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DE102024119236A1 - β-H-free tetraalkylammonium salts of substituted trifluoroborate-containing anions and their use in an electrolyte composition in an energy storage device - Google Patents

β-H-free tetraalkylammonium salts of substituted trifluoroborate-containing anions and their use in an electrolyte composition in an energy storage device

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Publication number
DE102024119236A1
DE102024119236A1 DE102024119236.4A DE102024119236A DE102024119236A1 DE 102024119236 A1 DE102024119236 A1 DE 102024119236A1 DE 102024119236 A DE102024119236 A DE 102024119236A DE 102024119236 A1 DE102024119236 A1 DE 102024119236A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
trifluoroborate
group
substituted
molar solution
trifluoroborates
Prior art date
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Pending
Application number
DE102024119236.4A
Other languages
German (de)
Inventor
Stephanie Dolique
Pascal Lerner
Klaus-Dieter Franz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Technische Universitaet Darmstadt
Original Assignee
Technische Universitaet Darmstadt
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Technische Universitaet Darmstadt filed Critical Technische Universitaet Darmstadt
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Priority to PCT/EP2025/068056 priority patent/WO2026008445A1/en
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Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft β-H-freie Tetraalkylammonium-Salze von mit elektronenziehenden Gruppen substituierten Trifluorboraten sowie deren Verwendung in einer Elektrolytzusammensetzung. Sie betrifft insbesondere deren Verwendung in einer Elektrolytzusammensetzung in elektrochemischen Super- und Ultrakondensatoren, beispielsweise in Doppelschichtkondensatoren in Elektromotoren.The present disclosure relates to β-H-free tetraalkylammonium salts of trifluoroborates substituted with electron-withdrawing groups and their use in an electrolyte composition. It relates in particular to their use in an electrolyte composition in electrochemical supercapacitors and ultracapacitors, for example in double-layer capacitors in electric motors.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft β-H-freie Tetraalkylammonium-Salze von mit elektronenziehenden Gruppen (Electron Withdrawing Groups, EWG) substituierten Trifluorboraten sowie deren Verwendung in einer Elektrolytzusammensetzung. Die vorliegende Offenbarung betrifft insbesondere deren Verwendung in einer Elektrolytzusammensetzung in elektrochemischen Super- und Ultrakondensatoren, beispielsweise in Doppelschichtkondensatoren in Elektromotoren.This disclosure relates to β-H-free tetraalkylammonium salts of trifluoroborates substituted with electron-withdrawing groups (EWGs) and their use in an electrolyte composition. In particular, this disclosure relates to their use in an electrolyte composition in electrochemical supercapacitors and ultracapacitors, for example, in double-layer capacitors in electric motors.

Technischer HintergrundTechnical background

Die Elektromobilität erfordert leistungsfähige Energiespeichersysteme. Schnelle Lastwechsel in elektromobilen Systemen führen zu einem Leistungsabfall und zu einer Verkürzung der Lebenszeit von elektrochemischen Energiespeichern. Daher werden leistungsfähige elektrische Speicherpuffer zur Entlastung von elektrochemischen Energiespeichern in elektromobilen Systemen benötigt. Für Fahrzeuge mit Elektromotoren werden neue Materialen für leistungsfähigere Energiespeicher benötigt. Die gewünschten neuartigen Materialien sollen eine schnelle und dauerhafte Verfügbarkeit von Antriebsenergie garantieren. Insbesondere wären neuartige Elektrolytzusammensetzungen in Kondensatoren mit erhöhter Speicherkapazität und Leistung wünschenswert. Dadurch wird insbesondere bei schnellen Lastwechseln durch Beladung oder Entladung der elektrochemischen Batterien die Belastung abgepuffert und damit die Lebensdauer der Batterien verlängert.Electromobility requires high-performance energy storage systems. Rapid load changes in electromobility systems lead to a drop in performance and a reduction in the lifespan of electrochemical energy storage devices. Therefore, high-performance electrical storage buffers are needed to relieve the strain on electrochemical energy storage devices in electromobility systems. New materials for more efficient energy storage are required for vehicles with electric motors. The desired novel materials should guarantee a rapid and continuous availability of drive energy. In particular, novel electrolyte compositions in capacitors with increased storage capacity and power would be desirable. This would buffer the load, especially during rapid load changes caused by charging or discharging the electrochemical batteries, and thus extend the battery lifespan.

Eine effiziente Speicherung und Umwandlung von Energie in Elektromotoren ist durch elektrochemische Super- und Ultrakondensatoren möglich. Hierbei werden in der Elektromobilität insbesondere elektrochemische Doppelschichtkondensatoren (EDLC) eingesetzt. Die Ladungskapazität und Leistungsfähigkeit von Super- und Ultrakondensatoren werden maßgeblich durch die Elektrolytzusammensetzung beeinflusst. Die bisher bereitgestellten Elektrolytzusammensetzungen in Super- und Ultrakondensatoren basieren überwiegend auf stark sauren oder basischen wässrigen Salzlösungen. Typischerweise werden 1 M Lösungen von Tetraethylammonium-BF4 eingesetzt. Die bisher bereitgestellten Elektrolytzusammensetzungen weisen jedoch eine begrenzte Ladungskapazität, ein beschränktes elektrochemisches Fenster und eine unerwünschte thermische Expansion bei Erwärmung auf.Efficient energy storage and conversion in electric motors is possible using electrochemical supercapacitors and ultracapacitors. In electromobility, electrochemical double-layer capacitors (EDLCs) are particularly common. The charge capacity and performance of supercapacitors and ultracapacitors are significantly influenced by the electrolyte composition. Currently available electrolyte compositions for supercapacitors and ultracapacitors are predominantly based on strongly acidic or basic aqueous salt solutions. Typically, 1 M solutions of tetraethylammonium BF₄ are used. However, these existing electrolyte compositions exhibit limited charge capacity, a restricted electrochemical window, and undesirable thermal expansion upon heating.

Zudem hat bei der Verwendung von Salzen als Elektrolyte die Viskosität der Lösung den dominierenden Einfluss auf den Widerstand des Kondensators, da die Ionen durch die Lösung zur Elektrode wandern. Die Viskosität der Salzlösungen hängt dabei von der Konzentration und dem Molekulargewicht der Salze ab, aber auch von wenig polarisierbaren Substituenten an den Anionen. Dadurch scheidet die grundsätzlich attraktive Nutzung von lonischen Flüssigkeiten aus, da diese eine viel zu hohe Viskosität aufweisen. Eine weitere wichtige Einflussgröße auf die Performanz ist das mögliche elektrochemische Fenster, wodurch grundsätzlich ein Kompromiss bei der Auswahl des Lösemittels zwischen diesen Eigenschaften getroffen werden muss.Furthermore, when using salts as electrolytes, the viscosity of the solution has the dominant influence on the capacitor's resistance, as the ions migrate through the solution to the electrode. The viscosity of the salt solutions depends on the concentration and molecular weight of the salts, but also on the presence of weakly polarizable substituents on the anions. This precludes the generally attractive use of ionic liquids, as these exhibit far too high a viscosity. Another important factor influencing performance is the possible electrochemical window, which necessitates a compromise between these properties when selecting the solvent.

Ferner zeichnen sich bisher bereitgestellte Elektrolytzusammensetzungen in Super- und Ultrakondensatoren dadurch aus, dass ein relativ hoher Anteil an Lösungsmittel verwendet wird. Zudem sind viele Elektrolytsalze für Doppelschichtkondensatoren auf die Verwendung von Acetonitril limitiert. In der Folge sind die Doppelschichtkondensatoren in der möglichen Einsatztemperatur wegen des Lösungsmittels Acetonitril auf dessen Siedetemperatur limitiert. Außerdem kommt es bei den kommerziellen Elektrolytsalzen wie Tetraethylammoniumtetrafluorborat (TE-ABF4) schnell zu einer Zersetzung durch einen geringen Wasseranteil. Hierdurch werden die Leistungsfähigkeit und die Lebensdauer des Energiespeichers verringert. Bislang ist jedoch noch keine Alternative zu TEABF4 bekannt, die eine vergleichbare Leistungsfähigkeit und eine höhere Stabilität als dieses aufweist. Die Bereitstellung einer neuen Elektrolytzusammensetzung zur Überwindung dieser Nachteile wäre wünschenswert.Furthermore, currently available electrolyte compositions for supercapacitors and ultracapacitors are characterized by a relatively high solvent content. Many electrolyte salts for double-layer capacitors are also limited to the use of acetonitrile. Consequently, the operating temperature of these double-layer capacitors is limited to the boiling point of acetonitrile. Additionally, commercial electrolyte salts such as tetraethylammonium tetrafluoroborate (TE-ABF 4 ) decompose rapidly due to a small amount of water. This reduces the performance and lifespan of the energy storage device. To date, no alternative to TEABF 4 is known that offers comparable performance and higher stability. The development of a new electrolyte composition to overcome these drawbacks would be highly desirable.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden. Insbesondere ist es eine Aufgabe, weiter verbesserte Elektrolytsalze und ein Verfahren zu ihrer Herstellung bereitzustellen für die Verwendung in Elektrolytzusammensetzungen in Energiespeichern, insbesondere in Super- und Ultrakondensatoren.It is therefore an objective of the present disclosure to overcome the disadvantages of the prior art. In particular, it is an objective to provide further improved electrolyte salts and a process for their preparation for use in electrolyte compositions in energy storage devices, especially in supercapacitors and ultracapacitors.

Zusammenfassung der OffenbarungSummary of Revelation

In einem ersten Aspekt betrifft die Offenbarung ein β-H-freies Tetraalkylammonium-Salz von substituierten Trifluorboraten mit der Strukturformel R2 4N+ R'BF3 - mit R1 = elektronenziehende Gruppe, optional ausgewählt aus der Gruppe umfassend teilfluorierte oder perfluorierte Alkylgruppe, teilfluorierte oder perfluorierte Arylgruppe, teilchlorierte oder perchlorierte Alkylgruppe, teilchlorierte oder perchlorierte Arylgruppe, gemischt fluorierte und chlorierte Alkylgruppe, gemischt fluorierte und chlorierte Arylgruppe und R2 = β-H-freier Alkylrest.In a first aspect, the disclosure relates to a β-H-free tetraalkylammonium salt of substituted trifluoroborates with the structural formula R 2 4 N + R'BF 3 - with R 1 = electron-withdrawing group, optionally selected from the group comprising partially fluorinated or perfluorinated alkyl group, partially fluorinated or perfluorinated aryl group, partially chlorinated or perchlorinated alkyl group, partially chlorinated or perchlorinated aryl group, mixed fluorinated and chlorinated alkyl group, mixed fluorinated and chlorinated aryl group and R 2 = β-H-free alkyl group.

Hierbei ist anzumerken, dass die elektronenziehende Gruppe definitionsgemäß kein einzelnes Fluoratom sein kann, welches an sich zwar eine elektronenziehende Gruppe ist, was aber dann kein (substituiertes) Trifluorborat-Anion mehr wäre, sondern ein Tetrafluorborat-Anion. Die elektronenziehende Gruppe umfasst folglich nicht -F. Unter den gemischt fluorierten und chlorierten Alkylgruppen und Arylgruppen sind sowohl solche zu verstehen, die Fluor und Chlor an einem einzelnen C-Atom tragen, also beispielsweise -CF2Cl, als auch solche, die Fluor und Chlor getrennt an unterschiedlichen C-Atomen tragen, also beispielsweise -CCl2CF3.It should be noted that, by definition, the electron-withdrawing group cannot be a single fluorine atom, which, while technically an electron-withdrawing group, would then no longer be a (substituted) trifluoroborate anion, but rather a tetrafluoroborate anion. The electron-withdrawing group therefore does not include -F. Mixed fluorinated and chlorinated alkyl and aryl groups include both those that bear fluorine and chlorine on a single carbon atom, such as -CF₂Cl , and those that bear fluorine and chlorine separately on different carbon atoms , such as -CCl₂CF₃ .

Ferner bezieht sich „β-H-frei“ auf die Abwesenheit von Wasserstoff an den β-Positionen zum Stickstoff der Tetraalkylammoniumkationen.Furthermore, “β-H-free” refers to the absence of hydrogen at the β-positions to the nitrogen of the tetraalkylammonium cations.

In Ausgestaltungsvarianten ist R2 ausgewählt aus der Gruppe umfassend Methyl-Rest, t-Butyl-Rest, Benzyl-Rest.In various embodiments, R 2 is selected from the group comprising methyl group, t-butyl group, benzyl group.

