例2
2.87g(10mmol)のリチウムビストリフルオロメタンスルフォンイミドに1.04g(10mmol)のエトキシメトキシエタンを加えて窒素雰囲気下70℃で1時間攪拌したところ、無色透明な液体となった。この液体を室温まで冷却したところ結晶化して3.91gの無色固体を得た。NMRで確認したところ、リチウムビストリフルオロメタンスルフォンイミドエトキシメトキシエタン錯体であった。融点56℃。
Comparative Example 2
When 1.04 g (10 mmol) of ethoxymethoxyethane was added to 2.87 g (10 mmol) of lithium bistrifluoromethanesulfonimide and stirred at 70 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere, a colorless and transparent liquid was obtained. The liquid was cooled to room temperature and crystallized to obtain 3.91 g of a colorless solid. It was confirmed by NMR that it was a lithium bistrifluoromethanesulfonimide ethoxymethoxyethane complex. Melting point 56 ° C.
Claims (4)
で示されるエーテル錯塩。 The following general formula (I)
Ether complex salt represented by
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003361330A JP4405779B2 (en) | 2003-10-22 | 2003-10-22 | Ether complex salt |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003361330A JP4405779B2 (en) | 2003-10-22 | 2003-10-22 | Ether complex salt |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005126339A JP2005126339A (en) | 2005-05-19 |
| JP4405779B2 true JP4405779B2 (en) | 2010-01-27 |
Family
ID=34641306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003361330A Expired - Fee Related JP4405779B2 (en) | 2003-10-22 | 2003-10-22 | Ether complex salt |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4405779B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012011507A1 (en) | 2010-07-21 | 2012-01-26 | 旭硝子株式会社 | Non-aqueous electrolyte for secondary batteries, and secondary battery |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4651114B2 (en) * | 2006-09-13 | 2011-03-16 | 国立大学法人静岡大学 | Method for producing lithium salt |
| JP2014107141A (en) * | 2012-11-28 | 2014-06-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Molten salt battery and method of manufacturing the same |
| JP6119817B2 (en) * | 2015-09-18 | 2017-04-26 | 宇部興産株式会社 | Method for producing lithium hexafluorophosphate ether complex, lithium hexafluorophosphate ether complex, and electrolyte for lithium battery |
-
2003
- 2003-10-22 JP JP2003361330A patent/JP4405779B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012011507A1 (en) | 2010-07-21 | 2012-01-26 | 旭硝子株式会社 | Non-aqueous electrolyte for secondary batteries, and secondary battery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2005126339A (en) | 2005-05-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5974181B2 (en) | Method for producing lithium bis (fluorosulfonyl) imide | |
| JP6336969B2 (en) | Bicyclic aromatic anion salts for LI ion batteries | |
| KR102445815B1 (en) | magnesium salt | |
| KR101874153B1 (en) | Halogenated organosilicon electrolytes, methods of using them, and electrochemical devices containing them | |
| CN105175452B (en) | A kind of preparation method of phosphonitrile oroalkane sulfonyl imine alkali metal salt | |
| KR102361457B1 (en) | magnesium salt | |
| WO2016093400A1 (en) | Method for preparing lithium bis(fluorosulfonyl) imide salt and intermediate product obtained from the same | |
| KR100902963B1 (en) | Boron chelate complexes | |
| WO2016052092A1 (en) | Method for producing difluoro ionic complex | |
| KR20100042264A (en) | Method for production of purified ammonium salt of fluorinated bis-sulfonylimide | |
| WO2017183342A1 (en) | Silicon-containing sulfuric acid ester salt | |
| JP4367648B2 (en) | Fluorosulfonic acid compound, production method thereof and use thereof | |
| JP4405779B2 (en) | Ether complex salt | |
| KR20150008353A (en) | Ionic liquids having bisfluorosulfonylimide anion for electrolyte | |
| JP6692033B2 (en) | Silicon-containing sulfonate | |
| JP4239531B2 (en) | Ionic compound, and electrolyte and electrochemical device using the same | |
| JP6190876B2 (en) | Bicyclic aromatic anion salts for LI ion batteries | |
| US20210091412A1 (en) | Sulfonimide salts for battery applications | |
| JP2008293813A (en) | Electrolyte for electrochemical devices | |
| JPS5953216B2 (en) | Synthesis method of anhydrous lithium borofluoride | |
| Singh et al. | Advances in chemistry of hydrogen bis (fluorosulfonyl) imide and its derivatives | |
| JP3715436B2 (en) | Salt, electrolytic solution and electrochemical device using the same | |
| JPWO2005123656A1 (en) | NOVEL METHYL CARBONATES, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME, NON-AQUEOUS ELECTROLYTE SOLUTION | |
| JP2005060261A (en) | Bis (2,2,3,4,4,4-hexafluorobutyl) carbonate, method for producing the same, and non-aqueous electrolyte | |
| JP2017122058A (en) | Aminosulfonyl imide salt |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060417 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090428 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090428 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090626 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090728 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090925 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091027 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091105 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121113 Year of fee payment: 3 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121113 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151113 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |