[發明專利]兩性離子化合物和離子導體

在審

• 申請號: 201580044874.X
• 申請日: 2015-08-17
• 公開（公告）號: CN106604925A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 山口征太郎;宮田壯
• 申請（專利權）人: 琳得科株式會社
• 主分類號: C07F9/54
• 分類號: C07F9/54;H01M4/62;H01M10/0568;H01M8/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 郭煜,魯煒

技術領域

本發明涉及離子傳導性和耐熱性優異的新型兩性離子化合物、以及含有該兩性離子化合物的離子導體。

背景技術

近年來，在同一分子內具有陽離子部位和陰離子部位的兩性離子化合物作為離子導體的材料、各種添加劑等而備受關注。

例如，專利文獻1、2中記載了包含兩性離子鹽和質子供體的質子導體、以及具有由該質子導體形成的質子傳導層的燃料電池等。

專利文獻3中記載了包含鋰鹽和兩性離子型離子液體的電解液、以及使用該電解液的鋰離子二次電池。

專利文獻4中記載了用作抗靜電劑等的兩性離子化合物。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2005-228588號公報(US2006263661A1)

專利文獻2：WO2006/025482號單行本(US2007231647A1)

專利文獻3：日本特開2008-243736號公報

專利文獻4：日本特開2005-272316號公報。

發明內容

發明要解決的問題

如上所述，兩性離子化合物作為燃料電池、鋰電池等電化學器件的離子傳導性構件的材料等是有用的。

然而，以往的兩性離子化合物存在耐熱性差的傾向，存在在高溫時分解的風險，因此不適合作為在驅動時達到非常高的溫度的電化學器件的制造材料。

本發明是鑒于上述情況而進行的，其目的在于，提供離子傳導性和耐熱性優異的新型兩性離子化合物、以及含有該兩性離子化合物的離子導體。

用于解決問題的方法

本發明人等為了解決上述課題而進行了深入研究，結果發現：具有磺酸基和含磷原子的陽離子性基團的兩性離子化合物的離子傳導性和耐熱性優異，從而完成了本發明。

由此，根據本發明，提供下述(1)的兩性離子化合物、以及(2)、(3)的離子導體。

(1) 兩性離子化合物，其為下述式(I)所示，

[化學式1]

式中，R¹~R³各自獨立地表示碳原子數為1~5的烷基、碳原子數為3~8的環烷基、碳原子數為2~10的烯基、或者取代或未取代的碳原子數為6~20的芳基，X表示碳原子數為2~5的亞烷基。

(2) 離子導體，其含有：前述(1)所述的兩性離子化合物、以及元素周期表第1族或第2族的金屬的鹽。

(3) 根據(2)所述的離子導體，其中，前述金屬的鹽為鋰鹽。

發明的效果

根據本發明，提供離子傳導性和耐熱性優異的新型兩性離子化合物、以及含有該兩性離子化合物的離子導體。

具體實施方式

以下，將本發明分為1)兩性離子化合物和2)離子導體來詳細說明。

本發明中，兩性離子化合物的“離子傳導性”是指離子在與包含要輸運的離子的鹽相混合而得到的混合物中的移動容易度，離子導體的“離子傳導性”是指離子在離子導體中的移動容易度。

1) 兩性離子化合物

本發明的兩性離子化合物是前述式(I)所示的化合物。

式(I)中，R¹~R³各自獨立地表示碳原子數為1~5的烷基、碳原子數為3~8的環烷基、碳原子數為2~10的烯基、或者取代或未取代的碳原子數為6~20的芳基。

R¹的烷基的碳原子數為1~5、優選為2~4。

作為R¹的烷基，可以舉出甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基等直鏈烷基；異丙基、仲丁基、叔丁基、異丁基等支鏈烷基。

R¹的環烷基的碳原子數為3~8、優選為5~7。

作為R¹的環烷基，可以舉出環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基。

R¹的烯基的碳原子數為2~10、優選為3~8。

作為R¹的烯基，可以舉出乙烯基、烯丙基、1-丁烯基、2-丁烯基、1-戊烯基等。

R¹的芳基的碳原子數為6~20、優選為6~10。

作為R¹的未取代的芳基，可以舉出苯基、1-萘基、2-萘基等。

作為取代芳基的取代基，可以舉出甲基、乙基等碳原子數為1~6的烷基；甲氧基、乙氧基等碳原子數為1~6的烷氧基等。