In Ausgestaltungsvarianten ist das Anion ausgewählt aus der Gruppe umfassend Methyltrifluorborat, Ethyltrifluorborat, Propyltrifuorborat, Trifluormethyltrifluorborat, Pentafluorethyltrifluorborat, Heptafluorpropyltrifluorborat, Nonafluorbutyltrifluorborat, Undecafluorpentyltrifluorborat, Trichlormethyltrifluorborat, Pentachlorethyltrifluorborat, Heptachlorpropyltrifluorborat, Nonachlorbutyltrifluorborat, Undecachlorpentyltrifluorborat, Pentafluorphenyltrifluorborat, Heptafluornaphtyltrifluorborat, Pentachlorphenyltrifluorborat und Heptachlornaphtyltrifluorborat.In various formulations, the anion is selected from the group comprising methyl trifluoroborate, ethyl trifluoroborate, propyl trifluoroborate, trifluoromethyl trifluoroborate, pentafluoroethyl trifluoroborate, heptafluoropropyl trifluoroborate, nonafluorobutyl trifluoroborate, undecafluoropentyl trifluoroborate, trichloromethyl trifluoroborate, pentachloroethyl trifluoroborate, heptachloropropyl trifluoroborate, nonachlorobutyl trifluoroborate, undecachlorpentyl trifluoroborate, pentafluorophenyl trifluoroborate, heptafluoronaphtyl trifluoroborate, pentachlorophenyl trifluoroborate and heptachloronaphtyl trifluoroborate.

In einem zweiten Aspekt betrifft die Offenbarung die Verwendung eines β-H-freien Tetraalkylammonium-Salzes von substituierten Trifluorboraten gemäß Aspekt 1 in einer Elektrolytzusammensetzung in einem Energiespeicher, insbesondere einem Kondensator.In a second aspect, the disclosure relates to the use of a β-H-free tetraalkylammonium salt of substituted trifluoroborates according to aspect 1 in an electrolyte composition in an energy storage device, in particular a capacitor.

In einem dritten Aspekt betrifft die Offenbarung eine Elektrolytzusammensetzung für einen Energiespeicher, insbesondere einen Kondensator, umfassend eine 0 < x ≤ 5 molare Lösung eines β-H-freien Tetraalkylammonium-Salzes von substituierten Trifluorboraten gemäß Aspekt 1 in einem Lösungsmittel ausgewählt aus der Gruppe umfassend Acetonitril, Propylencarbonat, Diethylether, Kohlensäureester und γ-Butyrolacton.In a third aspect, the disclosure relates to an electrolyte composition for an energy storage device, in particular a capacitor, comprising a 0 < x ≤ 5 molar solution of a β-H-free tetraalkylammonium salt of substituted trifluoroborates according to aspect 1 in a solvent selected from the group comprising acetonitrile, propylene carbonate, diethyl ether, carbonic acid esters and γ-butyrolactone.

Detaillierte Beschreibung der OffenbarungDetailed description of the revelation

Wie die Erfinder erkannt haben, besteht ein kombiniertes Problem bei der Verbesserung der kommerziellen Elektrolytsalze wie Tetraethylammoniumtetrafluorborat (TEABF4). Einerseits tritt eine Abbaureaktion am Tetraethylammonium-Kation durch einen Hofmann-Abbau auf, die für die rasche Beeinträchtigung des Elektrolytsalzes in seiner Leistungsfähigkeit und die Begrenzung der möglichen Zyklenzahl verantwortlich ist. Andererseits ist aber der Austausch des Kations dadurch eingeschränkt, dass das Salz zusammen mit dem Tetrafluorborat-Anion in den gängigen Lösemitteln (Acetonitril und Propylencarbonat) bei denkbar erscheinenden Alternativen nicht mehr ausreichend löslich ist für eine gute Kapazität des Kondensators. Der Performanzzugewinn durch eine höhere Stabilität würde somit durch eine generell schwächere Leistung konterkariert. Darüber hinaus ist auch das Tetrafluorborat-Anion im TEABF4 durch eine gewisse Hydrolyseanfälligkeit für den Leistungsabfall mitverantwortlich, wenn ein geringer Wasseranteil in der Elektrolytlösung enthalten ist.As the inventors recognized, a combined problem exists when improving commercial electrolyte salts such as tetraethylammonium tetrafluoroborate (TEABF 4 ). On the one hand, a degradation reaction occurs at the tetraethylammonium cation via Hofmann degradation, which is responsible for the rapid impairment of the electrolyte salt's performance and the limitation of the possible number of cycles. On the other hand, the replacement of the cation is limited because the salt, together with the tetrafluoroborate anion, is no longer sufficiently soluble in the common solvents (acetonitrile and propylene carbonate) in conceivable alternatives to achieve good capacitor capacitance. The performance gain from increased stability would thus be counteracted by a generally weaker performance. Furthermore, the tetrafluoroborate anion in TEABF 4 also contributes to the performance degradation due to a certain susceptibility to hydrolysis when a small amount of water is present in the electrolyte solution.

Im Gegensatz zu TEABF4 sind die offenbarungsgemäßen substituierten β-H-freien Tetraalkylammonium-Trifluorboratsalze luft- und hydrolysestabil. Ebenso findet auch kein Hofmann-Abbau des β-H-freien Tetraalkylammonium-Kations statt. Zudem sind die Salze auch in anderen Lösungsmitteln als Acetonitril gut löslich, was neben der gleich guten Leitfähigkeit auch noch das Ausweichen auf andere Lösungsmittel mit höheren Siedepunkten und damit einen größeren Betriebstemperaturbereich ermöglicht. Essentiell für das Erzielen dieser Vorteile ist dabei der Einsatz eines β-H-freien Tetraalkylammonium-Kations und eines elektronenziehenden Substituenten an einem Trifluorborat-Anion.In contrast to TEABF 4 , the disclosed substituted β-H-free tetraalkylammonium trifluoroborate salts are stable in air and under hydrolysis. Furthermore, no Hofmann degradation of the β-H-free tetraalkylammonium cation occurs. In addition, the salts are readily soluble in solvents other than acetonitrile, which, besides maintaining equally good conductivity, also allows for the use of other solvents with higher boiling points and thus a wider operating temperature range. Essential to achieving these advantages is the use of a β-H-free tetraalkylammonium cation and an electron-withdrawing substituent on a trifluoroborate anion.

Durch die Verwendung von β-H-freien Tetraalkylammonium-Salzen von mit elektronenziehenden Substituenten substituierten Trifluorboraten, wie beispielsweise von Tetramethylammonium-Trifluormethyltrifluorborat, kann im Vergleich zum Stand der Technik als Kation Tetramethylammonium verwendet werden. Dies wäre mit BF4 als Anion nicht möglich, da Tetramethylammonium-Tetrafluorborat, wie oben geschildert, in Acetonitril und Propylencarbonat nicht ausreichend löslich ist. In dem gängigen Acetonitril ist Tetramethylammonium-Trifluormethyltrifluorborat mindestens 1 Molar löslich. Durch die Verwendung von Tetramethylammonium anstelle von Tetraethylammonium wird der Hoffmann Abbau am Kation verhindert, welches bezüglich des Kations den einzigen Degradationsmechanismus darstellt. Diese am Beispiel des Methylrests erläuterten Eigenschaften gelten allgemein für β-H-freie Tetraalkylreste, insbesondere auch für den t-Butyl-Rest und den Benzyl-Rest. Ferner ist Trifluormethyltrifluorborat gegenüber Tetrafluorborat deutlich hydrolysestabiler. Damit wird auf der Anionenseite ebenfalls ein Degradadtionsmechanismus gegenüber dem Stand der Technik minimiert.By using β-hydrogen-free tetraalkylammonium salts of trifluoroborates substituted with electron-withdrawing substituents, such as tetramethylammonium trifluoromethyltrifluoroborate, tetramethylammonium can be used as the cation, in contrast to the prior art. This would not be possible with BF₄ as the anion, since tetramethylammonium tetrafluoroborate, as described above, is not sufficiently soluble in acetonitrile and propylene carbonate. In common acetonitrile, tetramethylammonium trifluoromethyltrifluoroborate is soluble to at least 1 molar. Using tetramethylammonium instead of tetraethylammonium prevents Hoffmann degradation at the cation, which is the only degradation mechanism with respect to the cation. These properties, illustrated using the methyl group as an example, apply generally to β-hydrogen-free tetraalkyl groups, especially to the t-butyl and benzyl groups. Furthermore, trifluoromethyltrifluoroborate is significantly more hydrolytically stable than tetrafluoroborate. This also minimizes the degradation mechanism on the anion side compared to the state of the art.

Die gleichen Vorteile wie für den Trifluormethyl-Substituenten als elektronenziehenden Substituenten am Trifluorborat-Anion werden auch von anderen elektronenziehenden Substituenten erzielt, sodass beispielsweise eine Optimierung im Hinblick auf das gewünschte Lösungsmittel möglich ist. In Ausgestaltungsvarianten kann daher der elektronenziehende Substituent eine teilfluorierte oder perfluorierte Alkylgruppe sein.The same advantages as for the trifluoromethyl substituent as an electron-withdrawing substituent on the trifluoroborate anion are also achieved by other electron-withdrawing substituents, thus enabling optimization with regard to the desired solvent, for example. In various embodiments, the electron-withdrawing substituent can therefore be a partially fluorinated or perfluorinated alkyl group.

In anderen Ausgestaltungsvarianten kann der elektronenziehende Substituent eine teilfluorierte oder perfluorierte Arylgruppe sein.In other embodiments, the electron-withdrawing substituent can be a partially fluorinated or perfluorinated aryl group.

In anderen Ausgestaltungsvarianten kann der elektronenziehende Substituent eine teilchlorierte oder perchlorierte Alkylgruppe sein.In other embodiments, the electron-withdrawing substituent can be a partially chlorinated or perchlorinated alkyl group.

In anderen Ausgestaltungsvarianten kann der elektronenziehende Substituent eine teilchlorierte oder perchlorierte Arylgruppe sein.In other embodiments, the electron-withdrawing substituent can be a partially chlorinated or perchlorinated aryl group.

In anderen Ausgestaltungsvarianten kann der elektronenziehende Substituent eine gemischt fluorierte und chlorierte Alkylgruppe sein.In other embodiments, the electron-withdrawing substituent can be a mixed fluorinated and chlorinated alkyl group.

In anderen Ausgestaltungsvarianten kann der elektronenziehende Substituent eine gemischt fluorierte und chlorierte Arylgruppe sein.In other embodiments, the electron-withdrawing substituent can be a mixed fluorinated and chlorinated aryl group.

In Ausgestaltungsvarianten können die elektronenziehenden Substituenten eine perfluorierte Alkylgruppe mit einer Länge von C1-C5 oder eine perfluorierte Arylgruppe sein.In various embodiments, the electron-withdrawing substituents can be a perfluorinated alkyl group with a length of C 1 -C 5 or a perfluorinated aryl group.

In Ausgestaltungsvarianten können die elektronenziehenden Substituenten eine teilfluorierte Alkylgruppe mit einer Länge von C1-C5 oder eine teilfluorierte Arylgruppe sein.In various embodiments, the electron-withdrawing substituents can be a partially fluorinated alkyl group with a length of C 1 - C 5 or a partially fluorinated aryl group.

In Ausgestaltungsvarianten können die elektronenziehenden Substituenten eine gemischt fluorierte und chlorierte Alkylgruppe mit einer Länge von C1-C5 oder eine gemischt fluorierte und chlorierte Arylgruppe sein.In various embodiments, the electron-withdrawing substituents can be a mixed fluorinated and chlorinated alkyl group with a length of C 1 - C 5 or a mixed fluorinated and chlorinated aryl group.

Die offenbarungsgemäßen β-H-freien Tetraalkylammonium-Salze mit substituierten Trifluorboraten können in einer Elektrolytzusammensetzung für einen Energiespeicher eingesetzt werden. Insbesondere kann der Energiespeicher ein Kondensator sein. In Ausgestaltungsvarianten ist der Kondensator ein elektrochemische Super- oder Ultrakondensatoren, insbesondere ein elektrochemischer Doppelschichtkondensatoren (EDLC).The disclosed β-H-free tetraalkylammonium salts with substituted trifluoroborates can be used in an electrolyte composition for an energy storage device. In particular, the energy storage device can be a capacitor. In various embodiments, the capacitor is an electrochemical supercapacitor or ultracapacitor, especially an electrochemical double-layer capacitor (EDLC).

