用于电池的离子液体的制作方法

专利名称：用于电池的离子液体的制作方法
技术领域：
本发明涉及适合用于电池中的多种室温离子液体。本发明特别适合应用于锂电池中。
背景技术：
在电化学电池中，一种物质在一个电极处被还原(即，获得电子、并且然后在另一个电极处被氧化(即，失去电子)。被还原/氧化的物质可以存在于连接这2个电极的电解质溶液中、或者可以存在于这些电极本身中、或可以来自一种外部来源。在可再充电的锂离子电池中，电解质和电极两者都被牵涉在电化学反应中。例如，当使具有一个碳阳极和一个LiCoO2阴极的可再充电的锂离子电池放电时，该阴极中的过渡金属Co被还原(Co4+ — Co3+)·并且Li+从该阳极中被提取出来(LixC6 — xLi++6C+xe_)(又称为脱掺杂或脱嵌)、并被插入该阴极的空位中(LihCoOfXLi^Xe. — LiCoO2)(又称为掺杂或嵌入)。当充电时，该阴极中的Co被氧化(Co3+ — Co4+)，并且Li+从该阴极中被提取出来(LiCoO2 — Li^.CoO^xLi'+xeO并被插入该阳极中(xLi++6C+xf — LixC6)。其他阴极材料存在类似情况,这些材料总体上具有形式LiMxOy,其中M是至少一种选自下组的元素，该组由以下各项组成Co、Ni、Mn、Fe、Al、V 以及 Ti (如 LiMn02、LiFePO4 和 Li2FePO4FX对于电化学电池来说，净电动势(EMF)是化学EMF (即，放电过程中的还原/氧化反应)与跨越其端子所施加的任何电压差EMF (即，在充电过程中)的总和。两种EMF的组合因此可以在任一个方向上驱动电流(即，允许进行放电和充电两者)。总体而言，该化学EMF是每个电极的还原电位之间的差异。在锂离子电池中，在阳极和阴极处的还原电位是相对于一种参比电极来测量的，并且该电池的还原电位(通过参照阴极来表示)是这2个值之间的差异。因此，电池的还原电位对于LiCoO2为约3. 7V，对于LiMnO2为约4. 0V，对于LiFePO4为约3. 3V，并且对于Li2FePO4F为约3. 6V。EMF还可以称作放电电压。疏质子电解质，例如基于像碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯的化合物以及它们的混合物的那些，经常被用作电解质。然而，这些化合物的沸点和闪点低、电化学性不稳定(即，它们在电极处降级/分解，这抑制了电流)，并且它们可能是有毒的。此外，这些电解质通常需要用腐蚀性的锂盐进行掺杂，如用六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)以及高氯酸锂(LiClO4)0已知这些锂盐掺杂剂会在微量水的存在下降级，形成氢氟酸(HF)或盐酸(HCl)。离子液体(IL)具有充当用于电化学装置的溶剂和电解质二者的能力。IL是在所关注的温度下被熔化的盐组合物(即，多个阳离子和多个阴离子的混合物)。因此，室温离子液体(RTIL)是在室温下被熔化的盐组合物。如在此使用的室温用以包括普遍经历的环境温度而不是科学定义的范围。例如，将室温用作从约0° C至约100° C的温度范围。RTIL已经被用作电化学电池(例如电池)、电容器、光化学电池、电镀、电解精炼、催化以及合成中的电解质。为了更好地解释本发明，下面讨论锂离子电池中的操作。在锂离子电池中，Li+从正电极移动到负阳极。然而，达到高EMF(高于约3V)取决于带电物质在电极之间的移动，而这种移动又取决于电解质的特性。具体地说，电解质的特性必须使得以下问题被避免(I)在负阳极处一个固体电解质界面(SEI)层的产生，该层对于Li+是不可渗透的；以及(2)通过负离子簇集在正Li+离子周围导致对Li+穿过该电解质从正阴极迁移到负阳极的抑制。关于(I)，尽管关于SEI知晓或了解得很少，但认为当电解质电化学性不稳定并且在电极处不适宜地降级时会出现。因此，SEI在装置的初始循环过程中经由电解质和/或添加剂的分解产物而在电池的电极上形成。使该SEI稳定化是用来保护大量电解质免于进一步分解。通过控制此层的组成、厚度以及均匀性，电池的若干特性可以得到改善，包括电池内阻降低，这又减少了自放电；以及电池循环效率的改善。