JP2006505120A - テトラアルキルアンモニウムテトラフルオロボレート含有電解質組成物の直接製造方法 - Google Patents
テトラアルキルアンモニウムテトラフルオロボレート含有電解質組成物の直接製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
(i)部分的に又は完全に水と混和性である少なくとも1種の有機溶媒中で、少なくとも1種のテトラアルキルアンモニウムハライドを少なくとも1種の金属テトラフルオロボレートと混合する工程。
Description
好ましいテトラアルキルアンモニウムハライド類の例としては、テトラエチルアンモニウムクロライドもしくはブロマイド、メチルトリエチルアンモニウムクロライドもしくはブロマイド、メチルトリオクチルアンモニウムクロライドもしくはブロマイドを挙げることができる。
さらに、アルキレングリコール類、ジアルキレングリコール類、トリアルキレングリコール類、ポリアルキレングリコール類、スルホキシド類、置換アミド類、置換アミン類、環式エーテル類、ラクタム類(lactames)、無水物、エステル類、ウレタン類、ウレア類、乳酸エステル類、アルコール成分が1以上のニトリル基を含むエステル類、ジケトン類、並びにシロキサン類の誘導体を用いることができる。ただし、これらの誘導体は水と部分的に又は完全に混和性である。
新規なプロセスは、極度に簡易な態様で行うことができる。典型的には、少なくとも1種のテトラアルキルアンモニウムハライド及び少なくとも1種の金属テトラフルオロボレートを固体として少なくとも1種の有機溶媒中に導入する。しかし、少量が既に溶解した形態で存在する懸濁した形態で、抽出物を混合することも可能である。完全な混合を達成するために、混合物を撹拌することもできる。
混合プロセス中に、イオン交換反応が生じ、テトラアルキルアンモニウムテトラフルオロボレート並びに金属ハライドが形成される。同時に、異種のテトラアルキルアンモニウムハライド類及び/又は異種の金属テトラフルオロボレート類を用いる場合には、異種のテトラアルキルアンモニウムテトラフルオロボレート類及び/又は金属ハライド類が形成される。テトラアルキルアンモニウムテトラフルオロボレートは有機溶媒中に溶解し、金属ハライドは沈殿する。反応は、比較的低温で既に開始されている。反応を強めるために、より高温、例えば有機溶媒の沸点にて行うこともできる。
イオン交換反応中に、テトラアルキルアンモニウムテトラフルオロボレートの良好な有機溶媒溶解性ゆえに導電性は増加し、塩の形成を証明することができる。
しかし、使用した有機溶媒の高い溶媒力並びにテトラアルキルアンモニウム塩類の溶解性を考慮する媒体特性ゆえに、少なくとも1種のテトラアルキルアンモニウムテトラフルオロボレート含有電解質組成物は、各金属ハライド類の溶解した金属ハライドの部分を常に含有する。この部分は10ppm〜2.0wt%の濃度、特に15ppm〜1.0wt%の濃度で存在することが好ましい。ここで、濃度範囲は溶媒を含まない電解質残渣をいう。
テトラエチルアンモニウムブロマイド/カリウムテトラフルオロボレート/アセトニトリル/20℃/1;
メチルトリエチルアンモニウムクロライド/カリウムテトラフルオロボレート/アセトニトリル/20℃/1;
メチルトリエチルアンモニウムブロマイド/カリウムテトラフルオロボレート/1,2−プロピレンカーボネート/20℃/1;
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テトラエチルアンモニウムクロライド/カリウムテトラフルオロボレート/γ−ブチロラクトン/20℃/1;
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テトラエチルアンモニウムクロライド/マグネシウムテトラフルオロボレート/アセトニトリル/20℃/1;
テトラエチルアンモニウムクロライド/カリウムテトラフルオロボレート/アセトニトリル/82℃/1;
メチルトリエチルアンモニウムクロライド/カリウムテトラフルオロボレート/1,2−プロピレンカーボネート/240℃/1;
テトラエチルアンモニウムクロライド/カリウムテトラフルオロボレート/γ−ブチロラクトン/204℃/1;
テトラエチルアンモニウムクロライド/カリウムテトラフルオロボレート/アセトニトリル/20℃/0.1;
テトラエチルアンモニウムクロライド/カリウムテトラフルオロボレート/アセトニトリル/20℃/2;
テトラエチルアンモニウムブロマイド/カリウムテトラフルオロボレート/1,2−プロピレンカーボネート/20℃/2;
テトラエチルアンモニウムブロマイド/カリウムテトラフルオロボレート/γ−ブチロラクトン/20℃/2;
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テトラエチルアンモニウムブロマイド/カリウムテトラフルオロボレート/アセトニトリル/20℃/1.4;
本発明を以下の実施例により説明する。
テトラエチルアンモニウムクロライド(96%)17.26g及びカリウムテトラフルオロボレート(97 %)12.98gを200mlフラスコに秤量して、100mlアセトニトリルで満たした。20℃で15分間撹拌した後、溶液を濾過し、導電性を市販の装置(Siemens社製)で 評価した。導電性の測定結果は54.7mS/cmであった。
Claims (12)
- 部分的もしくは完全に水と混和性である少なくとも1種の有機溶媒中で、少なくとも1種のテトラアルキルアンモニウムハライドを少なくとも1種の金属テトラフルオロボレートと混合する工程(i)を含むことを特徴とするテトラアルキルアンモニウムテトラフルオロボレート含有電解質組成物の製造方法。
- 前記少なくとも1種の有機溶媒は、ニトリル類、ジニトリル類、アルキルカーボネート類、アルキレンカーボネート類、ラクトン類を含む群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1種のテトラアルキルアンモニウムハライドのアルキル基は、互いに独立に1〜10個の炭素原子を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の方法。
- 前記少なくとも1種の金属テトラフルオロボレートは、アルカリ金属テトラフルオロボレートであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記少なくとも1種のテトラアルキルアンモニウムハライド及び前記少なくとも1種の金属テトラフルオロボレートは、2:1〜1:5のモル比で混合されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記混合プロセスは、−50℃〜+240℃の温度にて行われることを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記少なくとも1種の有機溶媒は、アセトニトリル、1,2−プロピレンカーボネート又はγ−ブチロラクトンであり、少なくとも1種のテトラアルキルアンモニウムテトラフルオロボレートの1〜4個のアルキル基はエチル基であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記方法は、(ii)金属ハライドの分離、(iii)乾燥の反応工程の少なくとも1工程を含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法により得ることができることを特徴とするテトラアルキルアンモニウムテトラフルオロボレート含有電解質組成物。
- 溶媒不含電解質残渣に関して10ppm〜2%(重量)の金属ハロゲン化物を含むことを特徴とする請求項9に記載のテトラアルキルアンモニウムテトラフルオロボレート含有電解質組成物。
- 電気化学セル又は蓄電器内で非腐食性であることを特徴とする請求項10に記載のテトラアルキルアンモニウムテトラフルオロボレート含有電解質組成物。
- 請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法に従って製造されたテトラアルキルアンモニウムテトラフルオロボレート含有電解質組成物又は請求項9〜11のいずれか1項に記載のテトラアルキルアンモニウムテトラフルオロボレート含有電解質組成物の電気化学セル又は蓄電器内での使用。
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