CN1653033A - 四级烷基铵盐的精制方法及四级烷基铵盐 - Google Patents
四级烷基铵盐的精制方法及四级烷基铵盐 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1653033A CN1653033A CNA038110210A CN03811021A CN1653033A CN 1653033 A CN1653033 A CN 1653033A CN A038110210 A CNA038110210 A CN A038110210A CN 03811021 A CN03811021 A CN 03811021A CN 1653033 A CN1653033 A CN 1653033A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ammonium salt
- alkyl ammonium
- quaternary alkyl
- quaternary
- purification
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C209/00—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
- C07C209/82—Purification; Separation; Stabilisation; Use of additives
- C07C209/84—Purification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
- C07C211/62—Quaternary ammonium compounds
- C07C211/63—Quaternary ammonium compounds having quaternised nitrogen atoms bound to acyclic carbon atoms
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/54—Electrolytes
- H01G11/58—Liquid electrolytes
- H01G11/62—Liquid electrolytes characterised by the solute, e.g. salts, anions or cations therein
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0568—Liquid materials characterised by the solutes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
- H01M6/16—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
- H01M6/162—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte
- H01M6/166—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte by the solute
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0025—Organic electrolyte
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Abstract
本发明提供一种四级烷基铵盐的精制方法,利用该方法可以高收率地得到适合作为电解液的电解质的水分含量低的粒子状的四级烷基铵四氟硼酸盐类。该方法的特征在于,包括使被精制的四级烷基铵盐分散在有机溶剂中而形成悬浊液的步骤。烷基的碳原子数为1~5的范围内。在使被精制的四级烷基铵盐分散至有机溶剂中制成悬浊液的步骤后,利用醇溶剂洗涤。
Description
技术领域
本发明涉及一种四级烷基铵盐的精制方法及四级烷基铵盐的精制,更详细地说,涉及例如用作双电层电容器或电池的有机电解液的电解质的四级烷基铵盐、特别是三乙基甲基铵四氟硼酸盐的精制方法。
背景技术
在现有技术中,美国专利3,965,178号(1976)、特开昭63-30454号公报、特开2000-226361号公报、特开2001-247522号公报等提出了四级烷基铵盐的制造方法,例如在四级烷基铵四氟硼酸盐类中,将四级烷基氯化铵、四级烷基溴化铵或四级烷基氢氧化铵和氟硼酸(borofluorhydric acid)进行反应。
另外,在特开平5-286981号公报中提出了使用无水氢氟酸的制造方法。在特开平11-310555号公报中提出了使四级烷基氟化铵的氟化氢盐和三氟化硼或其络合物反应的制造方法。在特开平11-27179号公报中提出了使叔胺和卤代烷反应,之后使其继续与氟硼酸反应的制造方法。而且在特开平11-315055号公报中提出使四级烷基铵碳酸氢盐和氟硼酸反应的制造方法。
利用现有方法得到的四级烷基铵盐(如上所述得到的四级烷基铵四氟硼酸盐类)中,由于存在来自原料的氯成分或溴成分,或者中间步骤中生成的微量的氢氟酸,这种情况下难以直接用作为双电层电容器使用的或电池使用的有机电解液的电解质。这时为了提高质量,需要进行再结晶等精制,但是仍然难以完全地分离杂质。
另一方面,在特开2001-348388公报中公开了一种技术,使四级烷基卤化铵和氟硼酸在醇中反应,之后进行干燥。利用该技术可以除去来自原料的氯成分或溴成分,可以得到来自原料的杂质量少的四级烷基铵盐。