Eine offenbarungsgemäße Elektrolytzusammensetzung kann eine 0 < x ≤ 5 molare Lösung eines offenbarungsgemäßen β-H-freien Tetraalkylammonium-Salzes von substituierten Trifluorboraten umfassen. In Ausgestaltungsvarianten kann die Lösung eine 0 < x ≤ 5 molare Lösung, eine 0 < x ≤ 4 molare Lösung, eine 0 < x ≤ 3 molare Lösung, eine 0 < x ≤ 2 molare Lösung oder eine 0 < x ≤ 1 molare Lösung sein. In Ausgestaltungsvarianten kann die Lösung eine 0,5 ≤ x ≤ 5 molare Lösung, eine 1,0 ≤ x ≤ 5 molare Lösung, eine 1,5 ≤ x ≤ 5 molare Lösung, eine 2,0 ≤ x ≤ 5 molare Lösung, eine 2,5 ≤ x ≤ 5 molare Lösung oder eine 3,0 ≤ x ≤ 5 molare Lösung sein. In Ausgestaltungsvarianten kann die Lösung eine 0,5 ≤ x ≤ 4 molare Lösung, eine 0,5 ≤ x ≤ 3 molare Lösung, eine 0,5 ≤ x ≤ 2 molare Lösung oder eine 0,5 ≤ x ≤ 1,5 molare Lösung sein.An electrolyte composition as disclosed may comprise a 0 < x ≤ 5 molar solution of a disclosed β-H-free tetraalkylammonium salt of substituted trifluoroborates. In embodiments, the solution may be a 0 < x ≤ 5 molar solution, a 0 < x ≤ 4 molar solution, a 0 < x ≤ 3 molar solution, a 0 < x ≤ 2 molar solution, or a 0 < x ≤ 1 molar solution. In various configurations, the solution can be a 0.5 ≤ x ≤ 5 molar solution, a 1.0 ≤ x ≤ 5 molar solution, a 1.5 ≤ x ≤ 5 molar solution, a 2.0 ≤ x ≤ 5 molar solution, a 2.5 ≤ x ≤ 5 molar solution, or a 3.0 ≤ x ≤ 5 molar solution. In further configurations, the solution can be a 0.5 ≤ x ≤ 4 molar solution, a 0.5 ≤ x ≤ 3 molar solution, a 0.5 ≤ x ≤ 2 molar solution, or a 0.5 ≤ x ≤ 1.5 molar solution.

In Ausgestaltungsvarianten kann das Lösungsmittel ausgewählt sein aus der Gruppe umfassend Acetonitril, Propylencarbonat, Diethylether, Kohlensäureester und γ-Butyrolacton.In various embodiments, the solvent can be selected from the group comprising acetonitrile, propylene carbonate, diethyl ether, carbonic acid esters and γ-butyrolactone.

In Ausgestaltungsvarianten kann die Elektrolytzusammensetzung ein in Acetonitril gelöstes offenbarungsgemäßes β-H-freies Tetraalkylammonium-Salz von substituierten Trifluorboraten in einer Konzentration einer 0 < x ≤ 5 molaren Lösung, einer 0 < x ≤ 4 molaren Lösung, einer 0 < x ≤ 3 molaren Lösung, einer 0 < x ≤ 2 molaren Lösung, einer 0 < x ≤ 1 molaren Lösung, einer 0,5 ≤ x ≤ 5 molaren Lösung, einer 1,0 ≤ x ≤ 5 molaren Lösung, einer 1,5 ≤ x ≤ 5 molaren Lösung, einer 2,0 ≤ x ≤ 5 molaren Lösung, einer 2,5 ≤ x ≤ 5 molaren Lösung oder einer 3,0 ≤ x ≤ 5 molaren Lösung sein.In various embodiments, the electrolyte composition can consist of a β-H-free tetraalkylammonium salt of substituted trifluoroborates dissolved in acetonitrile, as disclosed, in a concentration of 0 < x ≤ 5 molar solution, 0 < x ≤ 4 molar solution, 0 < x ≤ 3 molar solution, 0 < x ≤ 2 molar solution, 0 < x ≤ 1 molar solution, 0.5 ≤ x ≤ 5 molar solution, 1.0 ≤ x ≤ 5 molar solution, 1.5 ≤ x ≤ 5 molar solution, 2.0 ≤ x ≤ 5 molar solution, 2.5 ≤ x ≤ 5 molar solution, or 3.0 ≤ x ≤ 5 molar solution.

In Ausgestaltungsvarianten kann die Elektrolytzusammensetzung ein in Acetonitril gelöstes offenbarungsgemäßes β-H-freies Tetraalkylammonium-Salz von substituierten Trifluorboraten in einer Konzentration einer 0,5 ≤ x ≤ 5 molaren Lösung, einer 0,5 ≤ x ≤ 4 molaren Lösung, einer 0,5 ≤ x ≤ 3 molaren Lösung, einer 0,5 ≤ x ≤ 2 molaren Lösung oder einer 0,5 ≤ x ≤ 1,5 molaren Lösung sein.In embodiments, the electrolyte composition can be a β-H-free tetraalkylammonium salt of substituted trifluoroborates dissolved in acetonitrile in a concentration of a 0.5 ≤ x ≤ 5 molar solution, a 0.5 ≤ x ≤ 4 molar solution, a 0.5 ≤ x ≤ 3 molar solution, a 0.5 ≤ x ≤ 2 molar solution or a 0.5 ≤ x ≤ 1.5 molar solution.

In Ausgestaltungsvarianten kann die Elektrolytzusammensetzung ein in Propylencarbonat gelöstes offenbarungsgemäßes β-H-freies Tetraalkylammonium-Salz von substituierten Trifluorboraten in einer Konzentration einer 0 < x ≤ 5 molaren Lösung, einer 0 < x ≤ 4 molaren Lösung, einer 0 < x ≤ 3 molaren Lösung, einer 0 < x ≤ 2 molaren Lösung, einer 0 < x ≤ 1 molaren Lösung, einer 0,5 ≤ x ≤ 5 molaren Lösung, einer 1,0 ≤ x ≤ 5 molaren Lösung, einer 1,5 ≤ x ≤ 5 molaren Lösung, einer 2,0 ≤ x ≤ 5 molaren Lösung, einer 2,5 ≤ x ≤ 5 molaren Lösung oder einer 3,0 ≤ x ≤ 5 molaren Lösung sein.In various embodiments, the electrolyte composition can consist of a β-H-free tetraalkylammonium salt of substituted trifluoroborates dissolved in propylene carbonate at a concentration of 0 < x ≤ 5 molar solution, 0 < x ≤ 4 molar solution, 0 < x ≤ 3 molar solution, 0 < x ≤ 2 molar solution, 0 < x ≤ 1 molar solution, 0.5 ≤ x ≤ 5 molar solution, 1.0 ≤ x ≤ 5 molar solution, 1.5 ≤ x ≤ 5 molar solution, 2.0 ≤ x ≤ 5 molar solution, 2.5 ≤ x ≤ 5 molar solution, or 3.0 ≤ x ≤ 5 molar solution.