其他人曾试图使SEI稳定，例如通过添加一种适当的锂盐、或其他添加剂如碳酸亚乙烯酯，然而这些努力显示出的成功有限，因为持续的循环电化学地消耗了添加剂。添加锂盐带来的另一个问题是，它显著改变了电解质的一些物理特性，包括增加了粘度以及降低了离子导电率，这主要是由于离子与离子的强相互作用。这些强的相互作用，尤其是在Li+与IL电解质的一种或多种阴离子之间的相互作用，可以将锂“结合”到多个带电团簇中。这些团簇是带负电的(因为阴离子占 优势)并且因此在充电和放电情况下均会想要在与我们希望其迁移(Li+)的方向相反的方向迁移(Li+)。这导致在大量电解质中低的Li+扩散率以及低的迁移数(tu+)。关于(2)，当Li+被多个电解质阴离子包围并且因此获得净负电荷(并且因此不易于朝向负阳极迁移)时，迁移可能受到抑制。如在此所使用的，术语锂电池意欲涵盖锂金属和锂离子电池两者。因此，本发明是针对于克服电解质的这些现存问题中的一个或这两个。在本说明书中对任何现有技术的提及不是、并且不应该被当做是一种认可或任何形式的建议这个现有技术形成了澳大利亚或其他任何管辖区内的公知常识的一部分，或者这个现有技术可以合理地预计成是本领域技术人员将确定的、理解的以及认为相关的。发明概述在本发明的一个方面中提供了一种电解质，当用于一种电池中时，该电解质包括一个第一有机阳离子，该第一有机阳离子包括以下项、主要由以下项组成或由以下项组成一种含有杂原子的环状化合物，该化合物具有(i)共享至少一个共同原子的至少2个环结构，该环结构具有(ii) 一个至少为+1的形式正电荷以及一个部分负电荷。该环状化合物可包括连接在单一原子上的环(在此称为螺环)、在多个相邻原子上稠合的环(在此称为稠合环)、或由不相邻的原子连接的桥联环(在此称为桥头环)。该环状化合物具有至少2个环结构(在此称为二环)或可以具有超过2个的环结构；例如，3、4或5个环。在某些实施方案中，该第一有机阳离子与一个第一阴离子形成一种第一离子液体。在这些实施方案中，电解质可包括以下项、主要由以下项组成或由以下项组成呈一种离子液体形式的该第一有机阳离子和一个第一阴离子。在某些实施方案中，该电解质进一步包括一种第二离子液体，该第二离子液体具有一个第二有机阳离子和一个第二阴离子。在这些实施方案中，该第二有机阳离子的结构不需要与在此描述的第一有机阳离子的结构相同，并且反而可以是本领域已知的任何离子液体有机阳离子。该第二有机阳离子可以是本领域已知的任何一种，例如，咪唑鎗(例如，I-乙基-3-甲基咪唑鎗(EMI))、吡咯烷鎗或吗啉鎗、或它们的衍生物。该第一和第二阴离子也可以是本领域已知的任何一种，例如，六氟磷酸根(PF6)、四氟硼酸根(BF4)、高氯酸根(C104)、二(氟磺酰基)酰亚胺(FSI)或二(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺(TFSI)、或它们的衍生物。在这些实施方案中，第一有机阳离子可以被用作该第二离子液体的一种掺杂剂，或电解质可包括以下各项、主要由以下各项组成或由以下各项组成第一离子液体和第二离子液体两者。在这些实施方案中，该第一有机阳离子的量占总有机阳离子(例如第一有机阳离子和第二有机阳离子)的百分比可以是从约1%至约99%。该电池可以是一种碱金属电池，如一种锂电池(例如锂金属或锂离子)，或是一种过渡金属电池。优选地，该电池是一种锂金属或锂离子电池。更优选地，该电池是一种锂金属电池。电解质可进一步包括一种金属盐。优选地，对于该电解质在一种锂电池中的应用，该金属盐是包括Li阳离子的一种锂盐。第一有机阳离子的化学性质是使得它被至少部分地吸引或被较弱地结合到锂电池的Li阳离子上。也就是说，该第一有机阳离子使得它与锂电池的Li阳离子配位或相互作用。这种相互作用的希望的程度将取决于应用，但是将是引起以下各项之间必不可少的 平衡的程度(i)足够强地相互作用，用以屏蔽Li阳离子或使Li阳离子不稳定，使其免于与电解质中的阴离子(例如该第一或第二阴离子)进行更强的相互作用，以及(ii)足够弱地相互作用，用以使Li阳离子在电极处相互作用。因此，当使用的时候，该第一有机阳离子的该部分负电荷与Li阳离子配位或相互作用。优选地，形式正电荷与部分负电荷被分开，这样使得第一有机阳离子具有一个净偶极子。