[發明專利]含硼的改性離子液體

在審

• 申請號: 201980091091.5
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN113710643A
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: S.S.莫甘蒂;L.阿巴特;G.托雷斯;K.布朗;D.斯蒂爾
• 申請（專利權）人: 諾姆斯科技股份有限公司
• 主分類號: C07C209/00
• 分類號: C07C209/00;C07C209/04;C07C209/28
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 宋莉

本公開內容涉及硼改性的離子液體化合物、其合成以及包含所述硼改性的離子液體化合物的電化學電池電解質。

交叉引用

本申請要求于2018年12月21日提交的美國臨時專利申請序列No.62/783,380的提交日的權益，將其全部通過引用由此引入。

技術領域

本公開內容涉及其陽離子包括硼部分的離子液體和包含所述離子液體的用于電化學電池的電解質。

背景技術

室溫離子液體(IL)的合成和電化學分析方面的最新進展確立了這類獨特材料作為下一代鋰離子電池的電解質的前景。IL是熔點低于100℃的有機鹽，并且通常由大體積陽離子和無機陰離子組成。大的陽離子尺寸允許電荷的離域和屏蔽，導致晶格能的降低和由此熔點或玻璃化轉變溫度的降低。IL具有獨特的物理化學性質，例如可忽略的蒸氣壓、不可燃性、良好的室溫離子傳導性、寬的電化學窗口、以及有利的化學和熱穩定性。這些性質對于提供用于鋰電池的基于IL的電解質是理想的。

然而，在濫用條件下或者甚至在正常條件下仍存在鋰離子電池的安全性挑戰諸如可燃性。Yoon等的美國專利No.8,304,118教導了包含基于硼的非水溶劑的電解質組合物的使用，但沒有提到使用離子液體或共價鍵合至包含硼的部分的離子液體。因此，需要將具有阻燃能力的新型離子液體引入鋰離子電池中。此外，需要擴展工作電壓以從Li離子正極提取更多容量。然而，當前一代電解質在4.2V以上是不穩定的。

發明內容

本公開內容涉及離子液體，其包括陰離子和陽離子，其中所述陽離子具有至少一個硼部分。

根據本公開內容的一方面，提供用于電存儲裝置中的電解質，所述電解質包括非質子有機溶劑、金屬鹽、添加劑和包含至少一個硼部分的離子液體化合物，其中所述金屬鹽的陽離子是鋁或鎂或者堿金屬鹽，例如鋰或鈉。

根據本公開內容的另一方面，提供電存儲裝置中的電解質，所述電解質包括非質子有機溶劑、金屬鹽、添加劑和包含至少一個硼部分的離子液體化合物，其中所述有機溶劑為開鏈或環狀碳酸酯、羧酸酯、亞硝酸酯、醚、砜、亞砜、酮、內酯、二氧戊環、甘醇二甲醚、冠醚、硅氧烷、磷酸酯、磷酸酯(鹽)(phosphate)、亞磷酸酯、單或多磷腈/或其混合物，其中所述金屬鹽的陽離子是鋁或鎂或者堿金屬鹽，例如鋰或鈉。

根據本公開內容的另一方面，提供電存儲裝置中的電解質，所述電解質包括非質子有機溶劑、金屬鹽、添加劑和包含至少一個磷部分的離子液體化合物，其中所述金屬鹽的陽離子是鋁或鎂或者堿金屬鹽，例如鋰或鈉。

根據本公開內容的另一方面，提供電存儲裝置中的電解質，所述電解質包括非質子有機溶劑、金屬鹽、添加劑和包含至少一個磷部分的離子液體化合物，其中所述添加劑包括含硫化合物、含磷化合物、含硼化合物、含硅化合物、含有至少一個不飽和碳-碳鍵的化合物、羧酸酐或其混合物，其中所述金屬鹽的陽離子是鋁或鎂或者堿金屬鹽，例如鋰或鈉。

本公開內容的這些和其他方面在閱讀以下的詳細描述和所附的權利要求時將變得明晰。

具體實施方式

本公開內容涉及包括至少一種陽離子和至少一種陰離子的離子液體化合物，其中所述至少一種陽離子與至少一個硼部分共價結合。

在實施方式中，電存儲裝置電解質包括：a)非質子有機溶劑體系；b)金屬鹽；c)添加劑；和d)包含至少一種陽離子和至少一種陰離子的離子液體化合物，其中所述至少一種陽離子與至少一個硼部分共價結合，其中所述金屬鹽的陽離子是鋁或鎂或者堿金屬鹽，例如鋰或鈉。

在實施方式中，離子液體化合物包括：陰離子；和根據下式連接至硼部分的陽離子：