In Ausgestaltungsvarianten kann die Elektrolytzusammensetzung ein in Propylencarbonat gelöstes offenbarungsgemäßes β-H-freies Tetraalkylammonium-Salz von substituierten Trifluorboraten in einer Konzentration einer 0,5 ≤ x ≤ 5 molaren Lösung, einer 0,5 ≤ x ≤ 4 molaren Lösung, einer 0,5 ≤ x ≤ 3 molaren Lösung, einer 0,5 ≤ x ≤ 2 molaren Lösung oder einer 0,5 ≤ x ≤ 1,5 molaren Lösung sein.In embodiments, the electrolyte composition can be a β-H-free tetraalkylammonium salt of substituted trifluoroborates dissolved in propylene carbonate in a concentration of a 0.5 ≤ x ≤ 5 molar solution, a 0.5 ≤ x ≤ 4 molar solution, a 0.5 ≤ x ≤ 3 molar solution, a 0.5 ≤ x ≤ 2 molar solution or a 0.5 ≤ x ≤ 1.5 molar solution.

In Ausgestaltungsvarianten kann die Elektrolytzusammensetzung ein in Diethylether, Kohlensäureester oder γ-Butyrolacton gelöstes offenbarungsgemäßes β-H-freies Tetraalkylammonium-Salz von substituierten Trifluorboraten in einer Konzentration einer 0 < x ≤ 5 molaren Lösung, einer 0 < x ≤ 4 molaren Lösung, einer 0 < x ≤ 3 molaren Lösung, einer 0 < x ≤ 2 molaren Lösung, einer 0 < x ≤ 1 molaren Lösung, einer 0,5 ≤ x ≤ 5 molaren Lösung, einer 1,0 ≤ x ≤ 5 molaren Lösung, einer 1,5 ≤ x ≤ 5 molaren Lösung, einer 2,0 ≤ x ≤ 5 molaren Lösung, einer 2,5 ≤ x ≤ 5 molaren Lösung oder einer 3,0 ≤ x ≤ 5 molaren Lösung sein.In various embodiments, the electrolyte composition can consist of a β-H-free tetraalkylammonium salt of substituted trifluoroborates dissolved in diethyl ether, carbonic acid ester, or γ-butyrolactone, as disclosed, in a concentration of 0 < x ≤ 5 molar solution, 0 < x ≤ 4 molar solution, 0 < x ≤ 3 molar solution, 0 < x ≤ 2 molar solution, 0 < x ≤ 1 molar solution, 0.5 ≤ x ≤ 5 molar solution, 1.0 ≤ x ≤ 5 molar solution, 1.5 ≤ x ≤ 5 molar solution, 2.0 ≤ x ≤ 5 molar solution, or 2.5 ≤ x ≤ 5 molar solution. solution or a 3.0 ≤ x ≤ 5 molar solution.

In Ausgestaltungsvarianten kann die Elektrolytzusammensetzung ein in Diethylether, Kohlensäureester oder γ-Butyrolacton gelöstes offenbarungsgemäßes Tetramethylammonium-Salz von substituierten Trifluorboraten in einer Konzentration einer 0,5 ≤ x ≤ 5 molaren Lösung, einer 0,5 ≤ x ≤ 4 molaren Lösung, einer 0,5 ≤ x ≤ 3 molaren Lösung, einer 0,5 ≤ x ≤ 2 molaren Lösung oder einer 0,5 ≤ x ≤ 1,5 molaren Lösung sein.In embodiments, the electrolyte composition can be a tetramethylammonium salt of substituted trifluoroborates dissolved in diethyl ether, carbonic acid ester or γ-butyrolactone, as disclosed, in a concentration of a 0.5 ≤ x ≤ 5 molar solution, a 0.5 ≤ x ≤ 4 molar solution, a 0.5 ≤ x ≤ 3 molar solution, a 0.5 ≤ x ≤ 2 molar solution or a 0.5 ≤ x ≤ 1.5 molar solution.

Synthese von Tetramethylammonium-Salzen mit substituierten Trifluorboraten (Me4N+ R1BF3 -)Synthesis of tetramethylammonium salts with substituted trifluoroborates (Me 4 N + R 1 BF 3 - )

Die offenbarungsgemäßen R2 4N+ R1BF3 - können nach folgender allgemeiner Vorschrift hergestellt werden.The R 2 4 N + R 1 BF 3 products as disclosed can be produced according to the following general rule.

Es wird K+ R1BF3 - mit R1=EWG und R2 4N+ Cl- in einem aprotischen Lösungsmittel oder einem Alkohol zu R2 4N+ R1BF3 - umgesetzt, wie nachstehend für R2 = Me gezeigt. Gleiches gilt für R2 = t-Butyl oder Benzyl K + R₁BF₃⁻ reacts with R₁ = EWG and R₂ = 4N + Cl⁻ in an aprotic solvent or an alcohol to form R₂ = 4N + R₁BF₃⁻ , as shown below for R₂ = Me. The same applies to R₂ = t-butyl or benzyl .

Hierbei kann die Reaktion bei einer Temperatur im Bereich von 20 °C bis 125 °C durchgeführt werden, vorzugsweise im Bereich von 20 °C bis 75 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 20 °C bis 45 °C.The reaction can be carried out at a temperature in the range of 20 °C to 125 °C, preferably in the range of 20 °C to 75 °C, particularly preferably in the range of 20 °C to 45 °C.

Kurzbeschreibung der FigurBrief description of the character

  • 1 zeigt die Leitfähigkeit von Tetramethylammoniumtrifluormethyltrifluorborat und Tetraethylammoniumtetrafluorborat im Vergleich (jeweils 1 M in Acetonitril gelöst) in Abhängigkeit von der Temperatur. 1 shows the conductivity of tetramethylammonium trifluoromethyl trifluoroborate and tetraethylammonium tetrafluoroborate in comparison (each 1 M dissolved in acetonitrile) as a function of temperature.

BeispieleExamples

Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele illustriert, wobei die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist. Zur Vereinfachung der Darstellung wurden Tetramethylammoniumkationen für die Beispiele gewählt. Für andere β-H-freie Tetraalkylammoniumkationen, wie beispielsweise Tetra-t-butylammoniumkationen oder Tetra-benzylammoniumkationen gelten diese analog.The present invention is illustrated by the following examples, although the invention is not limited to these. For the sake of simplicity, tetramethylammonium cations were chosen for the examples. These apply analogously to other β-H-free tetraalkylammonium cations, such as tetra-t-butylammonium cations or tetra-benzylammonium cations.

