[发明专利]含有五元环阴离子盐的组合物及其作为电池电解质的用途

说明书

本发明涉及组合物，其含有：(i)式(I)咪唑化合物的锂盐：其中Rf是具有1‑5个碳原子的氟化烷基，或氟原子；和(ii)至少一种选自组A的阳离子，组A包括钠、钾、钙、铁、镁、锰、锶、钒、铵、银、铝、砷、钡、硅、镉、钴、铬、铜、镍、铅、锑、硒、锡、锶和钛；和(iii)至少一种选自组B的阴离子，组B由氟根、氯根、硝酸根、硫酸根、磷酸根、三氟乙酸根、五氟乙酸根和式(II)的阴离子组成，其中所有的阳离子和阴离子高于组合物的0wt％且至多为组合物的1wt％。本发明涉及所述组合物的制备以及所述组合物作为电池电解质的应用。

五元环阴离子盐：用于电池的组合物

技术领域

本发明涉及用于电池电极的五元环阴离子盐的组合物，且特别是2-三氟甲基-4,5-二腈咪唑锂。

背景技术

锂离子电池包含至少一个负极、一个正极、隔板和电解质。电解质由溶解在溶剂中的锂盐组成，其一般是有机碳酸盐的混合物，以便在粘度和介电常数之间具有好的折衷。

盐中最常用的是六氟磷酸锂(LiPF₆)，其具有多种所需的性质，但其具有以氢氟酸气体的形式降解的缺点。这构成安全问题，特别是在不久的将来锂离子电池在特定车辆中应用的情况下。

因此，如文件WO2010/023413中教导的，已经开发了其他的盐用于提供锂离子电池的电解质，且特别是LiTDI(2-三氟甲基-4,5-二腈咪唑锂)和LiPDI(1-五氟乙基-4,5-二腈咪唑锂)。这些盐具有拥有更少氟原子和包括取代LiPF₆的较弱磷-氟键的强碳-氟键的优点。此外，这些盐具有约6mS/cm的非常优良电导率，以及在咪唑阴离子和锂阳离子之间的非常好的电解作用(dissociation)。

文件WO 2010/023413教导了若干用于生产这些五元环阴离子的合成路线，其中之一由二氨基马来腈(DAMN)与酸衍生物(例如氟化的酸酐)的缩合，随后质子/锂交换构成。得到的盐随后经纯化以获得组合物，该组合物在用于锂离子电池的电解质中的性能水平方面是最佳的。

然而，在WO2010/023413的纯化步骤之后生产的盐在电池的应用中构成了问题。常规的分析方法不能识别和/或量化盐中存在的有机和无机杂质，这些杂质对于该盐作为电池中电解质的用途是有害的。

本发明的第一主题是五元环阴离子盐组合物，其不具有上述缺点。

本发明的主题还在于该组合物作为电池中电解质的用途。

本发明的主题还在于用于得到根据第一主题的组合物的生产方法。

本发明提供了适合于电池中电解质的性能水平(特别是SEI(固体电极界面)的建立的品质(quality)和充电-放电循循环过程中电池容量的保持率(retention))的存在于五元环盐组合物中的离子和非离子化合物含量的阈值(threshold)。

发明内容

本发明涉及包含式(I)咪唑化合物的锂盐的组合物：

(I)

其中Rf代表具有1-5个碳原子的氟化烷基，或氟原子。