例如，该形式正电荷可存在于一个环的与该部分负电荷相对的一部分上。或者，该形式正电荷可存在于一个与该部分负电荷不同的环上。最优选地是，该形式正电荷是存在于2个环之间的部分上或附近。也就是说，该形式正电荷可以是螺原子、或是一个稠合环中的多个连接原子之一。一个正官能团通过包括来自元素周期表第15族的一种第一元素来提供该形式正电荷。在某些实施方案中，该第一元素参与，或形成了第一有机阳离子中的4个共价键，这样使得产生了一个形式正电荷。优选地，该第一元素是N或P。一个正官能团可含有超过一种第一元素，这些元素可相同或不同。一个负官能团通过包括一种第二元素来提供该部分负电荷。优选地，该第二元素参与、或形成了共价键合，这样使得产生了一个部分负电荷。也就是说，该第二元素参与或形成了共价键合，这样使得产生了一个孤电子对。例如，该第二元素可以是相对负电性的元素O、S、N或F。一个负官能团可含有超过一种第二元素，这些元素可相同或不同。在本发明的另一个方面中提供一种电池，包括至少一个阳极和至少一个阴极；以及用于该阳极与阴极之间的流体连通的一种电解质；该电解质包括一个第一有机阳离子，该第一有机阳离子包括以下项、主要由以下项组成或由以下项组成一种含有杂原子的环状化合物，该环状化合物具有共享至少一个共同原子的至少2个环结构，该环结构具有一个至少为+1的形式正电荷以及一个部分负电荷。在本发明的另一个方面中提供了一种第一有机阳离子，该第一有机阳离子包括以下项、主要由以下项组成或由以下项组成一种含有杂原子的环状化合物，该环状化合物具有共享至少一个共同原子的至少2个环结构，该环结构具有一个至少为+1的形式正电荷以及一个部分负电荷。在此方面的多个优选实施方案中，该第一有机阳离子是如根据以上所说明的。在本发明的另一个方面中提供了一种离子液体，该离子液体包括一个有机阳离子，该有机阳离子包括以下项、主要由以下项组成或 由以下项组成一种含有杂原子的环状化合物，该环状化合物具有共享至少一个共同原子的至少2个环结构，该环结构具有一个至少为+1的形式正电荷以及一个部分负电荷。在此方面的多个优选实施方案中，第一有机阳离子是如根据以上所说明的。在本发明的另一个方面中提供了一种离子液体，该离子液体包括以下项、主要由以下项组成或由以下项组成一种含有杂原子的环状化合物，该环状化合物具有共享至少一个共同原子的至少2个环结构，该环结构具有一个至少为+1的形式正电荷以及一个部分负电荷，其中该离子液体是使得在电池中使用该离子液体引起一个适当SEI的形成。在此方面的多个优选实施方案中，第一有机阳离子是如根据以上所说明的。该有机阳离子可被用作一种电池中的电解质、或用作一种离子液体或基于碳酸盐的溶剂电解质的一种添加剂。如果该有机阳离子被用作添加剂，其浓度可以为0. I至
I.5mol/kg,优选的浓度为 0. 25mol/kg。该离子液体可以使用该有机阳离子来制备、或可以是任何先前所述的离子液体，例如基于吡咯烷鎗或吗啉鎗阳离子与TFSA、FSA、DCA、BF4或PF6阴离子的那些。该电解质中锂离子的浓度可以是在0. I至I. 5mol/kg的范围内，优选的浓度为
0.5mol/kg。电池隔板可以是任何可商购的隔板。附图简要说明图I :基于螺的化合物，其电化学性描述在图2、3和4中。A是本发明的离子液体阳离子。B是一种离子液体阴离子。图2 :示出了根据本发明的一个实施方案的一种能量储存装置。图3 :不含锂盐的SMK TFSA离子液体的电化学窗口。在_1和0伏特下的氧化峰值是在还原分解过程中(所见负值超过-2V)形成的产物进行氧化的结果。它们与纯净的离子液体没有关联。已经使用钼作为反电极和工作电极二者，以及由斯诺克(Snook)等，电化学通讯(Electrochem Commun>2006中所描述的Ag | Ag+参比电极,扫描速率50mV. s'首先在还原下进行扫描。图4 :在SMK TFSA 0. 4mol/kg LiTFSA中进行的锂循环。注意到第一次扫描时无击穿电流，直到-6V，并且在第二次扫描后电流表现变稳定。Pt反电极与工作电极以及Ag I Ag参比电极，扫描速率50mV. s'首先在还原下进行扫描。图5 :锂的锂循环含有SMK TFSA 0. 