制备五环阴离子盐的方法
【专利摘要】本发明涉及制备具有下式的咪唑化合物的方法：其中Rf是包括1到5个碳原子的氟化烷基基团，所述方法包括：(a)在T1的温度下，使具有下式的二氨基顺丁烯二腈与具有下式的化合物反应以形成具有式(IVa)的盐化的酰胺化合物，其中Y表示氯原子或OCORf基团；和(b)在高于T1的温度T2下，使具有式(IVa)的盐化的酰胺化合物和/或相应的胺(IVb)脱水以形成式(III)的咪唑化合物，
【专利说明】制备五环阴离子盐的方法【技术领域】
[0001]本发明涉及制备五环阴离子盐、且尤其是1-三氟甲基-4，5- 二腈-咪唑基锂的方法，以及制备包含这种盐的电解质组合物的方法。
【背景技术】
[0002]锂离子电池至少包括负极、正极、隔板和电解质。电解质由溶解于溶剂中的锂盐组成，其通常是有机碳酸酯的混合物，以便在粘度和介电常数之间具有好的折衷。
[0003]最常用的盐是六氟磷酸锂(LiPF6)，其具有众多所需品质(qualities)中的许多，但是具有以氟化氢气体形式降解的缺点。这造成安全问题，尤其是在即将到来的锂离子电池用于私人车辆的情况下。
[0004]因此，已经开发了其它盐以提供Li离子电池电解质，并且尤其是LiTDI (1-三氟甲基-4，5- 二腈-咪唑基锂)和LiPDI (1-五氟乙基-4，5- 二腈-咪唑基锂)，如文献W02010/023413所教导的。这些盐具有如下优点:包含较少的氟原子，并且包含强的碳-氟键，代替LiPF6的较弱的磷-氟键。此外，这些盐具有很好的导电性，大约为6mS/cm，且在咪唑阴离子和锂阳离子之间具有非常好的离解作用。
[0005]文献W02010/023413提出几个制造这些五环阴离子的合成路线，其中之一在于使二氨基顺丁烯二腈(DAMN)与酸衍生物如氟化酸酐缩合，随后是质子/锂交换。缩合在单一步骤中进行。
[0006]用已知的合成路线获得的锂盐最高产率为约70%。存在的杂质使繁重的下游纯化步骤成为必要，这代表对于该类型锂盐用作锂离子电池的电解质盐的可能的产业化的约束。
[0007]因此，存在开发以更好的产率获得锂盐如LiTDI或LiPDI的方法的实际需求。
【发明内容】
[0008]本发明首先涉及制备下式的咪唑化合物的方法:
[0009]
【权利要求】
1.制备下式的咪唑化合物的方法:
2.如权利要求1 的方法，其中 Rf 表示 CF3> CHF2' CH2F' C2HF4' C2H2F3' C2H3F2' C2F5' C3F7'C3H2F5、C3H4F3、C4F9、C4H2F7、C4H4F5、C5F11, C3F6OCF3、C2F4OCF3、C2H2F2OCF3 或 CF2OCF3,优选 CF3、C2F5' C2F4OCF3' C2H2F2OCF3 或 CF2OCF3。
3.如权利要求1或2的方法，其中T1为O到80°C，优选10到50°C，更优选20到30°C。
4.如权利要求1到3之一的方法，其中T2为30到180°C，优选60到150°C，更优选75到 140 0C ο
5.如权利要求1到4之一的方法，其中步骤(a)持续I到12小时，优选I到3小时，和/或步骤(b)持续I到12小时，优选I到3小时。
6.如权利要求1到5之一的方法，其中步骤(a)和(b)在相同的溶剂中进行。
7.如权利要求1到6之一的方法，其中在步骤(a)之前，将二氨基顺丁烯二腈和式(II)的化合物溶解于溶剂中，该溶剂优选为1，4- 二嚷:烧。
8.如权利要求1到7之一的方法，其中温度T2对应于所述溶剂的沸点。
9.如权利要求1到8中任一项的方法，其中第二步骤在第一步骤之后立即进行。
10.如权利要求1到9中任一项的方法，其特征在于:步骤(a)中形成的产物是式(IVa)的化合物。
11.如权利要求1到10中任一项的方法，其特征在于:步骤(a)中形成的产物是式(IVb)的化合物。
12.制备下式的咪唑基锂化合物的方法:
13.如权利要求12的方法，所述锂基物选自氢化锂、碳酸锂和氢氧化锂、以及其组合。
14.制造电解质组合物的方法，包括根据权利要求12或13的方法制备式(V)的咪唑基锂，并且将该化合物溶解在溶剂中。
15.制造电池或单元电池的方法，包括根据权利要求14的方法制造电解质组合物，并且将该电解质组合物插入到负极和正极之间。
【文档编号】H01G9/035GK103930405SQ201280055837
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2012年10月29日 优先权日:2011年11月14日
【发明者】G.施密特, M.弗拉斯奎 申请人:阿克马法国公司