Sofern nichts anderes ausgeführt ist, wird im Rahmen dieser Offenbarung unter „Raumtemperatur“ eine Temperatur im Bereich von 20 °C - 25 °C, insbesondere 22 °C, verstanden.Unless otherwise stated, for the purposes of this disclosure, ‘room temperature’ means a temperature in the range of 20 °C - 25 °C, in particular 22 °C.

1. Synthese von Tetramethylammonium-Salzen mit substituierten Trifluorboraten1. Synthesis of tetramethylammonium salts with substituted trifluoroborates

1.1 Beispiel 1 - Tetramethylammoniumtrifluormethyltrifluorborat (Me4N+ F3CBF3 -)1.1 Example 1 - Tetramethylammonium trifluoromethyl trifluoroborate (Me 4 N + F 3 CBF 3 - )

Es wurde K+ F3CBF3 - und Me4N+ Cl- in Acetonitril als einem aprotischen Lösungsmittel gelöst. Anschließend wurde die Lösung filtriert und das Filtrat eingeengt. Der erhaltene Feststoff wurde erneut in Acetonitril als einem aprotischen Lösungsmittel gelöst. Anschließend wurde die Lösung erneut filtriert und das Filtrat eingeengt. K + F 3 CBF 3 - and Me 4 N + Cl - were dissolved in acetonitrile as an aprotic solvent. The solution was then filtered and the filtrate concentrated. The resulting solid was again dissolved in acetonitrile as an aprotic solvent. The solution was then again filtered and the filtrate concentrated.

1.2 Beispiel 2 - Tetramethylammoniumpentafluorethyltrifluorborat (Me4N+ F5C2BF3 -)1.2 Example 2 - Tetramethylammonium pentafluoroethyltrifluoroborate (Me 4 N + F 5 C 2 BF 3 - )

Es wurde K+ F5C2BF3 - und Me4N+ Cl- in Acetonitril als einem aprotischen Lösungsmittel gelöst. Anschließend wurde die Lösung filtriert und das Filtrat eingeengt. Der erhaltene Feststoff wurde erneut in Acetonitril als einem aprotischen Lösungsmittel gelöst. Anschließend wurde die Lösung erneut filtriert und das Filtrat eingeengt. K + F 5 C 2 BF 3 - and Me 4 N + Cl - were dissolved in acetonitrile as an aprotic solvent. The solution was then filtered and the filtrate concentrated. The resulting solid was again dissolved in acetonitrile as an aprotic solvent. The solution was then again filtered and the filtrate concentrated.

1.3 Beispiel 3 - Tetramethylammoniumtrichlormethyltrifluorborat (Me4N+ Cl3CBF3 -)1.3 Example 3 - Tetramethylammonium trichloromethyl trifluoroborate (Me 4 N + Cl 3 CBF 3 - )

Es wurde K+ Cl3CBF3 - und Me4N+ Cl- in Acetonitril als einem aprotischen Lösungsmittel gelöst. Anschließend wurde die Lösung filtriert und das Filtrat eingeengt. Der erhaltene Feststoff wurde erneut in Acetonitril als einem aprotischen Lösungsmittel gelöst. Anschließend wurde die Lösung erneut filtriert und das Filtrat eingeengt. K₂ + Cl₃CBF₃⁻ and Me₄N + Cl⁻ were dissolved in acetonitrile as an aprotic solvent. The solution was then filtered and the filtrate concentrated . The resulting solid was dissolved again in acetonitrile as an aprotic solvent. The solution was then filtered again and the filtrate concentrated.

1.4 Beispiel 4 - Tetramethylammoniumpentafluorphenyltrifluorborat (Me4N+ F5C6BF3 -)1.4 Example 4 - Tetramethylammonium pentafluorophenyltrifluoroborate (Me 4 N + F 5 C 6 BF 3 - )

Es wurde K+ F5C6BF3 - und Me4N+ Cl- - in Acetonitril als einem aprotischen Lösungsmittel gelöst. Anschließend wurde die Lösung filtriert und das Filtrat eingeengt. Der erhaltene Feststoff wurde erneut in Acetonitril als einem aprotischen Lösungsmittel gelöst. Anschließend wurde die Lösung erneut filtriert und das Filtrat eingeengt. K + F 5 C 6 BF 3 - and Me 4 N + Cl - - were dissolved in acetonitrile as an aprotic solvent. The solution was then filtered and the filtrate concentrated. The resulting solid was again dissolved in acetonitrile as an aprotic solvent. The solution was then again filtered and the filtrate concentrated.

1.5 Beispiel 5 - Tetramethylammoniumheptachlornaphtyltrifluorborat (Me4N+ Cl7C10BF3 -)1.5 Example 5 - Tetramethylammoniumheptachloronaphtyltrifluoroborate (Me 4 N + Cl 7 C 10 BF 3 - )

Es wurde K+ Cl7C10BF3 - und Me4N+ Cl- in Acetonitril als einem aprotischen Lösungsmittel gelöst. Anschließend wurde die Lösung filtriert und das Filtrat eingeengt. Der erhaltene Feststoff wurde erneut in Acetonitril als einem aprotischen Lösungsmittel gelöst. Anschließend wurde die Lösung erneut filtriert und das Filtrat eingeengt. K₂ + Cl₇C₁₀BF₃⁻ and Me₄N + Cl⁻ were dissolved in acetonitrile as an aprotic solvent. The solution was then filtered and the filtrate concentrated . The resulting solid was dissolved again in acetonitrile as an aprotic solvent. The solution was then filtered again and the filtrate concentrated.

2. Elektrolytzusammensetzung für einen Kondensator2. Electrolyte composition for a capacitor

Als Beispiel für eine geeignete Elektrolytzusammensetzung wurde eine 1 M Lösung von Tetramethylammoniumtrifluormethyltrifluorborat (Me4N+ F3CBF3 -) aus Beispiel 1 in Acetonitril (Sigma Aldrich; 99,8%) hergestellt. Diese wurde in einer elektrochemischen Charakterisierung mit einer ebenfalls 1 M Lösung des kommerziell eingesetzten TEABF4 in Acetonitril verglichen.As an example of a suitable electrolyte composition , a 1 M solution of tetramethylammonium trifluoromethyl trifluoroborate ( Me₄N + F₃CBF₃⁻ ) from Example 1 in acetonitrile (Sigma Aldrich; 99.8%) was prepared. This was compared in an electrochemical characterization with a 1 M solution of the commercially used TEABF₄ in acetonitrile.