但是利用该技术得到的四级烷基铵盐和上述的四级烷基铵盐也相同,其形状容易形成块状。为此存在以下问题。
四级烷基铵盐一般地吸湿性强。为此,利用现有的制造方法得到的四级烷基铵盐形成块状,使干燥效率降低,结果通过四级烷基铵盐和水分发生反应,电解液中产生酸,不仅致使电解液的内部电阻增大,而且可能腐蚀双电层电容器的金属部分。
发明内容
本发明解决的问题在于,消除上述现有方法的难点,更详细地说,是提供一种供双电层电容器用的四级烷基铵盐的精制方法。
本发明者为了解决上述课题进行了深入地研究,结果发现,将四级烷基铵盐合成后,利用使其分散在有机溶剂中而形成悬浊液的步骤,可以提供水分含量非常小的粒子状的低级烷基铵盐,可以解决上述问题,由此完成了本发明。
也就是说,本发明是一种四级烷基铵盐的精制方法,该方法包括将被精制烷基铵盐分散在有机溶剂中,形成悬浊液的步骤。
本发明是粒子状的四级烷基铵盐。
(作用)
当将被精制的四级烷基铵盐放入有机溶剂中时,被精制的四级烷基铵盐即使形成块状也分散在有机溶剂中,形成悬浊状态。通过过滤悬浊液,在被精制的四级烷基铵盐精制的过程中,可以得到粒子状的四级烷基铵盐。
具体实施方式
以下详细地说明本发明。
(四级烷基铵盐)
由本发明精制的四级烷基铵盐的烷基没有特别限定,但从电化学特性方面,特别是进一步增大氧化还原分解电位考虑,优选其碳原子数为1~5的范围内。也就是说,例如甲基、乙基、正丙基、仲丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、仲戊基、叔戊基特别适合。
烷基也可以全部相同。在含有至少2种烷基时,本发明的效果更明显,改善氧化还原分解电位的效果更显著。
另外,根据需要本发明精制的四级烷基铵盐在不影响本发明效果的范围内可以用苯甲基、苯基等芳香族系取代基等,或者吡啶鎓基等其他的取代基取代烷基中的一部分。其中特别优选吡啶鎓基。
本发明精制的四级烷基铵盐例如有四氟硼酸盐、六氟磷酸盐、六氟锑酸盐、六氟砷酸盐等,从作为电解质的性能即(1)电导率高、(2)氧化还原分解电压高、(3)可使用的温度范围宽等考虑,适合使用四氟硼酸盐和六氟磷酸盐,更优选四氟硼酸盐。
从使本发明的效果更加显著方面考虑,四氟硼酸盐中优选三乙基甲基铵四氟硼酸盐、乙基三甲基铵四氟硼酸盐、三丙基甲基铵四氟硼酸盐、三丁基甲基铵四氟硼酸盐、N-乙基-N-甲基吡咯烷鎓四氟硼酸盐及N,N-二亚甲基吡咯烷鎓四氟硼酸盐,其中特别优选三乙基甲基铵四氟硼酸盐。
(被精制的四级烷基铵盐)
所述被精制的四级烷基铵盐是指利用本发明进行精制之前的四级烷基铵盐。
本发明的精制方法中,对被精制的四级烷基铵盐的合成方法没有特别限定,可以任意选择公知的方法。作为被精制的四级烷基铵盐,利用本发明可以精制例如利用下述方法合成的四级烷基铵盐。
当然,不用说,除了以上的四级烷基铵盐以外,由于其它任何原因造成含有杂质的四级烷基铵盐都可以用作被精制的四级烷基铵盐。而且,即使是精制后的四级烷基铵盐,为了提高纯度,也可以作为本发明的精制对象。
①使四级烷基氯化铵、四级烷基溴化铵或四级烷基氢氧化铵和氟硼酸反应的合成方法(美国专利3,965,178号,特开昭63-30454号公报、特开2000-226361号公报、特开2001-247522号公报等)
②使用无水氢氟酸的制造方法(特开平5-286981号公报)
③使四级烷基铵氟化物的氟化氢盐和三氟化硼或其络合物发生反应的制造方法(特开平11-310555号公报)
④使叔胺和卤代烷反应后,继续和氟硼酸反应的制造方法(特开平11-27179号公报)
⑤使四级烷基铵碳酸氢盐和氟硼酸反应的制造方法(特开平11-315055号公报)
⑥(特公平7-116113号公报)
⑦使四级烷基卤化铵和氟硼酸在醇中发生反应后,进行干燥的制造方法(特开2001-348388号公报)
(被精制的四级烷基铵盐中的杂质)
四级烷基铵盐中的杂质主要有:1.来自在合成过程中的原料的杂质、2.在制造过程中含有的水分等杂质。
(来自原料)
合成四级烷基铵盐由于纯度不够,双电层电容器的内部电阻增大,在进行充放电时,伴随有电压下降带来的能量损失。结果难以充分发挥电解质固有的性能。而且,利用四级烷基铵盐和水分的反应,使电解液中产生酸,也存在腐蚀双电层电容器的金属部分等问题。
合成过程中的来自原料的杂质具体如下所示。
在特开平11-310555号公报中,利用中间体四级铵氟化物,在四级烷基铵盐中残留大量的氢氟酸。氢氟酸为杂质。
另外,在特公平7-116113号公报中,叔胺类的反应转化率多数情况下比较低,原料的叔胺类和碳酸二烷基酯残留在三级烷基铵烷基碳酸盐中。叔胺类和碳酸二烷基为杂质。
而且,使含有叔胺的四级烷基铵烷基碳酸盐和氟硼酸反应,在生成四级烷基铵四氟硼酸盐类的同时也有叔胺四氟硼酸盐类生成。叔胺四氟硼酸盐类为杂质。
(水分)
一方面,在特开2001-348388号公报中,如前所述报道,使四级烷基卤化铵和氟硼酸在醇中发生反应之后,进行干燥,这样可以除去来自原料的氯成分或溴成分,可以得到来自原料的杂质量少的四级烷基铵盐。
使四烷基卤化铵和氟硼酸反应,将合成的四级烷基铵盐作为被精制的四级烷基铵盐进行本发明的精制,这时可以得到杂质量更少的四级烷基铵盐。另外同样,利用四级烷基氢氧化铵和氟硼酸反应的方法也可以得到杂质少的四级烷基铵盐。效果显著而且更加适合在醇中进行该反应。
该方法是使四级烷基卤化铵和氟硼酸发生反应。
