【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含氟环状磺酰亚胺盐和其制备方法、非水系电解液、非水系二次电池
[0001]本专利技术涉及作为抗静电剂
、
有机电解质等离子电导材料
、
阻燃剂有用的含氟环状磺酰亚胺盐和其制备方法
、
非水系电解液以及非水系二次电池
。
技术介绍
[0002]以锂离子电池为代表的非水系二次电池的一大特征是轻量
、
高能量且长寿命，广泛用作各种便携用电子设备的电源
。
近年来，非水系电解液在以电动工具等动力工具为代表的产业用途以及电动汽车
、
电动自行车的车载用途中也得以扩展，进而，在住宅用蓄电系统等电力存储领域中也受到关注
。
[0003]作为锂离子电池的非水系电解液，通常可例示环状碳酸酯等高介电性溶剂与链状碳酸酯等低粘性溶剂的组合
。
另外，为了在负极表面形成
SEI(SolidElectrolyte Interface
：固体电解质界面
)
并利用其来抑制非水系溶剂的还原分解，理想的是，添加碳酸亚乙烯酯等电极保护用添加剂
。
[0004]近年来，作为非水系电解液的材料，含氟环状磺酰亚胺盐备受关注
。
[0005]例如，专利文献1报道了通过使用含氟环状磺酰亚胺盐而无电极腐蚀
、
保证高离子电导率的非水系电解液
。
[0006]专利文献2报道了组合有包含含氟环状磺酰亚胺盐的非水系电解液和减少了钴用量的正极的...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种非水系电解液，其含有非水系电溶剂和锂盐，所述非水系溶剂包含碳酸酯溶剂，所述锂盐含有下述通式
(1)
所示的含氟环状磺酰亚胺盐，式
(1)
中，
R
f
分别任选相同或不同，表示氟原子或碳数4以下的全氟基，并且，相对于所述非水系电解液的总量，所述非水系电解液含有
1000
质量
ppm
以下的下述通式
(2)
所示的含氟磺酰胺化合物，
H(CR2)
m
‑
SO2NHM2(2)
式
(2)
中，
R
分别任选相同或不同，为氟原子或三氟甲基，
M2为
Li、Na、K、H
或
NH4，并且
m
为1或
2。2.
根据权利要求1所述的非水系电解液，其中，所述通式
(1)
所示的含氟环状磺酰亚胺盐包含下式
(1
‑
1)
～
(1
‑
5)
中的任一者，
3.
根据权利要求1或2所述的非水系电解液，其中，相对于所述非水系电解液的总量，含有
0.1
质量
ppm
以上的所述通式
(2)
所示的含氟磺酰胺化合物
。4.
根据权利要求1～3中任一项所述的非水系电解液，其中，相对于所述非水系溶剂的总量，所述非水系溶剂含有3体积％以上且
97
体积％以下的乙腈
。5.
根据权利要求4所述的非水系电解液，其中，所述乙腈的含量相对于所述非水系溶剂的总量为
20
体积％以上且
95
体积％以下
。6.
根据权利要求1～5中任一项所述的非水系电解液，其中，相对于所述非水系电解液的总量，含有1质量
ppm
以上且
200
质量
ppm
以下的所述通式
(2)
所示的含氟磺酰胺化合物
。7.
根据权利要求1～6中任一项所述的非水系电解液，其中，相对于所述非水系溶剂
1L
，所述通式
(1)
所示的含氟环状磺酰亚胺盐的含量为
0.8
摩尔以上且
1.5
摩尔以下
。8.
根据权利要求1～7中任一项所述的非水系电解液，其中，相对于所述非水系电解液的总量，含有
80
质量
ppm
以上且
120
质量
ppm
以下的所述通式
(2)
所示的含氟磺酰胺化合物
。9.
根据权利要求1～8中任一项所述的非水系电解液，其中，所述锂盐含有所述通式
(1)
所示的含氟环状磺酰亚胺盐和
LiPF6，所述非水系溶剂含有碳酸亚乙烯酯和
/
或氟代碳酸亚乙酯，所述通式
(1)
所示的含氟环状磺酰亚胺盐的含量相对于所述
LiPF6的含量以摩尔比计为
2.5
以上，并且所述
LiPF6的含量相对于碳酸亚乙烯酯和氟代碳酸亚乙酯的含量以摩尔比计为
0.01
以上且4以下
。
10.
根据权利要求1～9中任一项所述的非水系电解液，其中，所述通式
(1)
所示的含氟环状磺酰亚胺盐的含量相对于所述
LiPF6的含量以摩尔比计大于
10。11.