Dazu wurde eine Vergleichsmessung der Leitfähigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur durchgeführt. Diese wurde in einer geschlossenen Messzelle „TSC 1600 Closed“ der Firma rhd Instruments mit 1 ml Probenvolumen vorgenommen.For this purpose, a comparative measurement of the conductivity as a function of temperature was carried out. This was performed in a closed measuring cell “TSC 1600 Closed” from rhd Instruments with a sample volume of 1 ml.

Das Ergebnis dieser Vergleichsmessung ist in 1 aufgetragen. Wie man erkennen kann, liegt die Kennkurve des Me4N+ F3CBF3 - oberhalb der des Vergleichssalzes TEABF4 aus dem Stand der Technik, was belegt, dass die Leitfähigkeit besser als die des TEABF4 im relevanten Temperaturbereich (10 - 55 °C) ist.The result of this comparative measurement is in 1 plotted. As can be seen, the characteristic curve of Me 4 N + F 3 CBF 3 lies above that of the reference salt TEABF 4 from the prior art, which proves that the conductivity is better than that of TEABF 4 in the relevant temperature range (10 - 55 °C).

Darüber hinaus lassen sich mit dem Me4N+ F3CBF3 - höhere kapazitätsverbessernde Konzentrationen erzielen. Hierzu wurden in einer Testreihe Lösungen in Acetonitril angesetzt mit einer Konzentration von 0,5 M, 1 M, 1,5 M, 2 M und 5 M.Furthermore , higher capacity-enhancing concentrations can be achieved with Me 4 N + F 3 CBF 3. For this purpose, solutions were prepared in acetonitrile in a test series with concentrations of 0.5 M, 1 M, 1.5 M, 2 M and 5 M.

Ferner wurden alternative Lösungsmittel getestet. Hierfür wurden jeweils 1 M Lösungen des Me4N+ -F3CBF3 in Propylencarbonat, Diethylether, Kohlensäureester und γ-Butyrolacton hergestellt.Furthermore, alternative solvents were tested. For this purpose, 1 M solutions of Me 4 N + - F 3 CBF 3 were prepared in propylene carbonate, diethyl ether, carbonic acid ester and γ-butyrolactone.

Claims (5)

β-H-freies Tetraalkylammonium-Salz von substituierten Trifluorboraten mit der Strukturformel R2 4N+ R1BF3 - mit R1 = elektronenziehende Gruppe, optional ausgewählt aus der Gruppe umfassend teilfluorierte oder perfluorierte Alkylgruppe, teilfluorierte oder perfluorierte Arylgruppe, teilchlorierte oder perchlorierte Alkylgruppe, teilchlorierte oder perchlorierte Arylgruppe, gemischt fluorierte und chlorierte Alkylgruppe, gemischt fluorierte und chlorierte Arylgruppe und R2 = β-H-freier Alkylrest.β-H-free tetraalkylammonium salt of substituted trifluoroborates with the structural formula R 2 4 N + R 1 BF 3 - with R 1 = electron-withdrawing group, optionally selected from the group comprising partially fluorinated or perfluorinated alkyl group, partially fluorinated or perfluorinated aryl group, partially chlorinated or perchlorinated alkyl group, partially chlorinated or perchlorinated aryl group, mixed fluorinated and chlorinated alkyl group, mixed fluorinated and chlorinated aryl group and R 2 = β-H-free alkyl group. β-H-freies Tetraalkylammonium-Salz von substituierten Trifluorboraten gemäß Anspruch 1, wobei R2 ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Methyl-Rest, t-Butyl-Rest, Benzyl-Rest.β-H-free tetraalkylammonium salt of substituted trifluoroborates according to Claim 1 , where R 2 is selected from the group comprising methyl group, t-butyl group, benzyl group. β-H-freies Tetraalkylammonium-Salz von substituierten Trifluorboraten gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Anion ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Methyltrifluorborat, Ethyltrifluorborat, Propyltrifuorborat, Trifluormethyltrifluorborat, Pentafluorethyltrifluorborat, Heptafluorpropyltrifluorborat, Nonafluorbutyltrifluorborat, Undecafluorpentyltrifluorborat, Trichlormethyltrifluorborat, Pentachlorethyltrifluorborat, Heptachlorpropyltrifluorborat, Nonachlorbutyltrifluorborat, Undecachlorpentyltrifluorborat, Pentafluorphenyltrifluorborat, Heptafluornaphtyltrifluorborat, Pentachlorphenyltrifluorborat und Heptachlornaphtyltrifluorborat.β-H-free tetraalkylammonium salt of substituted trifluoroborates according to Claim 1 or 2 , wherein the anion is selected from the group comprising methyl trifluoroborate, ethyl trifluoroborate, propyl trifluoroborate, trifluoromethyl trifluoroborate, pentafluoroethyl trifluoroborate, heptafluoropropyl trifluoroborate, nonafluorobutyl trifluoroborate, undecafluoropentyl trifluoroborate, trichloromethyl trifluoroborate, pentachloroethyl trifluoroborate, heptachloropropyl trifluoroborate, nonachlorobutyl trifluoroborate, undecachloropentyl trifluoroborate, pentafluorophenyl trifluoroborate, heptafluoronaphtyl trifluoroborate, pentachlorophenyl trifluoroborate and heptachloronaphtyl trifluoroborate. Verwendung eines β-H-freien Tetraalkylammonium-Salzes von substituierten Trifluorboraten gemäß einem der vorstehenden Ansprüche in einer Elektrolytzusammensetzung in einem Energiespeicher, insbesondere einem Kondensator.Use of a β-H-free tetraalkylammonium salt of substituted trifluoroborates according to one of the preceding claims in an electrolyte composition in an energy storage device, in particular a capacitor. Elektrolytzusammensetzung für einen Energiespeicher, insbesondere einen Kondensator, umfassend eine 0 < x ≤ 5 molare Lösung eines β-H-freien Tetraalkylammonium-Salzes von substituierten Trifluorboraten gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 in einem Lösungsmittel ausgewählt aus der Gruppe umfassend Acetonitril, Propylencarbonat, Diethylether, Kohlensäureester und γ-Butyrolacton.Electrolyte composition for an energy storage device, in particular a capacitor, comprising a 0 < x ≤ 5 molar solution of a β-H-free tetraalkylammonium salt of substituted trifluoroborates according to one of the Claims 1 until 3 in a solvent selected from the group comprising acetonitrile, propylene carbonate, diethyl ether, carbonic acid esters and γ-butyrolactone.
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