利用特开2001-348388公报记载的技术合成的被精制的四级烷基铵盐中来自原料的杂质量少。但是在该技术中,四级烷基铵盐容易形成块状,干燥效率低,水分含量增加。当使水分含量增加时,难以最大限度地发挥电解质本身的性能。因此,必须进一步降低四级烷基铵盐的水分含量。为此,与块状的四级烷基铵盐相对照,得到粒子状的四级烷基铵盐,由此可以使干燥效率提高,水分含量降低,结果可以最大限度地发挥电解质本来的性能。
本发明中利用合成四级烷基铵盐后,使其分散在有机溶剂中而形成悬浊液的步骤,可以得到粒子状的结晶。结果可以提高干燥效率,并且可以得到水分含量更少的四级烷基铵盐。
另外,通过作成粒子状,在结晶表面附着的杂质或者进入结晶中的杂质在分散时容易溶解在溶剂中,因此该精制方法特别适合应用。
(被精制的四级烷基铵盐的合成方法)
本发明的精制方法中,四级烷基铵盐合成中使用的原料例如四级烷基卤化铵和四级烷基氢氧化铵,其中的烷基因为被衍生成本发明精制的四级烷基铵盐的烷基,根据得到的四级烷基铵盐中的烷基所希望的结构,可以使用适合应用的。
也就是,衍生成四级烷基卤化铵和四级烷基氢氧化铵等四级烷基铵盐的烷基的烷基没有特别限定,但是,从电化学特性方面,特别从进一步增大氧化还原分解电位考虑,优选其碳原子数为1~5的范围内。也就是,例如甲基、乙基、正丙基、仲丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、仲戊基、叔戊基特别适合。
烷基也可以全部相同,但是在含有至少2种烷基时,本发明的效果更明显,改善氧化还原分解电位的效果更显著。
另外,根据需要,在不影响本发明效果的范围内可以用苯甲基、苯基等芳香族系取代基等,或者吡啶鎓基等其他的取代基取代烷基中的一部分。其中特别优选吡啶鎓基。
根据上述公知的技术,使氟硼酸、氢氟酸和三氟化硼、氢氟酸和五氟化磷等和四级烷基卤化铵和/或四级烷基氢氧化铵发生反应,可以制造精制前的四级烷基铵盐。但是从本发明的效果显著这点考虑,优选氟硼酸、氢氟酸和三氟化硼、氢氟酸和五氟化磷等的水分含量低的那些。在从水溶液体系中进行合成的方法中,四级烷基铵盐对水的溶解度非常高,因此直接使其结晶,则收率低,但是可以得到纯度高的四级烷基铵盐。但是为了进一步降低水分含量,优选使用醇溶剂合成的四级烷基铵盐。
一方面,在特开2001-348388公报中,优选将使四级烷基卤化铵和氟硼酸在醇中发生反应后进行干燥,除去原料的氯成分或溴成分,而合成的四级烷基铵盐作为被精制的四级烷基铵盐。
当将通过四级烷基卤化铵和氟硼酸反应而合成的四级烷基铵盐作为被精制的四级烷基铵盐进行本发明的精制时,可以得到杂质含量更少的四级烷基铵盐。同样,利用使四级烷基氢氧化铵和氟硼酸反应的方法也可以得到杂质含量少的四级烷基铵盐。效果显著,在醇中进行该反应更显著。
(悬浊液)
在本发明的四级烷基铵盐的精制方法中,将利用各种方法合成的四级烷基铵盐分散在有机溶剂中而作成悬浊液的步骤中,需要减少杂质的量。将四级烷基铵盐分散在有机溶剂中作成悬浊液,因为是不均匀的体系,故利用过滤回收非溶解物,进行干燥,由此可以减少杂质的量。
(有机溶剂)
使四级烷基铵盐分散时,将四级烷基铵盐添加在有机溶剂中,通过放置或者搅拌可以得到悬浊液。为了作成悬浊液,用于分散的有机溶剂量没有特别限定。但是相对于四级烷基铵盐100重量份,有机溶剂量为10~10000重量份,优选10~500重量份。相对四级烷基铵盐100重量份的有机溶剂使用量在不足10重量份的场合,有时效果稍低,在超过500重量份的场合,精制效果和500重量份相同,尽管如此,但是来自有机溶剂的杂质进入四级烷基铵盐中,或者使用的有机溶剂的溶解度的观点考虑,可能会使四级烷基铵盐完全溶解。
为了作成悬浊液,用于分散的有机溶剂优选丙酮、甲基异丙基酮等羰基化合物。其中考虑可以使其有效分散而作成悬浊液,特别优选使用丙酮。通过使四级烷基铵盐有效分散作成悬浊液,附着在结晶表面的杂质或者进入结晶中的杂质也容易在分散时溶解在溶剂中,因而可以得到纯度更高的四级烷基铵盐,提供可靠性高的双电层电容器。
另外,在不影响本发明效果的范围内,可以混合使用甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇等醇类、乙腈等氰基化合物类、乙醚、四氢呋喃等醚类、醋酸乙酯等酯类、己烷、环己烷等脂肪族烃类等。
(过滤后洗涤)
另外,利用过滤从分散液中取出结晶后,为了除去附着在表面上的杂质,优选利用有机溶剂进行洗涤。洗涤时使用的有机溶剂优选乙醇、1-丙醇、2-丙醇等醇类;乙醚、四氢呋喃等醚类;己烷、环己烷等脂肪族烃类;丙酮、甲基异丁基酮等羰基化合物、乙腈等氰基化合物类。其中,考虑使其四级烷基铵盐的溶解度低、只溶解杂质这一点,更优选乙醇、1-丙醇、2-丙醇中的至少一种或1种以上。而且,可以和甲醇、水等混合使用。为了使四级烷基铵盐的溶解度非常高,优选在洗涤中使用乙醇、1-丙醇、2-丙醇。在洗涤中使用的溶剂中特别优选含有20重量%或以上。
(干燥)
另外,在本发明的四级烷基铵盐的精制方法中为了利用水的共沸作用,降低水分含量,优选添加丙烯酰胺、丙烯酸乙酯、丙烯腈、乙酰丙酮、苯甲醚、安息香酸乙酯、乙醇、1-辛醇、2-辛醇、辛烷、甲酸、氯苯、氯仿、醋酸乙酯、醋酸甲酯、四氯化碳、1,4-二噁烷、环己醇、环己酮、环己烷、二十烷、三甲基胺、甲苯、萘、硝基乙烷、吡啶、苯酚、1-丁醇、2-丁醇、糠醇、1-丙醇、2-丙醇、1-己醇、己烷、己基胺、1-庚醇、3-庚酮、4-庚酮、苯、1-戊醇、2-戊醇、甲基丙烯酸甲酯、2-甲基吡啶、3-甲基吡啶、4-甲基吡啶、丁酸甲酯等的至少1种或1种以上,使其干燥。其中考虑到可以有效降低水分含量这点,特别优选1-丙醇、2-丙醇、己烷、环己烷。
(干燥温度)
利用分散法作成悬浊液进行精制时,精制后的干燥温度没有特别限定,考虑除去水分含量的效率,优选30~200℃,更优选60~150℃。而且,干燥可以在减压条件下进行,也可以在常压环境下进行。
本发明中如上所述,利用使其分散在有机溶剂中而作成悬浊液的步骤,可以得到低水分含量的粒子状的四级烷基铵盐。通过反复进行使其分散在有机溶剂中,作成悬浊液的步骤,当然也可以得到纯度更高的四级烷基铵盐。
(粒子状盐)
根据本发明可以得到粒子状的四级烷基铵盐。粒子直径优选700μm或以下。以700μm为界限减少水分含量。另外,金属等其他的杂质的量也可以减少。更优选500μm或以下,从容易处理的观点考虑优选下限为50μm。
(精制后的杂质浓度)
现有技术中,四级烷基铵盐中的水分浓度为70ppm左右。通过本发明可以将精制后的四级烷基铵盐中的杂质的量,以水分设定为20ppm或以下。因此,当研究水分的影响时,结果可知通过抑制水分含量至50ppm或以下,可以增加电解质的氧化还原电位。
而且,卤素浓度也优选为5ppm或以下。Na、Ca、Mg、Al、Fe、Cr的浓度分别优选设定为1ppm或以下。
实施例
下面以本发明的代表性实例更加具体地说明本发明。而且,这些只是用于说明的示例,本发明不限于此。利用以下的(1)~(5)方法进行实施例中的评价。
(1)纯度:利用滴定以氟为基准评价。
(2)水分含量:利用卡尔-费歇方法评价。
(3)氯离子浓度、溴离子浓度:利用比浊法进行评价。
(4)金属杂质的量:利用感应耦合等离子原子发光分析进行评价。
(5)氧化还原电位:利用循环伏安测量法进行评价。电解液使用配制成1.8mol/kg的三乙基甲基铵四氟硼酸盐/碳酸丙烯酯(PC)。
另外,水分含量测定及氧化还原分解电位测定是在25℃、氮气氛围中进行,其他的测定在大气中进行。
实施例1
将三乙基甲基氯化铵2287.5g(15mol)混合到30%的氟硼酸甲醇溶液4611g(氟硼酸15.75mol),在60℃搅拌1小时。将溶液冷却至0℃左右,使其充分析出结晶后,过滤取出结晶,在氮气流中,105℃干燥12小时。
得到的三乙基甲基铵四氟硼酸盐的产量为2295g(收率75.3%),纯度以氟为基准为99.8%,干燥后的水分含量为300ppm,为块状物。另外,氯离子浓度为5ppm或以下,金属杂质Na、Ca、Mg、Al、Fe、Cr量分别为1ppm或以下。
实施例2
将实施例1得到的三乙基甲基铵四氟硼酸盐的块状物501g在20℃下分散在丙酮1010g中5小时制成悬浊液。过滤取出结晶,用2-丙醇洗涤后在氮气流中,105℃下,干燥12小时。
得到的三乙基甲基铵四氟硼酸盐,是粒径为30μm左右的结晶(粒子状),产量为360g(收率72.0%),纯度以氟为基准为99.9%,水分含量为20ppm或以下。而且氯离子是在作为比浊法的检测极限的1ppm或以下。而且,金属杂质Na、Ca、Mg、Al、Fe、Cr量分别为1ppm或以下。
另外,氧化还原分解电位的测定结果如表1所示。
实施例3
将实施例1同样得到的三乙基甲基铵四氟硼酸盐的块状物500g在20℃下在5小时内分散在丙酮/2-丙醇混合溶液(705g/400g)中,制成悬浊液。过滤从分散液中取出结晶,用2-丙醇洗涤后,在氮气流中,105℃下,干燥12小时。
得到的三乙基甲基铵四氟硼酸盐,是粒径为30μm左右的结晶(粒子状),产量为395g(收率79.0%),纯度以氟为基准为99.9%,水分含量为20ppm或以下。而且氯离子在作为比浊法的检测极限的1ppm或以下。而且,金属杂质Na、Ca、Mg、Al、Fe、Cr量分别为1ppm或以下。
另外,氧化还原分解电位的测定结果如表1所示。
实施例4
将三乙基甲基氯化铵763.1g(5mol)混合在40%氟硼酸水溶液1152g(氟硼酸5.25mol)中,在20℃下搅拌30分钟。其后在氮气流中在105℃下浓缩3小时,将溶液冷却至0℃左右,使其充分地析出结晶,之后过滤取出结晶,在氮气气流中在105℃下,干燥12小时。
产量为580g(收率57.1%),纯度为99.8%,水分含量为500ppm、粒径为500μm左右的结晶(粒子状)。
将得到粒径为500μm左右的三乙基甲基铵四氟硼酸盐结晶500g,在20℃下在3小时内分散在丙酮270g中,制成悬浊液。过滤从分散液中取出结晶,用2-丙醇洗涤后,在氮气气流中在105℃下,干燥12小时。
得到的三乙基甲基铵四氟硼酸盐,是粒径为30μm左右的结晶(粒子状),产量为470g(94.0%),纯度以氟为基准为99.9%。
而且,水分含量为30ppm或以下。而且氯离子浓度为作为比浊法的检测极限的1ppm或以下。而且,金属杂质Na、Ca、Mg、Al、Fe、Cr量分别为1ppm或以下。
氧化还原分解电位的测定结果如表1所示。
实施例5
将三丁基甲基溴化铵702.2g(2.5mol)混合在20%六氟化磷酸甲醇溶液1912g(六氟化磷酸2.6mol)中,在20℃下搅拌30分钟。其后在氮气流中,在105℃下浓缩3小时,将溶液冷却至0℃左右,使其充分地析出结晶,之后过滤取出结晶,在氮气流中,105℃下,干燥12小时。
产量为324g(收率63.3%),纯度为99.8%,干燥后的水分含量为200ppm、粒径为500μm左右的结晶(粒子状)。
将得到的粒径为500μm左右的三丁基甲基铵六氟磷酸盐结晶250g,在20℃下在3小时内分散在丙酮200g中,制成悬浊液。过滤从分散液中取出结晶,用2-丙醇洗涤后,在氮气流中,105℃下,干燥12小时。
得到的三丁基甲基铵六氟磷酸盐,是粒径为30μm左右的结晶(粒子状),产量为227g(90.8%),纯度以氟为基准为99.9%。
而且,水分含量为10ppm或以下。而且溴离子浓度为作为比浊法检测极限的1ppm或以下。而且,金属杂质Na、Ca、Mg、Al、Fe、Cr量分别为1ppm或以下。
氧化还原分解电位的测定结果如表1所示。
比较例1