4mol/kg LiTFSA的锂对称电池，在0. 1mA. cnT2电流密度和85° C下。图6 :在一种电解质中进行的锂循环，该电解质是含I. OmoI/kg SMKTFSA 0. 5mol/kg Li TFSA的I-甲基-丙基-吡咯烷鎗(C3mpyr)TFSA。电流很小但几乎没有衰减。Pt反电极与工作电极以及Ag I Ag+参比电极，扫描速率50mV. s'首先在还原下进行扫描。图7 :—种锂金属电池,包括LiFePO4阴极(2. 2mg. cm_2负载)、Separion隔板以及一种电解质，该电解质由具有0. 25mol/kg SMK TFSA和0. 5mol. kg^LiTFSA作为电解质的C3mpyr TFSA 组成。在 50。C 下，电池在 0. 05mA. cnT2 (C/7. 5)下充电、并且在 0. 1mA. cnT2(C/3. 75)下放电。图8 :一种锂金属电池,包括LiFePO4阴极(I. 5mg. cm_2负载)、Separion隔板以及电解质，该电解质由具有 0. 25mol/kg SMK TFSA 和 0. 5mol/kgLiTFSA 的 C3mpyr TFSA 组成。在80° C下，电池以C/10的速率充电并且以C/10的速率放电。图9 :一种锂金属电池,包括LiFePO4阴极(I. 5mg. cm_2负载)、Separion隔板以及一种电解质，该电解质由具有 0. 25mol/kg SMK TFSA 和 0. 5mol/kg LiTFSA 的 C3mpyr TFSA组成。在115° C下，电池以C/10的速率充电并且以C/10的速率放电。

图10 :多种锂金属电池,包括一个LiFePO4阴极(I. 5mg. cm 2负载)、一种电解质,该电解质由具有 0. 25mol/kg SMK TFSA 和 0. 5mol/kgLiTFSA 的 C3mpyr TFSA 组成。在 80° C下，电池以C/10的速率充电并且以C/10的速率放电。第一个电池使用了一个S印arion隔板(空心圆圈)；第二个电池使用了一个PVdF隔板(实心三角形)，并且第三个电池使用了一 个聚(丙烯腈)(PAN)隔板(十字形)。图11 :一种锂金属电池，包括一个LiFePO4阴极(I. 5mg. cm—2负载)、PVdF隔板以及一种电解质，该电解质由具有 0. 25mol/kg SMK TFSA 和 0. 5mol/kg LiTFSA 的 C3mpyr TFSA组成。在120° C下，电池以C/10的速率充电并且以C/10的速率放电。实施方案的详细说明本发明的第一有机阳离子具有式I所给的一般结构
O式 I
Cl)'典型地，环A和B是5元或6元环。然而，更小的和更大的环也可能适合应用于锂电池中，这可由技术人员决定。环A和/或环B包括一个正官能团，该正官能团包括一个原子(‘第一元素’)，该原子对该第一有机阳离子提供了一个形式正电荷。在某些实施方案中，Xl是这个对该第一有机阳离子提供了形式正电荷的第一元素。在这些实施方案中，可认为Xl是一个正官能团。例如，Xl可以是选自下组，该组由以下各项组成N、P、As、Sb或Bi。优选地，Xl是N。}在其他实施方案中，该形式正电荷被提供在除Xl外的地方；以及一个负官能团，该负官能团包括一个或多个负电性的杂原子(‘第二元素’)，这些杂原子提供了对该第一有机阳离子提供了一个部分负电荷。例如，该杂原子可以选自O、N或S组成的组。在一种螺环化合物的Xl位置具有易被还原的季N的优点是，这会更好地保护(在空间上)其不受由A和B环构成的阴极表面的损害。这种保护会使该阳离子的还原稳定性增强，这在深的负电位(如存在于锂电池中那些)下特别重要。第一有机阳离子可包括超过一个的负官能团、或在该负官能团中超过一种的第二元素。该第二元素可以严格地是环A和/或B的一部分、或者可以是附加于环A和/或B上的。优选地，该第一有机阳离子包括单一的正官能团或第一兀素。而且，优选的是该第一元素是Xl以便保护该第一元素不轻易分解。环A和/或B可进一步包括多个选 自以下的基团内酯、酰胺、酸酐、碳酸酯、羰基、硫酸酯、磺酸酯、磷酸酯或膦酸酯。环A和/或B可进一步被取代，优选地被具有一个供电子官能团的基团取代。