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公開番号2025076501
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2025023302,2023562961
出願日2025-02-17,2022-04-12
発明の名称セシウムイオンまたはルビジウムイオンを含むビスフルオロスルホニルイミドリチウム塩
出願人イーピーケミテックカンパニー,リミテッド,EP CHEMTECH CO., LTD.
代理人個人
主分類C01D 17/00 20060101AFI20250508BHJP(無機化学)
要約【課題】リチウム電池の正極または負極の表面に薄くて安定したSEI膜を生成させるのに役立つ、改善されたLiFSI塩を提供する。
【解決手段】本発明は、Cs⁺イオン及びRb⁺イオンからなるグループで選択される1種以上とビスフルオロスルホニルイミドリチウム塩を含む電解液添加剤用組成物を提供する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
Ｃｓ
＋
イオン及びＲｂ
＋
イオンからなるグループで選択される１種以上を含むビスフルオロスルホニルイミドリチウム塩。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
Ｃｓ
＋
イオン及びＲｂ
＋
イオンからなるグループで選択される１種以上を０超過～１００，０００重量ｐｐｍ以下含む、請求項１に記載のビスフルオロスルホニルイミドリチウム塩。
【請求項３】
Ｃｓ
＋
イオン及びＲｂ
＋
イオンからなるグループで選択される１種以上とビスフルオロスルホニルイミドリチウム塩を含む、電解液添加剤用組成物。
【請求項４】
Ｃｓ
＋
イオン及びＲｂ
＋
イオンからなるグループで選択される１種以上を０超過～１００，０００重量ｐｐｍ以下含む、請求項３に記載の電解液添加剤用組成物。
【請求項５】
溶媒下で化学式１の化合物とリチウム塩をイオン交換反応させる時、セシウム塩またはルビジウム塩を添加することを特徴とする、Ｃｓ
＋
イオン及びＲｂ
＋
イオンからなるグループで選択される１種以上を含む、ビスフルオロスルホニルイミドリチウム塩製造方法。
TIFF
2025076501000006.tif
19
152
化学式１において、Ｍ
１
＋
は、Ｈ、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｚｎ、Ｃｓ、ＲｂまたはＮ、またはＳを含むオニウムイオンで、イオン添加剤（Ａｄｄｉｔｉｖｅ）はセシウム塩またはルビジウム塩である。
化学式２において、Ｍ
２
＋
は、Ｌｉイオンと、Ｃｓ及びＲｂで選択される１種以上のイオンである。
【請求項６】
溶媒含有ＬｉＦＳＩ溶液にセシウム塩またはルビジウム塩を添加して撹拌することを特徴とするＣｓ
＋
イオン及びＲｂ
＋
イオンからなるグループで選択される１種以上を含むビスフルオロスルホニルイミドリチウム塩の製造方法。
【請求項７】
前記リチウム塩は、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、水酸化リチウム水和物（ＬｉＯＨ・Ｈ
２
Ｏ）、Ｌｉ
２
ＣＯ
３
、ＬｉＮＨ
２
、ＬｉＨＣＯ
３
、ＢｕＬｉ、ＬｉＦ、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩまたはＬｉＣｌＯ
４
である、請求項５に記載の製造方法。
【請求項８】
前記セシウム塩は、ＣｓＦ、ＣｓＣｌ、ＣｓＢｒ、ＣｓＩ、ＣｓＣＮ、ＣｓＣｌＯ
４
、ＣｓＨ、ＣｓＮＯ
３
、ＣｓＯＨ、Ｃｓ
２
ＣＯ
３
、ＣｓＨＣＯ
３
、Ｃｓ
２
ＳＯ
４
、Ｃｓ
２
Ｓ、ＣｓＣ
２
Ｈ
３
Ｏ
２
、Ｃｓ
２
ＯまたはＣｓＨＳＯ
４
で、前記ルビジウム塩は、ＲｂＦ、ＲｂＣｌ、ＲｂＢｒ、ＲｂＩ、ＲｂＣＮ、ＲｂＣｌＯ
４
、ＲｂＨ、ＲｂＮＯ
３
、ＲｂＯＨ、Ｒｂ
２
ＣＯ
３
、ＲｂＨＣＯ
３
、Ｒｂ
２
ＳＯ
４
、Ｒｂ
２
Ｓ、ＲｂＣ
２
Ｈ
３
Ｏ
２
、Ｒｂ
２
ＯまたはＲｂＨＳＯ
４
である、請求項５に記載の製造方法。
【請求項９】
前記セシウム塩は、ＣｓＦ、ＣｓＣｌ、ＣｓＢｒ、ＣｓＩ、ＣｓＣＮ、ＣｓＣｌＯ
４
、ＣｓＨ、ＣｓＮＯ
３
、ＣｓＯＨ、Ｃｓ
２
ＣＯ
３
、ＣｓＨＣＯ
３
、Ｃｓ
２
ＳＯ
４
、Ｃｓ
２
Ｓ、ＣｓＣ
２
Ｈ
３
Ｏ
２
、Ｃｓ
２
ＯまたはＣｓＨＳＯ
