[发明专利]用于锂离子电池的双环芳族阴离子的盐

说明书

本发明涉及用于锂离子电池的双环芳族阴离子的盐。本发明涉及具有以下结构通式的双环咪唑化合物的盐(IV)，其中，A表示单价阳离子，X独立地表示碳原子、氧原子、硫原子或氮原子。本发明还涉及所述双环咪唑化合物的盐(IV)的相关制造方法及其用途，特别是作为用于电池的电解质组分的用途。

本申请是申请号为201380028835.1、申请日为2013年4月25日、发明名称为“用于锂离子电池的双环芳族阴离子的盐”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及双环咪唑化合物及它们的盐、它们的制造方法以及它们的用途，特别是作为用于电池的电解质组分的用途。

背景技术

锂离子或钠离子电池至少包含一个负极、一个正极、一个隔板以及一种电解质。所述电解质由溶解在通常为有机碳酸酯的混合物的溶剂中的锂或钠盐组成，以便具有在粘度和介电常数之间的良好的折衷。

最广泛使用的盐包括六氟磷酸锂(LiPF₆)，其具有众多所需品质中的许多，但表现出以氟化氢气体的形式发生分解的缺点。这引起了安全性问题，特别是在即将来临的在特定交通工具中使用锂离子电池的情况下。

具有(得到)电解质盐的先决条件是阳离子和阴离子之间的良好的化学离解，这意味着阴离子上的负电荷发生移位或者通过拖拽效应(吸取效应，withdrawing effect)而减少。

因此，已经开发出基于拖拽效应的盐，例如LiTFSI(双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂)和LiFSI(双(氟磺酰)亚胺锂)。

此外，这一次，基于电荷的移位，已经开发出其它盐，例如LiTDI(4,5-二氰基-2-(三氟甲基)咪唑化锂)，如文献WO 2010/023413中所教导的。但是，后者表现出低于上面提到的那些物质的离子电导率。

本申请人公司已经发现，第二芳族环的存在使得可提高负电荷的移位并由此提高该离子电导率。

发明内容

本发明为如下：

-DAMN代表二氨基马来腈且由式(I)表示：

-化合物(II)由以下扩展的通式表示。当芳族环包含六个原子时，它们标记为(IIa)，而且，对于具有五个原子的芳族环，它们标记为(IIb)：

-双环咪唑化合物(III)由以下扩展的通式表示。当芳族环包含六个原子时，它们标记为(IIIa)，而且，对于包含五个原子的芳族环，它们标记为(IIIb)：

-所述双环咪唑化合物的盐(IV)由以下扩展的通式表示。当芳族环包含六个原子时，它们标记为(IVa)，而且，对于包含五个原子的芳族环，它们标记为(IVb)：

-化合物(V)由以下扩展的通式表示。当芳族环包含六个原子时，它们标记为(Va)，而且，对于包含五个原子的芳族环，它们标记为(Vb)：

在以上通式中，A表示单价阳离子，X独立地表示碳原子、氧原子、硫原子、磷原子或氮原子，而且，Y表示氯原子、OCORf基团(其中Rf表示与化合物IIa和IIb中相同的芳族环)、或者OR'基团(其中R'表示任选地被一个或多个氟原子取代的1-5个碳原子的烷基)。