例如，环A和/或B可被醇盐、硝基、氨基、酰胺、酯以及烯烃取代。环A和/或B还可被烷烃取代，例如，环A和/或B可被烧基(例如，甲基、乙基、丙基以及叔丁烧基)取代。这些烧基可具有从约I至约12个原子的直链长度。优选地，这些烷基可具有从约I至约8个原子的直链长度。在某些实施方案中，Xl是连接环A和B的两个或更多个原子。优选地，Xl是2个原子。在这些实施方案中，环A与B可以是稠合或桥联的，并且Xl可以是C、O、N以及B原子。这些碳原子可以经由多个烷基OK或烯基键互相键合。典型地，在这些实施方案中，Xl不是这个对该第一有机阳离子提供形式正电荷的第一元素，该形式正电荷被提供在环A和/或B中除Xl外的地方。在一些另外的实施方案中，环A和B被附接到如以上讨论的A或B类型的一个或多个另外的环上，如式2中所示式权利要求
1.一种用于电池的有机阳离子，包括一种含有杂原子的环状化合物，该环状化合物具有由共享至少一个共同原子的多个环形成的至少2个环结构，该环状化合物具有一个至少为+1的形式正电荷以及一个部分负电荷。
2.如权利要求I所述的有机阳离子，其中该环状化合物是选自下组，该组由以下各项组成连接在单一原子上的环(在此称为螺环)、在多个相邻原子上稠合的环(在此称为稠合环)，以及通过多个不相邻的原子连接的桥联环(在此称为桥头环)。
3.如权利要求I所述的有机阳离子，其中该形式正电荷以及该部分负电荷在该分子上被分开，这样使得该第一有机阳离子具有一个净偶极子。
4.如权利要求3所述的有机阳离子，其中该形式正电荷存在于一个环的与该部分负电荷相对的一个部分上。
5.如权利要求3所述的有机阳离子，其中该形式正电荷存在于一个与该部分负电荷不同的环上。
6.如权利要求3所述的有机阳离子，其中该形式正电荷存在于一个螺环的共享原子上、或一个稠合环中的多个连接原子之一上。
7.如权利要求3所述的有机阳离子，其中一个正官能团通过包括来自元素周期表第15族的一种第一元素来提供该形式正电荷，并且一个负官能团通过包括一种第二元素来提供该部分负电荷。
8.如权利要求7所述的有机阳离子，其中该第一元素参与或形成了该第一有机阳离子中的4个共价键，这样使得产生了一个形式正电荷。
9.如权利要求8所述的有机阳离子，其中该第一元素是N或P。
10.如权利要求8所述的有机阳离子，其中该正官能团含有超过一种第一元素，这些元素是相同或不同的。
11.如权利要求7所述的有机阳离子，其中该第二元素是负电性的元素O、S、N或F。
12.如权利要求7所述的有机阳离子，其中该负官能团含有超过一种第二元素，这些元素是相同或不同的。
13.如权利要求I至12中任一项所述的有机阳离子，被用作一个电池中的电解质、或用作一种离子液体或基于碳酸盐的溶剂电解质的一种添加剂。
14.如权利要求13所述的有机阳离子，以0.I至I. 5mol/kg的浓度被用作一种离子液体或基于碳酸盐的溶剂电解质的一种添加剂。
15.如权利要求13所述的有机阳离子，以0.25mol/kg的浓度被用作一种离子液体或基于碳酸盐的溶剂电解质的一种添加剂。
16.一种离子液体，包括 一个根据权利要求I至15中任一项所述的有机阳离子；以及 一个阴离子。
17.如权利要求16所述的离子液体，其中该有机阳离子是由以下结构(I)表示O(A或是其衍生物。
18.如权利要求16或17所述的离子液体，其中该阴离子是选自下组，该组由以下各项组成四氟硼酸根(BF4)、二(氟磺酰基)酰亚胺(FSA)以及二(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺(TFSA )、或它们的衍生物。
19.一种电解质，包括一个第一有机阳离子，该第一有机阳离子是根据权利要求I至12中任一项所述的；以及一个第一阴离子。
20.如权利要求19所述的电解质，进一步包括具有一个第二有机阳离子和一个第二阴离子的一种第二离子液体、以及一种基于碳酸盐的溶剂中的至少一者。
21.如权利要求20所述的电解质，其中该第一有机阳离子的量占总有机阳离子的百分为从约1%至约99%。
22.如权利要求21所述的电解质，其中该第一有机阳离子是该电解质的一种添加剂。
23.如权利要求22所述的电解质，其中该第一有机阳离子是以0.I至I. 5mol/kg的浓度存在。