将实施例1同样得到的三乙基甲基铵四氟硼酸盐的块状物498g,在20℃下,完全溶解在丙酮3502g中之后,将溶液冷却至0℃左右,使其充分地析出结晶,之后过滤取出结晶,在氮气流中,105℃下,干燥12小时。产量为323.7g(收率65.0%),纯度以氟为基准为99.8%,干燥后的水分含量为70ppm,为块状物。另外杂质浓度为氯离子浓度为3ppm或以下,金属杂质Na、Ca、Mg、Al、Fe、Cr量分别为1ppm或以下。
氧化还原分解电位的测定结果如表1所示。
表1 氧化还原分解电位测定结果
| 三乙基甲基铵四氟硼酸盐 | 三丁基甲基铵六氟磷酸盐 | ||||
| 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 比较例1 | 实施例5 | |
| 形状 | 粒子状 | 粒子状 | 粒子状 | 块状 | 粒子状 |
| 水分含量(ppm) | 20 | 20 | 30 | 70 | 10 |
| 氧化还原电位(V) | 7.0 | 7.0 | 6.7 | 6.0 | 6.7 |
从以上结果可知,比较例1中,由于在完全溶解之后,进行再结晶,得到块状物,难以降低水分含量,结果氧化还原分解电位也非常窄,对性能造成了影响。
与此相对,利用使其分散在有机溶剂中,制成悬浊液的步骤,得到粒子状的结晶,可以降低水分含量,氧化还原分解电位宽。
如上实施例1~4所示,通过将三乙基甲基铵四氟硼酸盐分散在有机溶剂中,制成悬浊液的步骤,可以得到粒子状的三乙基甲基铵四氟硼酸盐。这时,1)在合成三乙基甲基铵四氟硼酸盐时,优选使其在醇中反应。2)在利用分散法进行精制时,悬浊液中使用的有机溶剂特别优选丙酮。3)优选利用2-丙醇等醇溶剂进行洗涤。
另外,从实施例2和5的结果可知,水分含量低的粒子状的四氟硼酸盐比六氟磷酸盐具有更宽的氧化还原电位。
根据本发明的方法,通过使其分散在有机溶剂中制成悬浊液的步骤,可以高收率地得到适合作为电解液的电解质的水分含量低的粒子状的四级烷基铵盐。
Claims (20)
1、四级烷基铵盐的精制方法,其特征在于,包括使被精制的四级烷基铵盐分散在有机溶剂中而形成悬浊液的步骤。
2、如权利要求1所述的四级烷基铵盐的精制方法,其特征在于,所述四级烷基铵盐中的烷基的碳原子数为1~5的范围内。
3、如权利要求1或2所述的四级烷基铵盐的精制方法,其特征在于,所述四级烷基铵盐中的烷基为甲基、乙基、正丙基、仲丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、仲戊基、叔戊基中的1种或以上。
4、如权利要求1至3任何一项所述的四级烷基铵盐的精制方法,其特征在于,所述四级烷基铵盐中的烷基是全部相同或者包含至少2种烷基。
5、如权利要求1至4任何一项所述的四级烷基铵盐的精制方法,其特征在于,所述四级烷基铵盐是四氟硼酸盐、六氟磷酸盐、六氟锑酸盐、六氟砷酸盐中的任何一种。
6、如权利要求1至5任何一项中所述的四级烷基铵盐的精制方法,其特征在于,所述四级烷基铵盐是三乙基甲基铵四氟硼酸盐、乙基三甲基铵四氟硼酸盐、三丙基甲基铵四氟硼酸盐、三丁基甲基铵四氟硼酸盐、N-乙基-N甲基吡咯烷鎓四氟硼酸盐和N,N-二亚甲基吡咯烷鎓四氟硼酸盐、四乙基铵四氟硼酸盐中的一种或以上。
7、如权利要求1至6任何一项中所述的四级烷基铵盐的精制方法,其特征在于,被精制的四级烷基铵盐是利用四级烷基氯化铵和氟硼酸反应合成的。
8、如权利要求1至7任何一项中所述的四级烷基铵盐的精制方法,其特征在于,所述有机溶剂包含羰基化合物。
9、如权利要求1至8任何一项中所述的四级烷基铵盐的精制方法,其特征在于,相对于被精制的四级烷基铵盐100重量份,所述有机溶剂为10~10000重量份。
10、如权利要求1至9任何一项中所述的四级烷基铵盐的精制方法,其特征在于,相对于被精制的四级烷基铵盐100重量份,所述有机溶剂为10~500重量份。
11、如权利要求1至10任何一项中所述的四级烷基铵盐的精制方法,其特征在于,包括在通过被精制的四级烷基铵盐分散在有机溶剂中制成悬浊液步骤后,利用醇溶剂洗涤的步骤。
12、如权利要求11所述的四级烷基铵盐的精制方法,其特征在于,在洗涤时使用的醇溶剂包含1-丙醇、2-丙醇、乙醇中的至少1种。
13、如权利要求1至12中任何一项所述的四级烷基铵盐的精制方法,其特征在于,四级烷基铵盐是三乙基甲基铵四氟硼酸盐。
14、一种四级烷基铵盐,其特征在于,利用权利要求1至13任何一项中所述的四级烷基铵盐的精制方法进行精制。
15、如权利要求14所述的四级烷基铵盐,其特征在于,具有粒子形状。
16、如权利要求15所述的四级烷基铵盐,其特征在于,粒径为500μm或以下。
17、如权利要求14至16任何一项所述的四级烷基铵盐,其特征在于,水分浓度为50ppm或以下。
18、如权利要求14至17任何一项所述的四级烷基铵盐,其特征在于,卤素浓度为5ppm或以下,Na、Ca、Mg、Al、Fe、Cr的浓度分别为1ppm或以下。
19、如权利要求14至18任何一项所述的四级烷基铵盐,其特征在于,所述四级烷基铵盐是用作双电层电容器用或电池用的有机电解液的电解质。
20、一种双电层电容器或电池,其中,包含以权利要求14至19中任何一项中所述的四级烷基铵盐为电解质的有机电解液。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP138918/2002 | 2002-05-14 | ||
| JP2002138918A JP4194296B2 (ja) | 2002-05-14 | 2002-05-14 | 四級アルキルアンモニウム塩の精製方法及び四級アルキルアンモニウム塩の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1653033A true CN1653033A (zh) | 2005-08-10 |
