膦酸酯基锂配合物制造技术

式(I)的膦酸酯基锂配合物及其在电化学电池用电解质组合物中的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】膦酸酯基锂配合物本专利技术涉及式(I)的膦酸酯基锂配合物及其在电化学电池中的用途：其中R1、X和b如下所定义。储存电能是一个人们的兴趣仍在增长的课题。有效储存电能允许在有利的时候产生电能并在需要的时候使用电能。二次电化学电池由于其化学能到电能的可逆转换且反之亦然(可再充电性)而非常适合该目的。二次锂电池组对于能量储存而言特别令人感兴趣，因为与其他电池组体系相比它们由于锂离子的原子量小而提供高能量密度和比能并且可以得到高电池电压(通常为3-5V)。由于这一原因，这些体系被广泛用作许多便携式电子产品如手机、笔记本电脑、微型照相机等的电源。在二次锂电池组如锂离子电池组中，将有机碳酸酯、醚类、酯类和离子液体用作足以溶剂化导电盐的极性溶剂。大多数现有技术锂离子电池组通常不包含单一溶剂，而是包含不同有机非质子溶剂的溶剂混合物。除了溶剂和导电盐之外，电解质组合物通常含有其他添加剂以改进该电解质组合物和包含所述电解质组合物的电化学电池的某些性能。常见添加剂例如为阻燃剂、过充电保护添加剂和在第一充电/放电循环过程中在电极表面上反应并由此在该电极上成膜的成膜添加剂。近来开发了基于包含额外官能基团的含P的酸衍生物的新型电解质添加剂。US8,734,668B2描述了包含可以额外含有杂原子如B、Al、P、S、F、Cl、Br和I的含硅化合物的电解质组合物。US8,993,158B2公开了用于锂离子电池组中的电解质组合物，其包含含有甲硅烷基酯基的膦酸衍生物以抑制在高温环境中电池组电阻的增加和电池组性能的变差。US2013/0164604A1涉及亚磷酸酯、膦酸酯和双膦酸酯在锂离子电池组用电解质组合物中作为添加剂的用途。EP3054521A1描述了用于锂离子电池组中的电解质组合物，其尤其基于膦酸酯、亚磷酸酯或羧酸酯且包含O-PF5-H或O-PF5-Li基团。为了提高锂电池组的性能，使用新型阴极活性材料。这些阴极活性材料具有更高的比能和/或更高的工作电压。该类阴极活性材料的实例是高能NCM(Ni、Co和Mn的锂代混合氧化物，所谓的HE-NCM)、具有含有额外过渡金属的层状结构的高电压锰尖晶石和锂镍钴铝氧化物(也称为NCA)。对于这些阴极活性材料中的一些而言在充电过程中必须使用高截止电压以得到所需的高比能。这些阴极活性材料对所用电解质组合物施加了新的要求，例如就对高电压的稳定性、O2释放、导致金属溶解的过渡金属阳离子溶剂化、储存时的气体放出等而言。仍然需要改善电化学电池的性能，尤其是包含上述阴极材料的电化学电池的性能，例如就高容量保持、良好的长期性能、高安全性、降低的气体放出和降低的阻抗积累而言。本专利技术的目的是要提供用于电化学电池中以改善电化学电池的性能的添加剂，例如就高容量保持、良好的长期性能、高安全性、降低的气体放出和降低的阻抗积累而言。尤其应提供添加剂以改善包含具有高比能和/或高工作电压的阴极活性材料的电化学电池的性能。本专利技术的另一目的是要提供电化学电池用电解质组合物，得到的电化学电池具有高容量保持、良好的长期性能和高安全性。尤其应提供用于具有高比能和/或高工作电压的阴极活性材料的电解质组合物。本专利技术的目的是还要提供显示出高容量保持、良好的长期性能、高安全性、降低的气体放出和降低的阻抗积累的电化学电池。因此，提供了如下所定义的式(I)的配合物：其中R1选自H、F、R2、OR2、OSi(R3R4R5)和O-X-Li+；R2选自可以被一个或多个选自OSi(CH3)3和F的取代基取代的C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C2-C6炔基、C5-C7(杂)芳基和C6-C13(杂)芳烷基；R3、R4和R5相互独立地选自H、F、R2、OR2和OSi(R6)3；R6在每次出现时独立地选自H、F、R2和OR2；X选自Y1(R7)4-b和Y2(R8)6-b；Y1为B或Al；Y2为P、Sb或As；在X为Y1时，b为1-4的整数；在X为Y2时，b为1-6的整数；R7和R8在每次出现时独立地选自F、R9和OR9；R9选自可以被一个或多个F取代的C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C2-C6炔基、C5-C7(杂)芳基和C6-C13(杂)芳烷基；其中一对R7或者一对或两对R8可以合并并且联合为分别与Y1或Y2形成环的为衍生于1,2-、1,3-或1,4-二醇，1,2-、1,3-或1,4-二羧酸或1,2-、1,3-或1,4-羟基羧酸的二齿基团；并且其中R1可以分别与R7或R8之一合并并且联合与POX-基团形成环。式(I)的配合物可以在电化学电池中用作添加剂，例如用作阴极或阳极活性添加剂。此外，提供了含有式(I)的配合物的电化学电池用电解质组合物和包含含有式(I)的配合物的所述电解质组合物的电化学电池。该类电化学电池显示出良好的容量保持、良好的长期性能、降低的电池电阻和降低的气体产生。图1示出了EL8的1HNMR光谱部分。