24.如权利要求22所述的电解质，其中该第一有机阳离子是以0.25mol/kg的浓度存在。
25.如权利要求19至24中任一项所述的电解质，其中该有机阳离子是由以下结构(I)表示
26.如权利要求20所述的电解质，其中该第二有机阳离子的结构是选自下组，该组由以下各项组成咪唑鎗(例如I-乙基-3-甲基咪唑鎗(EMI))、吡咯烷鎗或吗啉鎗、或它们的衍生物。
27.如权利要求20所述的电解质，其中该第一和第二阴离子是选自下组，该组由以下各项组成四氟硼酸根(BF4)、二(氟磺酰基)酰亚胺(FSA)或二(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺(TFSA)、或它们的衍生物。
28.如权利要求20或25所述的电解质，进一步包括一种金属盐。
29.如权利要求28所述的电解质，应用于一种锂电池中，其中该金属盐是包括Li阳离子的一种锂盐。
30.如权利要求29所述的电解质，其中该电解质中锂离子的浓度是在0.I至I. 5mol/kg的范围内。
31.如权利要求29所述的电解质，其中该电解质中锂离子的浓度是约0.5mol/kg。
32.一种电池，包括 至少一个阳极和至少一个阴极；以及 用于该阳极与阴极之间的流体连通的一种电解质； 该电解质包括一个如权利要求I至12所述的第一有机阳离子和一个阴离子。
33.如权利要求32所述的电池，进一步包括一个隔板。
34.如权利要求33所述的电池，进一步包括具有一个第二有机阳离子和一个第二阴离子的一种第二离子液体、以及一种基于碳酸盐的溶剂中的至少一者。
35.如权利要求34所述的电池，其中该第一有机阳离子的量占总有机阳离子的百分比为从约1%至约99%。
36.如权利要求35所述的电池，其中该第一有机阳离子是该电解质的一种添加剂。
37.如权利要求36所述的电池,其中该第一有机阳离子是以0.I至I. 5mol/kg的浓度存在。
38.如权利要求36所述的电池，其中该第一有机阳离子是以0.25mol/kg的浓度存在。
39.如权利要求34所述的电池，其中该第二有机阳离子的结构是选自下组，该组由以下各项组成咪唑鎗(例如I-乙基-3-甲基咪唑鎗(EMI))、吡咯烷鎗或吗啉鎗、或它们的衍生物。
40.如权利要求34所述的电池，其中该第一和第二阴离子是选自下组，该组由以下各项组成四氟硼酸根(BF4)、二(氟磺酰基)酰亚胺(FSA)或二(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺(TFSA )、或它们的衍生物。
41.如权利要求32或33所述的电池，进一步包括一种金属盐。
42.如权利要求41所述的电池，其中该金属盐是包括Li阳离子的一种锂盐。
43.如权利要求42所述的电池，其中该电解质中锂离子的浓度是在0.I至1.5mol/kg的范围内。
44.如权利要求42所述的电池，其中该电解质中锂离子的浓度范围是约0.5mol/kg。
45.一种离子液体，包括 有机阳离子，是由以下结构(I)表示
46.如权利要求45所述的离子液体，其中该阴离子是选自下组，该组由以下各项组成四氟硼酸根(BF4)、二(氟磺酰基)酰亚胺(FSA)以及二(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺(TFSA)、或它们的衍生物。
47.如权利要求45所述的离子液体，其中该阴离子是二(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺(TFSA)或其衍生物。
全文摘要
一种用于电池的有机阳离子，包括一种含有杂原子的环状化合物，该环状化合物具有由共享至少一个共同的原子的环形成的至少(2)个环结构，该环状化合物具有一个至少为+1的形式正电荷以及一个部分负电荷。
文档编号C07D498/10GK102971902SQ201180013903
公开日2013年3月13日 申请日期2011年3月18日 优先权日2010年3月18日
发明者乔治·汉密尔顿·莱恩, 亚当·塞缪尔·贝斯特, 安纳德·I·巴特, 尤苏夫·谢奇比, 布罗尼娅·R·克莱尔 申请人:联邦科学与工业研究组织, 蒙纳什大学