| CN1298698C CN1298698C (zh) | 2007-02-07 |
Family
ID=29416883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB038110210A Expired - Fee Related CN1298698C (zh) | 2002-05-14 | 2003-04-17 | 四级烷基铵盐的精制方法及四级烷基铵盐 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7268256B2 (zh) |
| EP (1) | EP1505057B1 (zh) |
| JP (1) | JP4194296B2 (zh) |
| KR (1) | KR100994089B1 (zh) |
| CN (1) | CN1298698C (zh) |
| AT (1) | ATE513803T1 (zh) |
| WO (1) | WO2003095414A1 (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101570491B (zh) * | 2008-04-30 | 2014-03-05 | 深圳新宙邦科技股份有限公司 | 一种四氟硼酸季铵盐的制备方法 |
| CN104262224A (zh) * | 2014-09-29 | 2015-01-07 | 绍兴佳华高分子材料股份有限公司 | 一种带有四氟硼酸盐阴离子的吡咯烷鎓盐的制备方法以及工业化生产方法 |
| CN104356005A (zh) * | 2014-11-06 | 2015-02-18 | 上海晶纯生化科技股份有限公司 | 一种离子对色谱级试剂十二烷基三甲基氯化铵的制备工艺 |
| CN106463277A (zh) * | 2014-05-21 | 2017-02-22 | 大金工业株式会社 | 电解液和电化学设备 |
| CN111599610A (zh) * | 2020-06-01 | 2020-08-28 | 安徽普和电子有限公司 | 一种超级电容器用宽温区电解液的制备方法 |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006143648A (ja) * | 2004-11-19 | 2006-06-08 | Koei Chem Co Ltd | 四級塩の精製方法 |
| US7601871B2 (en) * | 2005-03-04 | 2009-10-13 | Honeywell International Inc. | Method for purifying quaternary onium salts |
| JP2006256883A (ja) * | 2005-03-15 | 2006-09-28 | Sanyo Chem Ind Ltd | 四フッ化ホウ素酸塩の製造方法 |
| JP4974567B2 (ja) * | 2006-04-03 | 2012-07-11 | ステラケミファ株式会社 | 4級アンモニウムテトラフルオロボレート塩の精製方法 |
| EP1950196A1 (de) * | 2007-01-29 | 2008-07-30 | Boehringer Ingelheim Pharma GmbH & Co. KG | Verfahren zur Herstellung von Ammoniumhexafluorophosphaten |
| JP5389365B2 (ja) * | 2008-03-19 | 2014-01-15 | 広栄化学工業株式会社 | オニウム塩組成物 |
| JP5206304B2 (ja) * | 2008-10-15 | 2013-06-12 | 東ソー株式会社 | 第四級アンモニウム塩の回収方法 |
| EP2371809A4 (en) * | 2008-12-26 | 2015-09-02 | Knc Lab Co Ltd | METHOD FOR PRODUCING A CONCENTRATED SOLUTION FOR A LOW WATER-SOLVED PHOTOLACK EXCHANGE |
| CN102584602A (zh) * | 2011-01-05 | 2012-07-18 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 季铵盐及其制备方法 |
| US8663492B2 (en) | 2011-01-21 | 2014-03-04 | Corning Incorporated | Electrolyte synthesis for ultracapacitors |
| US20120187324A1 (en) * | 2011-01-21 | 2012-07-26 | Kishor Purushottam Gadkaree | Electrolyte synthesis for ultracapacitors |
| US8961809B2 (en) | 2011-01-21 | 2015-02-24 | Corning Incorporated | Electrolyte synthesis for ultracapacitors |