图2示出了EL8的19FNMR光谱的一部分。图3示出了EL9、EL10、EL11和EL12的19FNMR光谱部分。在下文详细描述本专利技术。本专利技术的第一方面是式(I)的配合物：其中R1选自H、F、R2、OR2、OSi(R3R4R5)和O-X-Li+；R2选自可以被一个或多个选自OSi(CH3)3和F的取代基取代的C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C2-C6炔基、C5-C7(杂)芳基和C6-C13(杂)芳烷基；R3、R4和R5相互独立地选自H、F、R2、OR2和OSi(R6)3；R6在每次出现时独立地选自H、F、R2和OR2；X选自Y1(R7)4-b和Y2(R8)6-b；Y1为B或Al；Y2为P、Sb或As；在X为Y1时，b为1-4的整数；在X为Y2时，b为1-6的整数；R7和R8在每次出现时独立地选自F、R9和OR9；R9选自可以被一个或多个F取代的C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C2-C6炔基、C5-C7(杂)芳基和C6-C13(杂)芳烷基；其中一对R7或者一对或两对R8可以合并并且联合为分别与Y1或Y2形成环的为衍生于1,2-、1,3-或1,4-二醇，1,2-、1,3-或1,4-二羧酸或1,2-、1,3-或1,4-羟基羧酸的二齿基团；并且其中R1可以分别与R7或R8之一合并并且联合与POX-基团形成环。本文所用术语“C1-C6烷基”是指具有一个自由价键的具有1-6个碳原子的直链或支化饱和烃基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、2,2-二甲基丙基、正己基等。优选C1-C4烷基，更优选甲基、乙基、正丙基和异丙基，最优选甲基。本文所用术语“C2-C6链烯基”涉及具有一个自由价键的具有2-6个碳原子的不饱和直链或支化烃基。不饱和是指链烯基含有至少一个C-C双键。C2-C6链烯基例如包括乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-正丁烯基、2-正丁烯基、异丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基等。优选C2-C4链烯基，更优选乙烯基和丙烯基，最优选1-丙烯-3-基，也称烯丙基。本文所用术语“C2-C6炔基”涉及具有一个自由价键的具有2-6个碳原子的不饱和直链或支化烃基，其中该烃基含有至少一个C-C叁键。C2-C6炔基例如包括乙炔基、丙炔基、1-正丁炔基、2-正丁炔基、异丁炔基、1-戊炔基、1-己炔基等。优选C2-C4炔基，更优选乙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种式(I)的配合物：

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.21 EP 16189962.01.一种式(I)的配合物：其中R1选自H、F、R2、OR2、OSi(R3R4R5)和O-X-Li+；R2选自可以被一个或多个选自OSi(CH3)3和F的取代基取代的C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C2-C6炔基、C5-C7(杂)芳基和C6-C13(杂)芳烷基；R3、R4和R5相互独立地选自H、F、R2、OR2和OSi(R6)3；R6在每次出现时独立地选自H、F、R2和OR2；X选自Y1(R7)4-b和Y2(R8)6-b；Y1为B或Al；Y2为P、Sb或As；在X为Y1时，b为1-4的整数；在X为Y2时，b为1-6的整数；R7和R8在每次出现时独立地选自F、R9和OR9；R9选自可以被一个或多个F取代的C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C2-C6炔基、C5-C7(杂)芳基和C6-C13(杂)芳烷基；其中一对R7或者一对或两对R8可以合并并且联合为分别与Y1或Y2形成环的为衍生于1,2-、1,3-或1,4-二醇，1,2-、1,3-或1,4-二羧酸或1,2-、1,3-或1,4-羟基羧酸的二齿基团；并且其中R1可以分别与R7或R8之一合并并且联合形成环。2.根据权利要求1的配合物，其中R7和R8在每次出现时独立地选自F、OC1-OC6烷基和被至少一个F取代的C1-C6烷基并且其中一对R7或者一对或两对R8可以合并并且联合为分别与Y1或Y2形成环的和/或一个或多个R7或R8可以与R1合并并且联合与POX-基团形成环。3.根据权利要求1或2的配合物，其中R1为R2、OR2、OSi(R3R4R5)或O-X-Li+。4.根据权利要求1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·D·赫克尔，M·A·门德斯阿古德洛，武内良介，F·F·切斯诺，金振范，吉田和生，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE