[发明专利]十二硼酸盐自由基负离子组合物以及制备和使用该组合物的方法

说明书

本申请要求于2007年11月30日提交的临时申请60/991357的优先权。临时申请的公开内容通过引用方式结合在本文中。

相关申请的交叉引用

本发明的主题涉及以下尚待批准的和共同转让的专利申请：于2003年9月4日提交的10/655,476；于2004年8月23日提交的10/924,293；于2006年3月10日提交的11/372,907；于2005年8月5日提交的11/197,478和于2007年2月23日提交的11/710,116。前述专利申请的公开内容通过引用方式结合在本文中。

背景技术

本发明涉及可通过化学氧化或电化学氧化B₁₂F_xZ_12-x^2-盐形成的新型化合物，所获得的化合物可表征为：

M^a+(B₁₂F_xZ_12-x^-)_a

其中对于十二硼酸盐而言，a为1-4，和x至少为3、或至少为5、或至少为8；3≤x≤12；M包含至少一种电化学稳定的阳离子。Z代表H、Cl、Br或OR，其中R＝H，C_1-8，优选C_1-3烷基或氟烷基。下标x可为4-12、7-12或7-11，和具有4-12、7-12或7-11的x值的盐的混合物。下标“10-x”和“12-x”分别指“10减去x”和“12减去x”。所有带有“-”的其他下标是指范围，例如1-3是指1到3。

本发明还涉及含该化合物的组合物以及制备和使用该化合物和该组合物的方法。

基于十硼酸盐和十二硼酸盐闭合笼型(closed cage)结构的二价盐(即B₁₀X₁₀^2-和B₁₂X₁₂^2-)是本领域已知的。已报导了这些盐在电池电解液、燃料电池电解液和其他应用中的用途。乙腈中B₁₀Cl₁₀^2-的电化学氧化产生紫色溶液(例如，如Electrochemical Oxidation ofPolyhedral Boron Halide Anions，Bowden，J.Electrochem Soc.；第129卷，第6期，第1249页中描述的)。在乙腈中用T1(CF₃COO)₃化学氧化B₁₀Cl₁₀^2-产生紫色产物，该产物在UV-vis光谱下与B₁₀Cl₁₀^2-的电化学氧化产物相同。使用二氟化氙的化学氧化显示形成中性的B₉Cl₉。

在前述的相关专利和专利申请的交叉引用中描述了氟化B₁₂衍生物，如B₁₂F_xH_12-x^2-。据报导(Ivanov等人，J.Amer.Chem.Soc.，2003，第125卷，4694)，B₁₂F₁₂^2-在相对于Li⁺/0为4.9V(相对于NHE为大约1.9-2.0V)时经受准可逆氧化。

在本领域中需要氧化的自由基负离子产物，如B₁₂F_xH_12-x^-或B₁₀F_xH_10-x^-。当单独使用时，或在常规的电池、电容器或燃料电池电解液中产生时作为添加剂使用时，或当制备用作进行化学反应的试剂时，该产物可以赋予理想的性质。

发明内容

本发明通过提供包含至少一种氧化的B₁₂F_xH_12-x^2-盐的化合物解决了与常规化合物相关的问题，所述化合物可以表征为：

M^a+(B₁₂F_xZ_12-x^-)_a