[发明专利]用于锂离子电池的氟化添加剂

说明书

技术领域

本发明涉及某些氟化化合物的新用途和新型电解质、电解质溶剂以及锂离子电池。

背景技术

一次和二次锂离子电池对可移动的电子设备具有重大意义。与其它电池相比，锂离子电池具有包括低重量下高能量密度的特征。锂离子电池包括通常由碳制成的阳极、金属氧化物阴极以及由导电盐和溶剂构成的电解质。导电盐通常为六氟磷酸锂，但是也可以使用其它盐，例如双(三氟甲磺酰)亚胺锂。例如在J.Electrochem.Soc.第141卷(1994)，2989～2996页中详细描述了一些合适的电解质溶剂的化合物类型。经常使用碳酸烷基酯或碳酸亚烷基酯；参见EP-A-0 643 433。也可以使用焦碳酸酯；参见US-A 5,427,874。公认乙酸烷基酯、N，N-二取代的乙酰胺、亚砜、腈、二醇醚和醚是有用的；参见EP-A 0 662 729。常常使用所述溶剂的混合物，例如与二氧戊环的混合物；参见EP-A-0 385 724。对于双(三氟甲磺酰)亚胺锂，还将1，2-双(三氟乙酰氧基)乙烷和N，N-二甲基三氟乙酰胺用作溶剂；参见ITE Battery Letters第1卷(1999)，105-109页。US-A 5,976,731公开了锂离子电池和导电盐的溶剂。所用的溶剂添加剂是咔唑、吩噻嗪、吩噁嗪、吖啶、二苯并氮杂或吩嗪，其明显地使溶液稳定。还将碳酸氟甲基甲基酯用作所述电池的溶剂或溶剂添加剂。

通常，希望存在非常大量的可用化合物种类可以作为电解质中导电盐的溶剂或溶剂添加剂。本发明的目的是扩大导电盐的可用添加剂的范围。该目的通过本发明实现。

发明内容

本发明基于发现某些氟化化合物可用作添加剂，用于锂离子电池的电解质和电解质溶剂。

本发明提供选自以下物质的氟化芳族化合物用作锂离子电池中电解质和电解质溶剂的添加剂的用途：芳族化合物，选自1-乙酰氧基-2-氟苯、1-乙酰氧基-3-氟苯、1-乙酰氧基-4-氟苯、乙酸2-乙酰氧基-5-氟代苄基酯、4-乙酰基-2，2-二氟-1，3-苯并二氧杂环戊烯、6-乙酰基-2，2，3，3-四氟苯并-1，4-二氧芑、1-乙酰基-3-三氟甲基-5-苯基吡唑、1-乙酰基-5-三氟甲基-3-苯基吡唑、烯丙基五氟苯、三氟甲苯、苯甲酰三氟丙酮、1-苯甲酰基-3-三氟甲基-5-甲基吡唑、1-苯甲酰基-5-三氟甲基-3-甲基吡唑、1-苯甲酰氧基-4-(2，2，2-三氟乙氧基)苯、1-苯甲酰基-4-三氟甲基苯、1，4-双(叔丁氧基)四氟苯、2，2-双(4-甲基苯基)六氟丙烷、碳酸双(五氟苯基)酯、1，4-双(1，1，2，2-四氟乙氧基)苯、2，4-双(三氟甲基)苯甲醛、2，6-双(三氟甲基)苄腈、二氟苯乙酮、2，2-二氟苯并二氧杂环戊烯、2，2-二氟-1，3-苯并二氧杂环戊烯-4-醛、4，4′-二氟联苯、1-[4-(二氟甲氧基)苯]乙酮、3-(3，5-二氟苯基)-1-丙烯、反式-α，β-二氟茋、氟二苯酮、二氟二苯酮、1-(2′-氟[1，1′-联苯]-4-基)丙-1-酮、6-氟-3，4-二氢-2H-1-苯并硫杂-4-酮(6-fluoro-3，4-dihydro-2H-1-benzothiin-4-one)、4-氟二苯醚、5-氟-1-茚满酮、1-(3-氟-4-甲氧基苯)乙酮、4-氟-α-甲基苯乙烯、氟苯乙腈；具有Si-C键的化合物，选自双(五氟苯基)二甲基硅烷、1，2-双[二氟(甲基)甲硅烷基]乙烷、N，O-双(三甲基甲硅烷基)三氟乙酰胺、N-(叔丁基二甲基甲硅烷基)-N-甲基三氟乙酰胺、三氟甲磺酸叔丁基二甲基甲硅烷基酯、2-二甲氨基-1，3-二甲基咪唑鎓三甲基二氟硅酸盐(2-dimethylamino-1，3-dimethylimidazolium trimethyldifluorosiliconate)、二苯基二氟硅烷；具有C＝O键的化合物，选自2-亚甲基琥珀酸双(1，1，1，3，3，3-六氟丙-2-基)酯、马来酸双(1，1，1，3，3，3-六氟丙-2-基)酯、马来酸双(2，2，2-三氟乙基)酯、富马酸双(全氟辛基)酯、双(全氟异丙基)酮、2，6-双(2，2，2-三氟乙酰基)环己酮、2，2-二氟乙酸丁酯、环丙基4-氟苯基酮、全氟己二酸二乙酯、N，N-二乙基-2，3，3，3-四氟丙酰胺；具有C＝C键的化合物，选自烯丙基1H，1H-七氟丁基醚、反式-1，2-双(全氟己基)乙烯、(E)-5，6-二氟辛-3，7-二烯-2-酮；胺，选自N，N-二乙基-1，1，2，3，3，3-六氟丙胺。

术语“二氟苯乙酮”包括在芳环的2，3-、2，4-、2，5-、2，6-、3，4-和3，5-位上具有氟取代基的异构体。