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公開番号2024180410
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2024172117,2023129973
出願日2024-10-01,2018-03-27
発明の名称電解質組成物中でまたは電極の添加剤として使用される塩
出願人ハイドロ-ケベック,株式会社村田製作所
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類C07D 233/90 20060101AFI20241219BHJP(有機化学)
要約【課題】電極添加剤として、または電解質組成物中の塩として使用される化合物を提供すること
【解決手段】本開示は、電極添加剤として、または電解質組成物中の塩として使用される化合物、およびそれらの化合物を調製する方法に関する。これらの化合物の大部分は、スルホニル基もしくはカルボニル基を有するイミダゾールのアニオン、または様々な複素環式基もしくはスルホニル基と共役した他の窒素含有基のアニオンである。電極添加剤としての、または電解質組成物中の塩としての化合物を含む、いくつかの電気化学セルについても記載される。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
式
Ｖ
：
TIFF
2024180410000045.tif
34
62
［式中、
Ｒ
１
およびＲ
２
は、独立して、Ｈ、Ｆ、ＣＮ、ＮＯ
２
、および必要に応じて置換されているアルキルから選択され
、
Ｘ
１
は、炭素、窒素または
酸素原子であり、
Ｘ
１
が炭素原子であるとき、Ｒ
８
およびＲ
９
は、それぞれ独立してＦ、ＣＮ、もしくは必要に応じて置換されているＣ
１～６
アルキルであるか、または
Ｘ
１
が窒素原子であるとき、Ｒ
８
は存在せず、かつＲ
９
は必要に応じて置換されているＳＯ
２
アルキルもしくは必要に応じて置換されているＣ
１～６
アルキルであるか、または
Ｘ
１
は酸素原子であるとき、Ｒ
８
およびＲ
９
は存在せず
、そして
（Ｍ
ｎ＋
）
１／ｎ
は金属カチオンであり、ここで、Ｍは
金
属でありかつｎは１または２である］
で
定義される化合物
またはそのジ塩および／
またはその互変異性体。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
Ｒ
１
およびＲ
２
のうちの少なくとも１つがＣＮである、請求項１に記載の化合物。
【請求項３】
Ｒ
１
およびＲ
２
の両方がＣＮである、請求項２に記載の化合物。
【請求項４】
Ｘ
１
が炭素原子である、請求項１に記載の化合物。
【請求項５】
Ｒ
８
およびＲ
９
のうちの少なくとも１つが、ＣＮまたは必要に応じて置換されているＣ
１～６
アルキルである、請求項
４
に記載の化合物。
【請求項６】
Ｒ
８
およびＲ
９
が共に、ＣＮまたは必要に応じて置換されているＣ
１～６
アルキルである、請求項
５
に記載の化合物。
【請求項７】
Ｒ
８
およびＲ
９
が共にＣＮである
、
請求項
５
に記載の化合物。
【請求項８】
Ｒ
８
およびＲ
９
が共にフッ素置換Ｃ
１～６
アルキルである、請求項５に記載の化合物。
【請求項９】
Ｘ
１
が窒素原子である、請求項１に記載の化合物。
【請求項１０】
Ｒ
９
が、フッ素置換ＳＯ
２
アルキルである、請求項
９
に記載の化合物。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、２０１７年３月２７日に出願された、米国仮出願第６２／４７７，１６１号に対する優先権を主張する。この米国仮出願の内容は、全ての目的でそれらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 2,900 文字）【０００２】
技術分野
技術分野は、一般に、電解質組成物中でまたは電極材料の添加剤として使用される塩、および調製するための方法に関する。技術分野は、そのような塩を含有する電解質組成物および電極材料、ならびにそれらを含むバッテリにも関する。
【背景技術】
【０００３】
液体、ゲル、または固体のいずれかであるバッテリ電解質は、一般に、溶媒および／または溶媒和ポリマーに溶解した１種または複数種のリチウム塩からなる。添加剤は、電解質の性質、例えばその安定性を改善するために、さらに添加されてもよい。これらの塩のいくつかは、材料のイオン導電性が改善されるよう、電極材料に含まれてもよい。一般に使用される塩の中で、ＬｉＰＦ
６