４
で、前記ルビジウム塩は、ＲｂＦ、ＲｂＣｌ、ＲｂＢｒ、ＲｂＩ、ＲｂＣＮ、ＲｂＣｌＯ
４
、ＲｂＨ、ＲｂＮＯ
３
、ＲｂＯＨ、Ｒｂ
２
ＣＯ
３
、ＲｂＨＣＯ
３
、Ｒｂ
２
ＳＯ
４
、Ｒｂ
２
Ｓ、ＲｂＣ
２
Ｈ
３
Ｏ
２
、Ｒｂ
２
ＯまたはＲｂＨＳＯ
４
である、請求項６に記載の製造方法。
【請求項１０】
溶媒は、水と、アルコール系と、炭化水素系と、炭化水素系と、アセテート系と、メチレンクロライドと、クロロホルムと、エーテル系と、環状カーボネート系と、アセトニトリルと、線形カーボネート系と、グリコール類とからなる群から選択される１種または２種以上の組み合わせであることを特徴とする、請求項５に記載の製造方法。
（【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】
本発明は、リチウム二次電池電解液に使われるビスフルオロスルホニルイミドリチウム塩に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
最近、中大型製品と係る二次電池産業の需要が増加し、バッテリーの出力と安全に対する重要性が絶えずに台頭している。また、バッテリー寿命に対する関心も高いしかなく、バッテリーの安定性と寿命は他の要素の影響も受けるが、ＳＥＩ（ｓｏｌｉｄｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｉｎｔｅｒｐｈａｓｅ）膜の影響を大きく受ける。
【０００３】
負極に形成されるＳＥＩ膜は、イオントンネルの役目を遂行してリチウムイオンのみを通過させる。ＳＥＩ膜は、このようなイオントンネルの効果として、電解液の中でリチウムイオンと共に移動する分子量が大きい有機溶媒分子が負極活物質の層間に挿入されて負極構造が破壊されることを阻んでくれる。よって、電解液と負極活物質との接触を防止することで電解液の分解が発生せず、電解液中のリチウムイオンの量が可逆的に維持されて安定的な充放電が維持される。
【０００４】
電解液の一成分としてＬｉＦＳＩ（ｌｉｔｈｉｕｍｓａｌｔｏｆｂｉｓｆｌｕｏｒｏｓｕｌｆｏｎｙｌｉｍｉｄｅ）は、電極表面に効果的なＳＥＩ（ｓｏｌｉｄｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅｉｎｔｅｒｐｈａｓｅ）層を形成させ、よってＬｉＦＳＩは既存のリチウム塩が持つ寿命、出力、安定性の問題点を解消して改善させる機能の側面で大きい長所を持っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来のＬｉＦＳＩはＳＥＩ膜の形成及び寿命と出力など電気的特性を向上させるのにその限界がある。このような理由により、電解液に別途ＳＥＩ膜改善添加剤を使うしかなく、工程が複雑になり、電解液の原価が増加する問題がある。
【０００６】
本発明は、リチウム電池の正極または負極の表面に薄くて安定したＳＥＩ膜を生成させるのに役立つことができる、改善されたＬｉＦＳＩ塩を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は、Ｃｓ
＋
イオン及びＲｂ
＋
イオンからなるグループで選択される１種以上を含むビスフルオロスルホニルイミドリチウム塩を提供する。
【０００８】
また、本発明は、Ｃｓ
＋
イオン及びＲｂ
＋
イオンからなるグループで選択される１種以上及びビスフルオロスルホニルイミドリチウム塩を含む電解液添加剤用組成物を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施例によって製造されたビスフルオロスルホニルイミドリチウム塩（ＬｉＦＳＩ）またはＬｉＦＳＩ含有組成物は、電解液に添加されて使用時にリチウム電池の正極と負極で薄くて安定したＳＥＩ膜を形成させる機能を含んでおり、その結果、リチウム電池の高温及び低温出力が向上されて電池寿命と安定性を高める効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
セシウムイオン５，０００重量ｐｐｍを含有するＬｉＦＳＩを含む電池の出力評価結果である。
ルビジウムイオン６，０００重量ｐｐｍを含有するＬｉＦＳＩを含む電池の出力評価結果である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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