一种非水系二次电池，其具备权利要求1～
10
中任一项的非水系电解液
。12.
根据权利要求
11
所述的非水系二次电池，其中，所述非水系二次电池具备电池外壳，所述电池外壳中，正极侧的与所述非水系电解液相接触的接液层的至少一部分包含铝
。13.
一种权利要求1～
10
中任一项所述的非水系电解液的制造方法，其特征在于，其包括：从下述通式
(3)
所示的含有氟磺酰基的羧酸化合物起始，经过电解偶联反应工序
、
环化工序和阳离子交换工序制造所述通式
(1)
所示的含氟环状磺酰亚胺盐，
MO2C
‑
(CR2)
m
‑
SO2F(3)
式
(3)
中，
R
分别任选相同或不同，为氟原子或三氟甲基，
m
为1或2，并且
M
为
H、Li、Na、K
或
NH4；将所述通式
(1)
所示的含氟环状磺酰亚胺盐和非水系溶剂混合的混合工序；在该电解偶联反应工序后包括纯化工序，所述纯化工序使该反应液中的下述通式
(5)
所示的含有氟磺酰基的化合物降低到
0.1
质量％以下，
H
‑
(CR2)
m
‑
SO2F(5)
式
(5)
中，
R
分别任选相同或不同，为氟原子或三氟甲基，
m
为1或
2。14.
一种权利要求1～
10
中任一项所述的非水系电解液的制造方法，其包括：从下述通式
(3)
所示的含有氟磺酰基的羧酸化合物起始，经过电解偶联反应工序
、
环化工序和阳离子交换工序制造所述通式
(1)
所示的含氟环状磺酰亚胺盐，
MO2C
‑
(CR2)
m
‑
SO2F(3)
式
(3)
中，
R
分别任选相同或不同，为氟原子或三氟甲基，
m
为1或2，并且
M
为
H、Li、Na、K
或
NH4；将所述阳离子交换工序后得到的所述通式
(1)
所示的含氟环状磺酰亚胺盐溶解于单齿配位性的链状醚溶剂后进行析晶，得到纯化的含氟环状磺酰亚胺盐的析晶工序；和将所述析晶工序中得到的所述通式
(1)
所示的含氟环状磺酰亚胺盐和非水系溶剂混合的混合工序
。15.
一种含氟环状磺酰亚胺盐组合物，其特征在于，其包含下述通式
(1A)
所示的含氟环状磺酰亚胺盐，式
(1A)
中，
R
分别任选相同或不同，为氟原子或三氟甲基，
n
为1～4的整数，并且
M1为
Li、Na、K
或
NH4，所述含氟环状磺酰亚胺盐组合物在氮气流下从
100℃
起以
10℃/
分钟的升温速度加热时质量减少率达到2质量％的温度为
385℃
以上
。16.
根据权利要求
15
所述的含氟环状磺酰亚胺盐组合物，其含有
5000
质量
ppm
以下的下
述通式
(2)
所示的含氟磺酰胺化合物，
H(CR2)
m
‑
SO2NHM2(2)
式
(2)
中，
R
分别任选相同或不同，为氟原子或三氟甲基，
M2为
Li、Na、K、H
或
NH4，并且
m
为1或
2。17.
根据权利要求
16
所述的含氟环状磺酰亚胺盐组合物，其中，所述通式
(1A)
中，
n
为
2。18.
根据权利要求
16
或
17
所述的含氟环状磺酰亚胺盐组合物，其中，所述通式
(1A)
和
(2)
中，
R
为氟原子
。19.
根据权利要求
16
～
18
中任一项所述的含氟环状磺酰亚胺盐组合物，其中，所述通式
(1A)
中
M1为
Li
，并且所述通式
(2)
中
M2为
Li。20.
根据权利要求
15
～
19
中任一项所述的含氟环状磺酰亚胺盐组合物，其中，所述含氟环状磺酰亚胺盐如下式所示，
21.
一种制造下述通式
(1A)
所示的含氟环状磺酰亚胺盐的方法，其由下述通式
(3)
所示的含有氟磺酰基的羧酸化合物起始，经过电解偶联反应工序
、
环化工序和阳离子交换工序制造下述通式
(1A)
所示的含氟环状磺酰亚胺盐，式
(1A)
中，
R
分别任选相同或不同，为氟原子或三氟甲基，
n...
【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤慎，松冈直树，堀开史，前田和辉，植松信之，
申请(专利权)人：旭化成株式会社，
类型：发明
国别省市：
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