（ヘキサフルオロリン酸リチウム）は興味ある性質を有するが、水の存在下で分解してフッ化水素酸（ＨＦ）を形成する。形成されるこのＨＦは、カソード材料の溶解をもたらし得る。
【０００４】
ＬｉＦＳＩおよびＬｉＴＦＳＩならびにＬｉＴＤＩを含む、他の塩も開発された。これらの塩もまた、それら自体の欠点を有する。例えばＴＦＳＩ
－
アニオンは、非常に反応性があり、しばしば、低電圧でもアルミニウム集電子の腐食をもたらす。ＬｉＦＳＩおよびＬｉＴＦＳＩは共に、高電圧の適用例には推奨されず、高価である。ＬｉＴＤＩは、他の２種よりも安定であるが、非常に吸湿性であり、導電性および溶解度に課題がある。
【０００５】
したがって、例えば、現在使用される塩に比べて下記の利点：改善されたイオン導電率、より低い生産コスト、電解質溶媒中での改善された溶解度、および／またはより導電性のあるＳＥＩの形成のうちの、１つまたは複数を有する、電解質組成物中でまたは電極材料の添加剤として使用するための新しい塩を開発することが非常に望まれている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
要旨
一態様によれば、本明細書には、電解質組成物中でおよび／または電極材料の添加剤として使用される化合物、例えば塩が記載される。一実施形態では、化合物は、式Ｉ：
TIFF
2024180410000001.tif
31
39
（式中、
Ｒ
１
およびＲ
２
は、独立して、Ｈ、Ｆ、ＣＮ、ＮＯ
２
、必要に応じて置換されているアルキルから選択され、好ましくはＣＮであり、
Ｒ
３
は、ＮＨＳＯ
２
Ｒ
４
、ＮＨＳＯ
２
ＯＲ
４
、ＳＯ
２
ＮＨＳＯ
２
Ｒ
４
、ＳＯ
２
ＮＨＳＯ
２
ＯＲ
４
、または必要に応じて置換されている複素環から選択され、
Ｒ
４
は、フッ素、必要に応じて置換されているＣ
１～６
アルキル、および必要に応じて置換されているＣ
６
アリールから選択され、
（Ｍ
ｎ＋
）
１／ｎ
は金属カチオンであり、Ｍは金属でありかつｎは１または２であり、例えばＭは、アルカリ金属、アルカリ土類金属であり、例えばＭは、Ｌｉ、Ｎａ、もしくはＫであるか、またはＭはＬｉでありかつｎは１である）
で定義される通りであるか、またはその互変異性体である。
【０００７】
一実施形態では、Ｒ
３
はＮＨＳＯ
２
Ｒ
４
である。別の実施形態では、Ｒ
３
はＮＨＳＯ
２
ＯＲ
４
である。例えばＲ
４
は、フッ素およびアルコキシのうちの少なくとも１つで置換されているＣ
１～６
アルキルであるか、またはＲ
４
は、少なくとも１個のフッ素原子で置換されているＣ
６
アリールである。別の実施形態では、Ｒ
３
は複素環である。別の実施形態では、Ｒ
１
およびＲ
２
のうちの少なくとも１つはＣＮであるか、またはＲ
１
およびＲ
２
の両方がＣＮである。
【０００８】
さらなる実施形態では、式Ｉの化合物は、
TIFF
2024180410000002.tif
77
126
から選択される化合物またはその互変異性体である。
【０００９】
別の実施形態によれば、化合物は、式ＩＩ：
TIFF
2024180410000003.tif
26
48
（式中、
Ｒ
５
は、必要に応じて置換されているＣ
１～６
アルキルおよび必要に応じて置換されているＣ
６
アリールから選択され、
Ｒ
６
は、必要に応じて置換されているＣ
１～６
アルキルおよび必要に応じて置換されているＣ
６
アリールから選択され、
（Ｍ
ｎ＋
）
１／ｎ
は金属カチオンであり、Ｍは金属でありかつｎは１または２であり、例えばＭは、アルカリ金属、アルカリ土類金属であり、例えばＭは、Ｌｉ、Ｎａ、もしくはＫであるか、またはＭはＬｉでありかつｎは１である）
で定義される通りであるか、またはその互変異性体である。
【００１０】
一実施形態では、Ｒ
５
は、非置換Ｃ
１～６
アルキル基である。別の実施形態では、Ｒ
５
は、フッ素化Ｃ
１～６
アルキル基である。さらなる実施形態では、Ｒ
６
はフッ素化Ｃ
１～６
アルキル基である。さらに別の実施形態では、Ｒ
６
はフッ素化Ｃ
６
アリール基である。さらに別の実施形態では、Ｒ
５
およびＲ
６
のうちの少なくとも１つは、必要に応じて置換されているＣ
６
アリール基（例えば、１個または複数のフッ素原子で置換されているＣ
６
アリール基）である。他の実施形態では、化合物は、式ＩＩのものであって、Ｒ
６
がトリフルオロメチルであるときにはＲ
５
がメチルまたはトリフルオロメチル以外であることを前提とするものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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