| US9117591B2 (en) | 2011-01-21 | 2015-08-25 | Corning Incorporated | Electrolyte synthesis for ultracapacitors |
| US9558894B2 (en) | 2011-07-08 | 2017-01-31 | Fastcap Systems Corporation | Advanced electrolyte systems and their use in energy storage devices |
| CN104221110B (zh) | 2011-07-08 | 2019-04-05 | 快帽系统公司 | 高温能量储存装置 |
| US8636916B2 (en) | 2011-08-30 | 2014-01-28 | Corning Incorporated | Electrolyte synthesis for ultracapacitors |
| JP2016500200A (ja) * | 2012-11-20 | 2016-01-07 | コーニング インコーポレイテッド | ウルトラキャパシタのための電解質合成 |
| KR101763562B1 (ko) * | 2014-10-30 | 2017-08-01 | 상명대학교산학협력단 | 메틸 아이오다이드를 이용한 사차 암모늄염의 제조방법 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3227755A (en) * | 1963-01-28 | 1966-01-04 | Metal Hydrides Inc | Quaternary ammonium borohydrides and purification thereof |
| US3472740A (en) * | 1967-03-28 | 1969-10-14 | Calgon Corp | Process for purifying dialkyl diallyl ammonium chloride and dialkyl dimethallyl ammonium chloride |
| US3928447A (en) * | 1974-03-22 | 1975-12-23 | Texaco Inc | Separation and purification of dialkyldimethyl ammonium halides |
| US4216168A (en) * | 1978-10-16 | 1980-08-05 | Allied Chemical Corporation | Preparation of high purity tetrahydrocarbylammonium tetrahydridoborates |
| DE69703428T2 (de) * | 1996-07-23 | 2001-04-19 | Tokuyama Corp., Tokuya | Verfahren zur herstellung wässiger lösungen von tetraalkylammoniumhydroxiden |
| JP4238465B2 (ja) * | 1999-08-04 | 2009-03-18 | 三菱化学株式会社 | 四級アンモニウム塩の製造方法 |
| JP2001348388A (ja) * | 2000-04-07 | 2001-12-18 | Stella Chemifa Corp | R1r2r3r4n+・bf4−で表される4級アルキルアンモニウム塩の製造方法 |
| JP2002030044A (ja) | 2000-07-12 | 2002-01-29 | Sakai Chem Ind Co Ltd | テトラアルキルアンモニウムハライドの製造方法 |
| JP2002053532A (ja) | 2000-08-07 | 2002-02-19 | Tonen Chem Corp | 四級アンモニウム塩の精製方法 |
| JP4285943B2 (ja) | 2001-05-11 | 2009-06-24 | 三菱化学株式会社 | テトラフルオロアルミン酸有機オニウム塩の製造方法及びテトラフルオロアルミン酸有機オニウム塩 |
-
2002
- 2002-05-14 JP JP2002138918A patent/JP4194296B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-04-17 AT AT03720921T patent/ATE513803T1/de not_active IP Right Cessation
- 2003-04-17 EP EP03720921A patent/EP1505057B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-04-17 CN CNB038110210A patent/CN1298698C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-04-17 KR KR1020047011426A patent/KR100994089B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 2003-04-17 WO PCT/JP2003/004911 patent/WO2003095414A1/ja not_active Ceased
- 2003-04-17 US US10/514,192 patent/US7268256B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101570491B (zh) * | 2008-04-30 | 2014-03-05 | 深圳新宙邦科技股份有限公司 | 一种四氟硼酸季铵盐的制备方法 |
| CN106463277A (zh) * | 2014-05-21 | 2017-02-22 | 大金工业株式会社 | 电解液和电化学设备 |
| CN104262224A (zh) * | 2014-09-29 | 2015-01-07 | 绍兴佳华高分子材料股份有限公司 | 一种带有四氟硼酸盐阴离子的吡咯烷鎓盐的制备方法以及工业化生产方法 |
| CN104356005A (zh) * | 2014-11-06 | 2015-02-18 | 上海晶纯生化科技股份有限公司 | 一种离子对色谱级试剂十二烷基三甲基氯化铵的制备工艺 |
| CN111599610A (zh) * | 2020-06-01 | 2020-08-28 | 安徽普和电子有限公司 | 一种超级电容器用宽温区电解液的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATE513803T1 (de) | 2011-07-15 |
| KR100994089B1 (ko) | 2010-11-12 |
| US7268256B2 (en) | 2007-09-11 |
| WO2003095414A1 (fr) | 2003-11-20 |
| JP2003335736A (ja) | 2003-11-28 |
| JP4194296B2 (ja) | 2008-12-10 |
| US20060020147A1 (en) | 2006-01-26 |
| EP1505057A1 (en) | 2005-02-09 |
| EP1505057B1 (en) | 2011-06-22 |
| CN1298698C (zh) | 2007-02-07 |
| KR20050002817A (ko) | 2005-01-10 |
| EP1505057A4 (en) | 2006-07-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1298698C (zh) | 四级烷基铵盐的精制方法及四级烷基铵盐 | |
| EP3381923B1 (en) | Novel method for preparing lithium bis(fluorosulfonyl)imide | |
| JP6064724B2 (ja) | シュウ酸を配位子とする金属錯体精製物及び該金属錯体の非水溶媒精製溶液の製造方法 | |
| CN1193033C (zh) | 三草酸根合磷酸盐及其制备方法与应用 | |
| JP6428222B2 (ja) | ジフルオロリン酸リチウム粉体の製造方法およびジフルオロリン酸リチウム | |
| CN101959874B (zh) | 氟化1,3-二氧戊环-2-酮的制造方法 | |
| CN1184224C (zh) | 氟代烷基磷酸锂及其作为电解质盐的应用 | |
| CN101743236B (zh) | 4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮的制造方法 | |
| CN1745058A (zh) | 制备含有四烷基铵四氟硼酸盐的电解液组合物的直接方法 | |
| JP5402634B2 (ja) | 精製された含フッ素ビススルホニルイミドのアンモニウム塩の製造方法 | |
| JP6370852B2 (ja) | ジスルホニルアミド塩の顆粒または粉末 | |
| CN109535191B (zh) | 一种双草酸硼酸锂的制备方法 | |
| CN1253457C (zh) | 结晶青霉素和它的制备方法 | |
| JP5915316B2 (ja) | 鎖状カーボネートの製造方法 | |
| CN1850592A (zh) | 六氟磷酸锂的制备方法 | |
| CN111943985A (zh) | 一种草酸根合磷酸锂盐类化合物的合成方法 | |
| CN1227221C (zh) | 三元磺酰亚胺碱金属盐及其合成方法 | |
| JP2005325067A (ja) | 第四級アンモニウム塩の精製方法及び該方法により調製された第四級アンモニウム塩 | |
| JP2005298375A (ja) | 常温溶融塩の精製方法 | |
| CN116443843A (zh) | 一种废旧电解液回收方法 | |
| JP2002326977A (ja) | 電解質及び非水電解液の製造方法 | |
| CN113896705B (zh) | 联产1-氟-2-氯代碳酸乙烯酯和1,2-二氟代碳酸乙烯酯的合成方法 | |
| KR20210025837A (ko) | 시아노에틸폴리비닐알콜의 제조방법 | |
| JP2023034088A (ja) | 含フッ素環状スルホニルイミド塩 | |
| JP2016027029A (ja) | 精製イオン性錯体の製造方法及びイオン性錯体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20070207 Termination date: 20150417 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |