JPH10338663A - 非対称の有機カーボネートの合成方法およびアルカリイオン電気化学電池の非水性有機電解液の調製方法 - Google Patents

非対称の有機カーボネートの合成方法およびアルカリイオン電気化学電池の非水性有機電解液の調製方法

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JPH10338663A
JPH10338663A JP10166055A JP16605598A JPH10338663A JP H10338663 A JPH10338663 A JP H10338663A JP 10166055 A JP10166055 A JP 10166055A JP 16605598 A JP16605598 A JP 16605598A JP H10338663 A JPH10338663 A JP H10338663A
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カン ホン
Palazzo Markas
パーラッツォ マーカス
Esther S Takeuchi
エス、タケウチ エスター
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 非対称有機カーボネートの合成において、生
成物の収率を増加することができる合成方法を提供す
る。さらに、共同溶媒として非対称の線状有機カーボネ
ートを含む非水性有機電解液の調製方法を提供する。 【解決手段】 a)一般式R1 OCOOR1 を有する第
1の対称カーボネートを用意する工程と、 b)一般式R2 OCOOR2 を有する第2の対称カーボ
ネートを用意する工程と、 c)求核試薬および電子供与性還元体から選択される触
媒の存在下で、前記第1の対称カーボネートと前記第2
の対称カーボネートとを混合する工程とからなる非対称
有機カーボネートの合成方法とすることによって解決さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、化学エネルギーを
電気エネルギーに変換することに関し、さらに詳しく
は、アルカリ金属電気化学電池の非水性電解液に関す
る。本発明の好ましい実施形態は、リチウムイオン電池
などの再充電可能なアルカリ金属電気化学電池の電解液
に関する。
【0002】
【従来の技術】電解液の選択は電池の放電特性を決定す
る最も重要な因子の1つである。通常「ロッキングチェ
ア(rocking chair) 」型電池と呼ばれる再充電可能なリ
チウムイオン電池では、例えばプロピレンカーボネート
(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ジメチルカ
ーボネート(DMC)およびジエチルカーボネート(D
EC)などのカーボネート溶媒を含む非水性有機電解液
が一般に使用されているが、これはカソード活物質に対
する高い酸化安定性とアルカリ金属アノードに対する高
い速度論的安定性のためである。後者の速度論的安定性
は、アノード表面の不動態化によって引き起こされると
考えられる。
【0003】近年、非水性電解液における共同溶媒(co-
solvent)としてエチルメチルカーボネートなどの非対称
の線状カーボネートを利用することにより、上記の従来
の溶媒と比較してエネルギー密度、放電容量、サイクル
寿命および安全性などの特性を含む電池放電特性を向上
させる試みがなされている。これはヨーロッパ特許出願
第0622862A1号、オクノ等の米国特許第548
4669号、オクノ等の同第5521027号および日
本国の特開平2−148665、特開平6−29080
9、特開平5−299118、特開平7−29684
8、特開平7−288140などに記載されている。非
対称の線状カーボネートは再充電可能なアルカリ金属イ
オン電池を活性化する非水性電解質のための許容の共同
溶媒であることは明らかであるが、このような溶媒の利
用性と比較的高い価格がそれの広範な利用を制限してい
る。
【0004】非対称カーボネートを合成する公知の方法
は、式(1)に示すような、塩基触媒(ピリジンまたは
アミン)の存在下でのアルキルクロロホルメート(alkyl
chloroformate) とアルコールとのエステル化である。
この合成は、EdmundP.WooとFrank
C.W.ChengによるJ.Org.Chem.19
86,第51刊、第3704〜3707ページ、並びに
ミナミイチローとツジジローのTetrahedron
1987,第43刊、第3903〜3915頁などの
文献に記載されている。 R1 OCOCl+R2 OH(+base)=R1 OCOOR2 +HCl (1)
【0005】式(1)のエステル化反応は厳格に制御さ
れた反応条件を必要とする高反応性で高毒性の出発材料
を必要とする。その結果、このエステル化反応は非対称
カーボネートを大量生産するための望ましい合成経路で
はない。
【0006】非対称線状カーボネートを合成するための
他の方法が日本の特開平6−166660に開示されて
いる。ここには、式(2)に示すように、弱塩基(金属
イオンカーボネート塩)触媒の存在化でのジアルキルカ
ーボネートとアルコールとのエステル交換反応が記載さ
れている。 R1 OCOOR1 +R2 OH(+base)=R1 OCOOR2 +R1 OH(2)
【0007】式(2)の反応は穏やかな条件で進行す
る。この出発材料は式(1)に開示のものよりも毒性が
低く比較的扱い易い。しかしながら、塩基触媒の存在化
でのジアルキルカーボネートとアルコールとのエステル
交換反応の欠点は、その合成生成物が3種類のジアルキ
ルカーボネートと2種類のアルコールの混合物を含むこ
とである。例えば、1:1モル比のDMCとエタノール
とが出発材料として使用される場合、その生成物の混合
物はモル比で理論的には46:44:10のDMC:E
MC:DECと、64:34のメタノール:エタノール
とを含んでいる。すなわち、所望の生成物であるEMC
のモル比は得られた混合物の約22%にすぎない。アル
カリ金属電池、特にリチウム一次電池およびリチウムイ
オン二次電池を活性化するための電解液においては如何
なる場合も、アルコールは望ましくない不純物であるた
め、この望ましくないアルコールを除去するための精製
が必要とされる。通常、この反応混合物の構成成分の沸
点が類似するため、この精製を完全に行うことは非常に
困難である。
【0008】従来技術の調製方法における上述の問題点
は、非対称のカーボネートを本発明の新規方法で合成す
ることによって解消される。本発明によると、生成物の
収率が増加するとともにアルコールを含まない溶媒が得
られる。さらに、本発明の反応生成物の混合物は、さら
なる精製を行うことなく、電池の電解液の溶媒、又は共
同溶媒として直接使用できる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、非対称の線
状有機カーボネートの合成方法の改良に関する。この改
良方法は、触媒としての求核試薬(nucleophilic reagen
t)および/または電子供与性還元体(electron donating
reductant) の存在下において2種類の対称的なジアル
キルカーボネートであるR1 OCOOR1 およびR2
COOR2 を反応させるものである。ここで、R1 およ
びR2 は飽和アルキル基、不飽和アルキル基またはアリ
ール基の何れかである。さらに、本発明では、共同溶媒
として非対称の線状有機カーボネートを含む非水性有機
電解液の調製方法を提供する。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によると、非対称
線状カーボネートは、触媒の存在下において2種類の対
称のジアルキルカーボネート反応物のエステル交換反応
によって合成される。式(3)に示すように、2種類の
対称ジアルキルカーボネートであるR1 およびR2 は、
触媒としての求核試薬または電子供与性還元体の存在下
で反応する。ここでR1 およびR2 は飽和アルキル基、
不飽和アルキル基またはアリール基の何れかである。出
発反応混合物中の2種類の対称ジアルキルカーボネート
は、好ましくは約9:1から1:9のモル比である。 R1 OCOOR1 +R2 OCOOR2 (+触媒)=2R1 OCOOR2 (3)
【0011】本発明のエステル交換反応の反応機構は、
次の反応式に従って進行するものと考えられる。 R1 OCOOR1 (+還元体または求核試薬)=R1 - +他の生成物(4) R2 OCOOR2 +R1 - =R2 OCOOR1 +R2 - (5) R1 OCOOR1 +R2 - =R2 OCOOR1 +R1 - (6)
【0012】式(4)は本発明のエステル交換反応の開
始反応を示すものであり、中間体のアルコキシドアニオ
ンが発生する。次に、このアルコキシドアニオンは出発
物質のカーボネートの一方と反応して所望の非対称カー
ボネートと第2のアルコキシド中間体を生成する。この
第2のアルコキシド中間体は出発物質のカーボネートの
他方と反応して、所望の非対称カーボネートを生成する
とともに、第1のアルコキシド中間体を再生成する。こ
の反応は進行して平衡に達する。
【0013】2種類の触媒が本発明のエステル交換反応
を開始するために使用できる。すなわち、アルコキシ
ド、アミド、有機アルキルアニオンおよび有機アリール
アニオンのような求核試薬や、リチウムなどのアルカリ
金属、リチウム炭素(lithiatedcarbon)などのアルカリ
炭素、および二イオウ化サマリウム(II)(samarium(I
I) diiodide) などのサマリウム(II)塩(samarium(II)
salt) のような電子供与性還元体が使用される。好適
な求核試薬としては、リチウムジアルキルアミド(lithi
um dialkylamide)、リチウムアルコキシド(lithium alk
oxide)、アルキルリチウム(alkyl lithium) およびアリ
ールリチウム(aryl lithium)が挙げられる。好適な触媒
としては、リチウムシクロペンタジエニリド(lithium c
yclopentadienylide) および水酸化カルシウム(calcium
hydride) などの求核試薬と還元体の両者が挙げられ
る。
【0014】即ち、触媒の存在下で3種類のカーボネー
トを含む反応混合物が得られる。しかしなから、生成物
であるカーボネートの相対的なモル比は、カーボネート
の仕込み比率に依存する。生成物である非対称カーボネ
ートの収率は、2種類の対称ジアルキルカーボネートの
仕込み比率が1:1の場合に50%となる。このような
反応収率は先に示した日本の特開平6−166660に
記載したような弱塩基触媒の存在下でのジアルキルカー
ボネートとアルコールとの従来のエステル化から得られ
る収率の2倍以上である。
【0015】本発明の合成において、この触媒はアルミ
ナまたはシリカゲルのカラムを通して濾過することによ
って反応混合物から容易に分離される。触媒を除去した
後に、この生成物は減圧蒸留、常圧蒸留、高圧蒸留、抽
出、結晶化およびクロマトグラフィーなどの公知の精製
手段を採用することによって容易に精製される。さら
に、出発材料は生成物を分離した後にリサイクルでき
る。
【0016】本発明のエステル交換反応のさらなる利点
は、その反応が適切に制御された反応条件下では望まし
くない副生成物を生成しない点である。生成混合物中の
3種類のカーボネート全てがリチウムイオン電池を活性
化する非水性電解液において利用される。生成物である
この3種類のカーボネートを分離する工程は、必ずしも
必要でない。それ故、この3種類のカーボネートの比は
出発材料の仕込み比を変えるか、または最終的な反応生
成物の混合物に出発材料を加えることによって制御する
ことができる。例えば、DMCとDECが出発材料とし
て使用される場合、最終的な反応混合物中のEMCの比
率は、DMC:DECの仕込み比が約4:2〜2:4の
場合に約41%〜48%の範囲となる。他の好適な非対
称カーボネートはメチルプロピルカーボネートである
が、このメチルプロピルカーボネートは本発明に従って
ジメチルカーボネートとジプロピルカーボネートのエス
テル化反応によって生成される。
【0017】本発明によって合成される非対称の線状カ
ーボネートを共同溶媒として含む非水性電解液は、種々
のタイプのリチウムイオン二次電池を活性化するのに使
用される。その電気化学電池は、例えば炭素質のアノー
ドとリチウム含有カソードから構成される。この炭素ア
ノードは種々の形態の炭素(例えば、コークス、グラフ
ァイト、アセチレンブラック、カーボンブラックなど)
からなり、リチウム種を可逆的に保有できる。グラファ
イトはリチウム保有容量が比較的高いため好ましい。炭
素繊維は優れた機械的特性を有するため、充放電の繰り
返しによる分解に耐え得る剛直な電極に作製できる点に
利点がある。さらに、その広い表面積により急速な充電
/放電が可能となる。この炭素はプレスまたは結合など
により導電性基板に接触することができる。二次の電気
化学電池のアノードに好適な炭素質材料は、タケウチ等
の米国特許第5443928号に記載されており、この
特許は本発明の譲受人に譲り受けられており、ここに参
照として組み込まれる。
【0018】一般的なグラファイトアノードは約90〜
99重量%のグラファイトと1〜10重量%の粉末状フ
ッ素樹脂バインダーとを混合することによって作製され
る。この混合物はニッケル、ステンレス鋼、銅箔または
銅スクリーンなどの集電体に圧接される。このグラファ
イト電極がリチウム電極を使用して電気化学的にリチウ
ム化され得る。このLiX 6 電極のxの範囲は0.1
〜1.0である。
【0019】カソードは、空気中で安定で、しかも容易
に取り扱うことができるリウチム化された材料から構成
されている。そのような空気中で安定なカソードのリチ
ウム化材料としては、バナジウム、チタン、クロム、
銅、モリブデン、ニオブ、鉄、ニッケル、コバルトおよ
びマンガンなどの金属の酸化物、硫化物、セレン化物お
よびテルル化物が挙げられる。さらに、好適な酸化物と
しては、LiNiO2 、LiMn2 4 、LiCo
2、LiCO0.92Sn0.082 およびLiCO1-x
x 2 が挙げられる。
【0020】充電可能な二次電池の典型的なカソード
は、80〜95重量%のカソード活物質、1〜10重量
%の導電性希釈材および1〜10重量%のバインダー材
料の混合物から作製される。好適な導電性希釈材として
は、アセチレンブラック、カーボンブラックおよび/ま
たはグラファトが挙げられる。ニッケル、アルミニウ
ム、チタンおよびステンレス鋼などの金属粉末も、上に
列挙した活物質と混合される場合には導電性希釈材とし
て有用である。粉末状のポリテトラフルオロエチレン
(PTFE)または粉末状のポリビニリデンフルオライ
ド(PVDF)などのフッ素樹脂粉末がアノードおよび
カソードの両者のバインダーとして好ましい。
【0021】本発明の電池は、アノード電極とカソード
電極との間を物理的に分離するセパレーターを有してい
る。このセパレーターは電気的絶縁材料から構成されて
おり、電極間の電気的内部短絡を防止している。また、
このセパレーター材料はアノード活物質およびカソード
活物質と化学的に不活性であり、しかも、電解液と反応
しないものであり、電解液に不溶のものである。さら
に、このセパレーター材料は電池の電気化学反応中にお
ける電解液の流通に十分な多孔度を有している。一般
に、セパレーターの形態はシートであり、このシートは
アノード電極とカソード電極の間に配置される。このよ
うな電極は、アノードを蛇状構造(serpentine-like st
ructure)に折り畳み、複数個のカソード板をアノードの
折り目の間に配置して電池ケースに収納する場合と、電
極集合体をロールして円筒型の“ゼリーロール”構造に
形成する場合とがある。
【0022】本発明に従って合成された非対称の線状カ
ーボネートは、アノード電極およびカソード電極と機能
的に関連付けられたイオン伝導性非水電解液中におい
て、共同溶媒または単一溶媒として作用する。この電解
液は電池の電気化学反応の際のアノードとカソードとの
間のイオン移動のための媒体としての役割を果たしてお
り、この非対称線状カーボネートに加えられる非水性溶
媒は、イオン伝導に必要とされる物理的特性、すなわち
低粘度、低表面張力および低湿潤性を示すものが選択さ
れる。
【0023】好適な非水性電解液は非水性溶媒に無機塩
を溶解したものから構成され、さらに好ましくは、有機
のエステル、エーテル、ジアルキルカーボネートおよび
これらの混合物などの低粘度溶媒と、環状カーボネー
ト、環状エステル、環状アミドおよびこれらの混合物か
らなる高誘電率溶媒とから成る非プロトン有機溶媒混合
物にアルカリ金属塩を溶解したものから構成される。好
適な非水性溶媒はアノード電極材料およびカソード電極
材料と実質的に不活性である。好適な低粘度溶媒として
は、テトラヒドロフラン(THF)、メチルアセテート
(MA)、ジグリム、トリグリム、テトラグリム、ジメ
チルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート
(DEC)、ジプロピルカーボネート(DPC)、メチ
ルエチルカーボネート(MEC)、メチルプロピルカー
ボネート(MPC)、エチルプロピルカーボネート(E
PC)、1,2‐ジメトキシエタン(DME)などが挙
げられる。好適な高誘電率溶媒としては、プロピレンカ
ーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、
ブチレンカーボネート(BC)、アセトニトリル、ジメ
チルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルア
セトアミド、γ‐ブチロラクトン(GBL)およびN‐
メチル‐ピロリジノン(NMP)などが挙げられる。
【0024】アルカリ金属イオンをアノードからカソー
ドに輸送するための媒体として有用な公知のリチウム塩
は、LiPF6 、LiBF4 、LiAsF6 、LiSb
6、LiClO4 、LiAlCl4 、LiGaC
4 、LiC(SO2 CF3 3、LiN(SO2 CF
3 2 、LiSCN、LiO3 SCF2 CF3 、LiC
65 SO3 、LiO2 CF3 、LiSO3 F、LiB
(C6 5 4 、LiCF3 SO3 および上記物質の混
合物が挙げられる。一般に、好適な塩濃度は約0.8〜
1.5モルの範囲であり、本発明の再充電可能なリチウ
ムイオン二次電池の好適な電解液は、本発明に従って合
成したエチルメチルカーボネートなどの非対称有機カー
ボネート、エチレンカーボネートおよびジメチルカーボ
ネートの混合物にLiAsF6 またはLiPF6 を溶解
させたものである。
【0025】本発明の再充電可能な電池は、最初は放電
状態にあり、外的発生の電気ポテンシャルを適用するこ
とによってカソードを構成するリチウム金属がアノード
にインターカレートされて電池は再充電される。この再
充電に適用された電気ポテンシャルは、アルカリ金属を
カソード材料から引き出して電解液を通って炭素質のア
ノードに輸送して、アノードを構成する炭素を飽和する
役割を果たしている。このようにして、この電池は電気
的ポテンシャルを蓄えて、常法に従って放電される。
【0026】ここに記載した電池の集合体は、好ましく
は巻回電池の形態にある。すなわち、作製されたカソー
ド、アノードおよびセパレーターは、「ゼリーロール構
造」、すなわち「巻回部品電池スタック」に巻回され
て、アノードがロールの外側に位置して、ケース負極構
造の電池ケースと電気的に接触している。上端と下端に
好適な絶縁体を配置して、この巻回電池スタックを好適
な寸法の金属製ケースに挿入する。この金属製ケースは
ステンレス鋼、軟鋼、ニッケルメッキを施した軟鋼、チ
タンまたはアルミニウムなどの材料から構成することが
できるが、電池の部品と化学反応を起こさない限り、上
記の金属材料に限定されるわけではない。
【0027】電池のヘッダーはガラス‐金属シール/端
子ピンフィードスルーを収容するための第1の孔と、電
解液を充填するための第2の孔とを備えた金属製のディ
スク体からなる。使用されるガラスは、CABAL1
2、TA23、FUSITE425またはFUSITE
435などの約50重量%までのシリコンを含有する耐
腐食性のものから構成される。好ましくは、陽極の端子
ピンフィードスルーはモリブデンから構成されるが、チ
タン、アルミニウム、ニッケル合金、またはステンレス
鋼を使用してもよい。電池のヘッダーは、この電気化学
電池の他の構成部品と化学反応を起こさない材料から構
成されて耐腐食性である。カソードのリードが陽極端子
にガラス‐金属シールで溶接され、ヘッダーが電極スタ
ックを収容したケースに溶接される。次に、本発明に従
って合成された少なくとも一種類の非対称の有機カーボ
ネートを含む上述の電解液を充填した後に、この電池は
充填孔にステンレス鋼製ボールを精密溶接して密閉シー
ルされるが、これに限定されるわけではない。上記の集
合体はケースが負極の電池に関するものであり、このケ
ースが負極の電池は本発明の二次電池の好適な構造であ
る。当業者に明らかなように、ケースが正極の構造とし
て本発明の電気化学系を作製することも可能である。
【0028】次の実施例は、本発明による非対称有機カ
ーボネートの合成方法を記載するものであり、発明者が
本発明を実施するに際して最良実施形態と考えるものを
示しているが、これに限定されるわけではない。
【0029】
【発明の実施の形態】
実施例I 乾燥室における乾燥雰囲気下のフラスコ中で、DME
(3.5ml、0.04モル)とDEC(5.0ml、
0.04モル)との1:1モル比の混合物に1片のリチ
ウム金属を加えた。この溶液を室温で3日間攪拌した。
このリチウム金属は攪拌するに連れて消失した。ガスク
ロマトグラフィー(GC)分析は、EMCが唯一の新た
な生成物であることを示していた。DMC:EMC:D
ECの比は1:0.6:1であった。
【0030】本発明のエステル交換反応が強還元試薬で
あるアルカリ金属によって触媒作用を受けることをこの
実験の結果は示している。
【0031】実施例II 乾燥室における乾燥雰囲気下のフラスコ中で、DMC
(3.5ml、0.04モル)とDEC(5.0ml、
0.04モル)との1:1モル比の混合物に1片のリチ
ウム炭素(lithiated carbon)(金色の固体)を加えた。
この溶液を室温で4日間攪拌した。この炭素リチウムの
色は攪拌するに連れて金色から黒色に変化した。ガスク
ロマトグラフィー分析は、EMCが唯一の新たな生成物
であることを示していた。DMC:EMC:DECの比
は1:1.3:1.2であった。
【0032】本発明のエステル交換反応が炭素リチウム
によって触媒作用を受けることをこの実施例の結果は示
している。この炭素リチウムはリチウムに対して約0.
1Vの酸化ポテンシャルを有する強還元試薬である。
【0033】実施例III 密閉透明容器内におけるアルゴン雰囲気下のフラスコ内
で、DMC(4.9ml、0.058モル)とDEC
(7.0ml、0.058モル)との1:1モル比の混
合物にSmI2 0.235gを加えた。その結果、得ら
れた青色の溶液を室温で9日間攪拌した。ガスクロマト
グラフィー分析はEMCが存在することを示していた。
DMC:EMC:DECの比は1:2.2:1.5であ
った。
【0034】本発明のエステル交換反応がSmI2 によ
って触媒作用を受けることをこの実施例の結果は示して
いる。このSmI2 はリチウムに対して約1.4V〜
1.5Vの酸化ポテンシャルを有する強還元試薬であ
る。この結果は、出発物質のジアルキルカーボネートの
還元ポテンシャルよりも低い酸化ポテンシャルを有する
如何なる還元試薬も本発明のエステル交換反応の触媒に
なりうることを示唆している。
【0035】実施例IV 乾燥室における乾燥雰囲気下のフラスコ内で、DMC
(4.9ml、0.058モル)とDEC(7.0m
l、0.058モル)との1:1モル比の混合物にCa
2 0.021gを加えた。触媒はこの溶液に不溶であ
った。得られた混合物を室温で9日間攪拌した。ガスク
ロマトグラフィー分析は、EMCが唯一の新たな生成物
であることを示していた。DMC:EMC:DECの比
は1:2.4:1.5であった。
【0036】本発明のエステル交換反応が金属水素化物
によって触媒作用を受けることをこの実施例の結果は示
している。この金属水素化物は強還元試薬であり、しか
も良好な水素化物ドナーである。
【0037】実施例V 密閉透明容器内におけるアルゴン雰囲気下のフラスコ内
で、DMC(4.9ml、0.058モル)とDEC
(7.0ml、0.058モル)との1:1モル比の混
合物にリチウムシクロペンタジエニリド(lithium cyclo
pentadienylide)0.021gを加えた。この触媒は一
部は溶けて黄色の溶液を形成した。この反応混合物を室
温で6日間攪拌した。ガスクロマトグラフィー分析は、
EMCが存在することを示していた。DMC:EMC:
DECの比は1:2:1であった。
【0038】本発明のエステル交換反応がリチウムシク
ロペンタジエニリドによって触媒作用を受けうることを
本実施例の結果は示している。このリチウムシクロペン
タジエニリドは、リチウムに対して約1.6Vの酸化ポ
テンシャルを有する有機アニオンリチウム塩複合体であ
る。この有機アニオンも求核試薬として作用し得る。
【0039】実施例VI 密閉透明容器内におけるアルゴン雰囲気下のフラスコ内
で、DMC(4.9ml、0.058モル)とDEC
(7.0ml、0.058モル)との1:1モル比の混
合物にリチウムジエチルアミド0.0296gを加え
た。この溶液を室温で2日間攪拌した。ガスクロマトグ
ラフィー分析は、EMCが存在することを示していた。
DMC:EMC:DECの比は1:2:1であった。
【0040】本発明のエステル交換反応がリチウムジア
ルキルアミドによって触媒作用を受けることを本実施例
の結果は示している。このリチウムジアルキルアミドは
求核試薬である。
【0041】実施例VII 密閉透明容器内におけるアルゴン雰囲気下のフラスコ内
で、DMC(4.9ml、0.058モル)とDEC
(7.0ml、0.058モル)との1:1モル比の混
合物にリチウムメトキシド0.0206gを加えた。こ
の触媒はこの溶液に部分的に溶けた。この反応混合物を
室温で10日間攪拌した。ガスクロマトグラフィー分析
は、EMCが唯一の新たな生成物であることを示してい
た。DMC:EMC:DECの比は1:2:1であっ
た。
【0042】本発明のエステル交換反応がリチウムアル
コキシドによって触媒作用を受けることを本実施例の結
果は示している。このリチウムアルコキシドは強求核試
薬である。
【0043】実施例VIII 乾燥室における乾燥雰囲気下のフラスコ内で、DMC
(5.0ml、0.059モル)とDPC(ジプロピル
カーボネート、9.2ml、0.059モル)との1:
1モル比の混合物に1片のリチウム金属を加えた。この
溶液を室温で5日間攪拌した。リチウム金属は攪拌につ
れて消失した。ガスクロマトグラフィー分析は、MPC
が存在することを示していた。DMC:MPC:DPC
の比は1:0.84:1.2であった。
【0044】本発明のエステル交換反応がより高い分子
量のジアルキルカーボネートで達成され得ることを本実
施例の結果は示している。したがって、本発明の反応は
普遍的である。
【0045】実施例IX 表1に示す種々の仕込みモル比のDMCとDECとの混
合物を、リチウムメトキシドの存在下で、アルゴンが充
填された密閉透明容器内で室温で攪拌した。10日後、
反応は平衡に達した。反応混合物中のカーボネートのモ
ル比を表1に示す。
【0046】 表1 カーボネートの割合 仕込み比 DMC DEC メトキシド 生成物の比 DMC:DEC (ml) (ml) (g) MC:EMC:DEC 4:2 5.6 4.0 0.016 46:41:13 3:2 5.1 4.8 0.016 35:48:17 2:2 4.9 7.0 0.022 24:48:28 2:3 3.4 7.3 0.018 15:46:39 2:4 2.8 8.1 0.018 11:42:47
【0047】得られる3種類のカーボネート混合物の比
がカーボネートの仕込みモル比を変えることによって制
御され得ることを本実施例は示している。
【0048】実施例III、V、VI、VIIおよびI
Xにおいて、ガスクロマトグラフィー分析は、微少量の
アルコールが存在することを示していた。このアルコー
ルは出発溶媒または環境雰囲気に本来的に存在する微少
量の水とアルコキシドアニオンとの反応によって生成し
たものと考えられる。反応溶液を乾燥状態に保つと、こ
の微少量のアルコールは除去される。実施例I、II、
IVおよびVIIIにおけるガスクロマトグラフィー分
析によると、得られたカーボネート混合物中にアルコー
ルが存在しないことが分かった。これは、適当な触媒と
乾燥試薬を選択することによって、アルコールを含まな
いカーボネート溶媒混合物が更なる精製を行うことなく
得られることを示している。
【0049】全ての実施例において反応生成物は、フレ
ームイオニゼーションディテクター(Flame Ionization
Detector)と80/100プロパックQカラム(80/100
Propak Q column)を用いて島津14−A型ガスクロマト
グラフィーを使用して分析した。サイクリックボルタン
メトリー実験の結果より、ジアルキルカーボネート(D
MCと表す)の還元ポンテシャルはリチウムに対して約
1.7Vと概算される。
【0050】次に本発明の実施形態を要約する。 (1) a)一般式R1 OCOOR1 を有する第1の対
称カーボネートを用意する工程と、 b)一般式R2 OCOOR2 を有する第2の対称カーボ
ネートを用意する工程と、 c)求核試薬および電子供与性還元体から選択される触
媒の存在下で、前記第1の対称カーボネートと前記第2
の対称カーボネートとを混合する工程とからなる非対称
有機カーボネートの合成方法。 (2) 前記R1 および前記R2 は、飽和アルキル基、
不飽和アルキル基およびアリール基から選択されること
を特徴とする上記(1)に記載の方法。 (3) 前記第1の対称カーボネートおよび前記第2の
対称カーボネートは、ジメチルカーボネート、ジエチル
カーボネートおよびジプロピルカーボネートから成る群
から選択されることを特徴とする上記(1)に記載の方
法。 (4) 前記非対称有機カーボネートは、エチルメチル
カーボネート、メチルプロピルカーボネートおよびエチ
ルプロピルカーボネートから成る群から選択されること
を特徴とする上記(1)に記載の方法。 (5) 前記電子供与性還元体から成る触媒は、前記第
1の対称カーボネートおよび前記第2の対称カーボネー
トのうちの少なくとも一方の還元ポテンシャルよりも小
さな酸化ポテンシャルを有することを特徴する上記
(1)に記載の方法。 (6) 前記求核試薬は、金属水素化物、アルキルアル
カリ金属、アリールアルカリ金属、アルカリ金属ジアル
キルアミドおよびアルカリ金属アルコキシドから成る群
から選択されることを特徴とする上記(1)に記載の方
法。 (7) 前記電子供与性還元体は、金属水素化物、アル
キルアルカリ金属、アリールアルカリ金属、アルカリ金
属、アルカリ炭素およびサマリウム(II)塩から成る群
から選択されることを特徴とする上記(1)に記載の方
法。 (8) 前記第1の対称カーボネートおよび前記第2の
対称カーボネートは、約9:1から1:9のモル比で用
意されることを特徴とする上記(1)に記載の方法。 (9) 前記合成は不活性雰囲気下において実施される
こと特徴とする上記(1)に記載の方法。 (10) 前記第1の対称カーボネートおよび前記第2
の対称カーボネートは、前記触媒の存在下で攪拌される
ことを特徴とする上記(1)に記載の方法。 (11) 前記第1の対称カーボネートおよび前記第2
の対称カーボネートは、1:1のモル比で用意されるこ
とを特徴とする上記(1)に記載の方法。 (12) a)第1の対称カーボネートを用意する工程
と、 b)前記第1の対称カーボネートと異なる第2の対称カ
ーボネートを用意する工程と、 c)金属水素化物、アルキルアルカリ金属、アリールア
ルカリ金属、アルカリ金属ジアルキルアミドおよびアル
カリ金属アルコキシドから成る群から選択される求核試
薬、または金属水素化物、アルキルアルカリ金属、アリ
ールアルカリ金属、アルカリ金属、アルカリ炭素および
サマリウム(II)塩から成る群から選択される電子供与
性還元体のいずれかの存在下で、前記第1の対称カーボ
ネートおよび前記第2の対称カーボネートを反応させる
工程とからなる非対称有機カーボネートの合成方法。 (13) 前記第1の対称カーボネートはジメチルカー
ボネートおよびジプロピルカーボネートから選択され、
前記第2の対称カーボネートはジエチルカーボネートお
よびジプロピルカーボネートから選択されて、これによ
ってエチルメチルカーボネート、メチルプロピルカーボ
ネートまたはエチルプロピルカーボネートから成る前記
非対称有機カーボネートが提供されることを特徴とする
上記(12)に記載の方法。 (14) 前記第1の対称カーボネートおよび前記第2
の対称カーボネートは、約9:1から1:9のモル比で
用意されることを特徴とする上記(12)に記載の方
法。 (15) 前記合成は不活性雰囲気下において実施され
ることを特徴とする上記(12)に記載の方法。 (16) 前記第1の対称カーボネートおよび前記第2
の対称カーボネートは、前記触媒の存在下で攪拌される
ことを特徴とする上記(12)に記載の方法。 (17) 前記第1の対称カーボネートおよび前記第2
の対称カーボネートは、1:1のモル比で用意されるこ
とを特徴とする上記(12)に記載の方法。 (18) a)一般式R1 OCOOR1 を有する第1の
対称カーボネートを用意する工程と、 b)一般式がR2 OCOOR2 で、前記R1 およびR2
が飽和アルキル基、不飽和アルキル基およびアリール基
から成る群から選択される第2の対称カーボネートを用
意する工程と、 c)求核試薬および電子供与性還元体から成る群から選
択される触媒の存在下で、前記第1の対称カーボネート
と前記第2の対称カーボネートとを混合して、これによ
って前記第1の対称カーボネート、前記第2の対称カー
ボネートおよび生成物である非対称カーボネートから成
る溶媒混合物を提供する工程とからなる非水性有機溶媒
混合物の合成方法。 (19) 前記第1の対称カーボネートとしてジメチル
カーボネートまたはジプロピルカーボネートを用意し、
前記第2の対称カーボネートとしてジエチルカーボネー
トまたはジプロピルカーボネートを用意して、エチルメ
チルカーボネート、エチルプロピルカーボネートまたは
メチルプロピルカーボネートから成る前記非対称カーボ
ネートが提供されることを特徴とする上記(18)に記
載の方法。 (20) 前記第1の対称カーボネートおよび前記第2
の対称カーボネートは、約9:1から1:9のモル比で
用意されることを特徴とする上記(18)に記載の方
法。 (21) 前記合成は不活性雰囲気下において実施され
ることを特徴とする上記(18)に記載の方法。 (22) 前記第1の対称カーボネートおよび前記第2
の対称カーボネートは、前記触媒の存在下で攪拌される
ことを特徴とする上記(18)に記載の方法。 (23) a)ジメチルカーボネートまたはジプロピル
カーボネートから成る第1の対称カーボネートを用意す
る工程と、 b)ジエチルカーボネートおよびジプロピルカーボネー
トから第2の対称カーボネートを選択する工程と、 c)金属水素化物、アルキルアルカリ金属、アリールア
ルカリ金属、アルカリ金属ジアルキルアミドおよびアル
カリ金属アルコキシドから成る群から選択される求核試
薬、または金属水素化物、アルキルアルカリ金属、アリ
ールアルカリ金属、アルカリ金属、アルカリ炭素および
サマリウム(II)塩から成る群から選択される電子供与
性還元体のいずれかの存在下で、前記第1の対称カーボ
ネートおよび前記第2の対称カーボネートを反応させ
て、これによってエチルメチルカーボネート、メチルプ
ロピルカーボネートまたはエチルプロピルカーボネート
から成る生成物としての非対称カーボネート、前記第1
の対称カーボネートおよび前記第2の対称カーボネート
から成る溶媒混合物を提供する工程とを含む有機溶媒混
合物の合成方法。 (24) 前記第1の対称カーボネートおよび前記第2
の対称カーボネートは、約9:1から1:9のモル比で
用意されることを特徴とする上記(23)に記載の方
法。 (25) 前記合成は不活性雰囲気下において実施され
ることを特徴とする上記(23)に記載の方法。 (26) 前記第1の対称カーボネートおよび前記第2
の対称カーボネートは、前記触媒の存在下で攪拌される
ことを特徴とする上記(23)に記載の方法。 (27) a)一般式R1 OCOOR1 を有する第1の
対称カーボネートを用意する工程と、 b)一般式R2 OCOOR2 を有する第2の対称カーボ
ネートを用意する工程と、 c)求核試薬および電子供与性還元体から成る群から選
択される触媒の存在下で、前記第1の対称カーボネート
と前記第2の対称カーボネートとを混合して、これによ
って前記第1の対称カーボネート、前記第2の対称カー
ボネートおよび生成物としての非対称カーボネートから
成る溶媒混合物を提供する工程と、 d)アルカリ金属塩を前記溶媒混合物に溶解して電解液
を提供する工程とからなる非水性有機電解液の合成方
法。 (28) 前記R1 および前記R2 は、飽和アルキル
基、不飽和アルキル基およびアリール基から選択される
ことを特徴とする上記(27)に記載の方法。 (29) 前記非対称カーボネートは、エチルメチルカ
ーボネート、メチルプロピルカーボネートまたはエチル
プロピルカーボネートから成ることを特徴する上記(2
7)に記載の方法。 (30) 前記第1の対称カーボネートとしてジメチル
カーボネートを用意し、前記第2の対称カーボネートと
してジエチルカーボネートまたはジプロピルカーボネー
トを用意することを特徴とする上記(27)に記載の方
法。 (31) 前記第1の対称カーボネートおよび前記第2
の対称カーボネートは、約9:1から1:9のモル比で
用意されることを特徴とする上記(27)に記載の方
法。 (32) 前記アルカリ金属塩は、LiPF6 、LiB
4 、LiAsF6 、LiSbF6 、LiClO4 、L
iAlCl4 、LiGaCl4 、LiC(SO2CF3)
3 、LiN(SO2 CF3)2 、LiSCN、LiO3
CF2 CF3 、LiC6 5 SO3 、LiO2 CF3
LiSO3 F、LiB(C6 5)4 、LiCF3 SO3
および上記物質の混合物から成る群から選択されること
を特徴とする上記(27)に記載の方法。 (33) エステル、エーテル、ジアルキルカーボネー
トおよびこれらの混合物から成る群から選択される第1
の共同溶媒と、環状カーボネート、環状エステル、環状
アミドおよびこれらの混合物から成る群から選択される
第2の共同溶媒の少なくとも一方と、前記溶媒混合物と
を混合する工程を含むことを特徴とする上記(27)に
記載の方法。 (34) 前記第1の共同溶媒は、テトラヒドロフラ
ン、メチルアセテート、ジグリム、トリグリム、テトラ
グム、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、
ジプロピルカーボネート、メチルエチルカーボネート、
メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネ
ート、1,2‐ジメトキシエタンおよび上記物質の混合
物から成る群から選択され、前記第2の共同溶媒は、プ
ロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレ
ンカーボネート、アセトニトリル、ジメチルスルホキシ
ド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、γ
‐ブチロラクトン、N‐メチルピロリジノンおよび上記
物質の混合物から成る群から選択されることを特徴とす
る上記(33)に記載の方法。 (35) a)第1の対称カーボネートを用意する工程
と、 b)前記第1の対称カーボネートと異なる第2の対称カ
ーボネートを用意する工程と、 c)金属水素化物、アルキルアルカリ金属、アリールア
ルカリ金属、アルカリ金属ジアルキルアミドおよびアル
カリ金属アルコキシドから成る群から選択される求核試
薬、または金属水素化物、アルキルアルカリ金属、アリ
ールアルカリ金属、アルカリ金属、アルカリ炭素および
サマリウム(II)塩から成る群から選択される電子供与
性還元体のいずれかの存在下で、前記第1の対称カーボ
ネートと前記第2の対称カーボネートとを反応させて、
これによって前記第1の対称カーボネート、前記第2の
対称カーボネートおよび生成物としての非対称カーボネ
ートから成る溶媒混合物を提供する工程と、 d)アルカリ金属塩を前記溶媒混合物に溶解して電解液
を提供する工程とから成る非水性有機電解液の合成方
法。 (36) 前記第1の対称カーボネートはジメチルカー
ボネートまたはジプロピルカーボネートであり、前記第
2の対称カーボネートはジエチルエーボネートおよびジ
プロピルカーボネートから選択されて、これによってエ
チルメチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート
またはエチルプロピルカーボネートから成る前記非対称
カーボネートが提供されることを特徴とする上記(3
5)に記載の方法。 (37) 前記アルカリ金属塩は、LiPF6 、LiB
4 、LiAsF6 、LiSbF6 、LiClO4 、L
iAlCl4 、LiGaCl4 、LiC(SO2CF3)
3 、LiN(SO2 CF3)2 、LiSCN、LiO3
CF2 CF3 、LiC6 5 SO3 、LiO2 CF3
LiSO3 F、LiB(C6 5)4 、LiCF3 SO3
および上記物質の混合物から成る群から選択されること
を特徴とする上記(35)に記載の方法。 (38) 前記溶媒混合物は、エステル、エーテル、ジ
アルキルカーボネートおよびこれらの混合物から成る群
から選択される第1の共同溶媒と、環状カーボネート、
環状エステル、環状アミドおよびこれらの混合物から成
る群から選択される第2の共同溶媒の少なくとも一方と
混合されることを特徴とする上記(35)に記載の方
法。 (39) 前記第1の共同溶媒はテトラヒドロフラン、
メチルアセテート、ジグリム、トリグリム、テトラグ
ム、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ
プロピルカーボネート、メチルエチルカーボネート、メ
チルプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネー
ト、1,2‐ジメトキシエタンおよび上記物質の混合物
から成る群から選択され、前記第2の共同溶媒はプロピ
レンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカ
ーボネート、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、
ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、γ‐ブ
チロラクトン、N‐メチルピロリジノンおよび上記物質
の混合物から成る群から選択されることを特徴とする上
記(38)に記載の方法。 (40) a)一般式R1 OCOOR1 を有する第1の
対称カーボネートを用意する工程と、 b)一般式R2 OCOOR2 を有する第2の対称カーボ
ネートを用意する工程と、 c)求核試薬および電子供与性還元体から成る群から選
択される触媒の存在下で、前記第1の対称カーボネート
と前記第2の対称カーボネートとを混合して、これによ
って前記第1の対称カーボネート、前記対称カーボネー
トおよび生成物としての非対称カーボネートから成る溶
媒混合物を提供する工程と、 d)前記第1の対称カーボネートと前記第2の対称カー
ボネートとを前記非対称カーボネートから分離する工程
と、 e)エステル、エーテル、ジアルキルカーボネートおよ
びこれらの混合物からなる群から選択される第1の共同
溶媒と、環状カーボネート、環状エステル、環状アミド
およびこれらの混合物から成る群から選択される第2の
共同溶媒の少なくとも一方と、前記非対称カーボネート
とを混合する工程と、 f)前記第1の共同溶媒と前記第2の共同溶媒の少なく
とも一方と前記非対称カーボネート溶媒との混合物に、
アルカリ金属塩を溶解する工程とからなる非水性有機電
解液の合成方法。 (41) 前記R1 および前記R2 は、飽和アルキル
基、不飽和アルキル基およびアリール基からなる群から
選択されることを特徴とする上記(40)に記載の方
法。 (42) 前記非対称有機カーボネートは、エチルメチ
ルカーボネート、メチルプロピルカーボネートまたはエ
チルプロピルカーボネートから成ることを特徴する上記
(40)に記載の方法。 (43) 前記アルカリ金属塩は、LiPF6 、LiB
4 、LiAsF6 、LiSbF6 、LiClO4 、L
iAlCl4 、LiGaCl4 、LiC(SO2CF3)
3 、LiN(SO2 CF3)2 、LiSCN、LiO3
CF2 CF3 、LiC6 5 SO3 、LiO2 CF3
LiSO3 F、LiB(C6 5)4 、LiCF3 SO3
および上記物質の混合物から成る群から選択されること
を特徴とする上記(40)に記載の方法。 (44) 前記第1の共同溶媒は、テトラヒドロフラ
ン、メチルアセテート、ジグリム、トリグリム、テトラ
グム、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、
ジプロピルカーボネート、メチルエチルカーボネート、
メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネ
ート、1,2‐ジメトキシエタンおよび上記物質の混合
物から成る群から選択され、前記第2の共同溶媒は、プ
ロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレ
ンカーボネート、アセトニトリル、ジメチルスルホキシ
ド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、γ
‐ブチロラクトン、N‐メチルピロリジノンおよび上記
物質の混合物から成る群から選択されることを特徴とす
る上記(40)に記載の方法。 (45) a)第1の対称カーボネートを用意する工程
と、 b)前記第1の対称カーボネートと異なる第2の対称カ
ーボネートを用意する工程と、 c)金属水素化物、アルキルアルカリ金属、アリールア
ルカリ金属、アルカリ金属ジアルキルアミドおよびアル
カリ金属アルコキシドから成る群から選択される求核試
薬、または金属水素化物、アルキルアルカリ金属、アリ
ールアルカリ金属、アルカリ金属、アルカリ炭素および
サマリウム(II)塩から成る群から選択される電子供与
性還元体のいずれの存在下で、前記第1の対称カーボネ
ートと前記第2の対称カーボネートとを反応させて、こ
れによって前記第1の対称カーボネート、前記第2の対
称カーボネートおよび生成物としての非対称カーボネー
トから成る溶媒混合物を提供する工程と、 d)前記第1の対称カーボネートおよび前記第2の対称
カーボネートを前記非対称カーボネートから分離する工
程と、 e)エステル、エーテル、ジアルキルカーボネートおよ
びこれらの混合物から成る群から選択される第1の共同
溶媒と、環状カーボネート、環状エステル、環状アミド
およびこれらの混合物から成る群から選択される第2の
共同溶媒の少なくとも一方と、前記非対称カーボネート
とを混合する工程と、 f)前記第1の共同溶媒と前記第2の共同溶媒のうちの
少なくとも一方と前記非対称カーボネート溶媒との混合
物にアルカリ金属塩を溶解する工程とからなる非水性有
機電解液の合成方法。 (46) 前記第1の対称カーボネートはジメチルカー
ボネートまたはジプロピルカーボネートであり、前記第
2の対称カーボネートはジエチルエーボネートおよびジ
プロピルカーボネートから選択されて、これによってエ
チルメチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート
またはエチルプロピルカーボネートから成る前記非対称
カーボネートが提供されることを特徴とする上記(4
5)に記載の方法。 (47) 前記アルカリ金属塩は、LiPF6 、LiB
4 、LiAsF6 、LiSbF6 、LiClO4 、L
iAlCl4 、LiGaCl4 、LiC(SO2CF3)
3 、LiN(SO2 CF3)2 、LiSCN、LiO3
CF2 CF3 、LiC6 5 SO3 、LiO2 CF3
LiSO3 F、LiB(C6 5)4 、LiCF3 SO3
および上記物質の混合物から成る群から選択されること
を特徴とする上記(45)に記載の方法。 (48) 前記第1の共同溶媒は、テトラヒドロフラ
ン、メチルアセテート、ジグリム、トリグリム、テトラ
グム、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、
ジプロピルカーボネート、メチルエチルカーボネート、
メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネ
ート、1,2‐ジメトキシエタンおよび上記物質の混合
物から成る群から選択され、前記第2の共同溶媒は、プ
ロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレ
ンカーボネート、アセトニトリル、ジメチルスルホキシ
ド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、γ
‐ブチロラクトン、N‐メチルピロリジノンおよび上記
物質の混合物から成る群から選択されることを特徴とす
る上記(45)に記載の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マーカス パーラッツォ アメリカ合衆国、ニューヨーク州 14304、 ナイアガラ フォールズ、ワンハンドレッ ドフォース ストリート 1344 (72)発明者 エスター エス、タケウチ アメリカ合衆国、ニューヨーク州 14051、 イースト アムハースト、サン ラファエ ル コート 35

Claims (48)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 a)一般式R1 OCOOR1 を有する第
    1の対称カーボネートを用意する工程と、 b)一般式R2 OCOOR2 を有する第2の対称カーボ
    ネートを用意する工程と、 c)求核試薬および電子供与性還元体から選択される触
    媒の存在下で、前記第1の対称カーボネートと前記第2
    の対称カーボネートとを混合する工程とからなる非対称
    有機カーボネートの合成方法。
  2. 【請求項2】 前記R1 および前記R2 は、飽和アルキ
    ル基、不飽和アルキル基およびアリール基から選択され
    ることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記第1の対称カーボネートおよび前記
    第2の対称カーボネートは、ジメチルカーボネート、ジ
    エチルカーボネートおよびジプロピルカーボネートから
    成る群から選択されることを特徴とする請求項1に記載
    の方法。
  4. 【請求項4】 前記非対称有機カーボネートは、エチル
    メチルカーボネート、メチルプロピルカーボネートおよ
    びエチルプロピルカーボネートから成る群から選択され
    ることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記電子供与性還元体から成る触媒は、
    前記第1の対称カーボネートおよび前記第2の対称カー
    ボネートのうちの少なくとも一方の還元ポテンシャルよ
    りも小さな酸化ポテンシャルを有することを特徴する請
    求項1に記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記求核試薬は、金属水素化物、アルキ
    ルアルカリ金属、アリールアルカリ金属、アルカリ金属
    ジアルキルアミドおよびアルカリ金属アルコキシドから
    成る群から選択されることを特徴とする請求項1に記載
    の方法。
  7. 【請求項7】 前記電子供与性還元体は、金属水素化
    物、アルキルアルカリ金属、アリールアルカリ金属、ア
    ルカリ金属、アルカリ炭素およびサマリウム(II)塩か
    ら成る群から選択されることを特徴とする請求項1に記
    載の方法。
  8. 【請求項8】 前記第1の対称カーボネートおよび前記
    第2の対称カーボネートは、約9:1から1:9のモル
    比で用意されることを特徴とする請求項1に記載の方
    法。
  9. 【請求項9】 前記合成は不活性雰囲気下において実施
    されること特徴とする請求項1に記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記第1の対称カーボネートおよび前
    記第2の対称カーボネートは、前記触媒の存在下で攪拌
    されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  11. 【請求項11】 前記第1の対称カーボネートおよび前
    記第2の対称カーボネートは、1:1のモル比で用意さ
    れることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  12. 【請求項12】 a)第1の対称カーボネートを用意す
    る工程と、 b)前記第1の対称カーボネートと異なる第2の対称カ
    ーボネートを用意する工程と、 c)金属水素化物、アルキルアルカリ金属、アリールア
    ルカリ金属、アルカリ金属ジアルキルアミドおよびアル
    カリ金属アルコキシドから成る群から選択される求核試
    薬、または金属水素化物、アルキルアルカリ金属、アリ
    ールアルカリ金属、アルカリ金属、アルカリ炭素および
    サマリウム(II)塩から成る群から選択される電子供与
    性還元体のいずれかの存在下で、前記第1の対称カーボ
    ネートおよび前記第2の対称カーボネートを反応させる
    工程とからなる非対称有機カーボネートの合成方法。
  13. 【請求項13】 前記第1の対称カーボネートはジメチ
    ルカーボネートおよびジプロピルカーボネートから選択
    され、前記第2の対称カーボネートはジエチルカーボネ
    ートおよびジプロピルカーボネートから選択されて、こ
    れによってエチルメチルカーボネート、メチルプロピル
    カーボネートまたはエチルプロピルカーボネートから成
    る前記非対称有機カーボネートが提供されることを特徴
    とする請求項12に記載の方法。
  14. 【請求項14】 前記第1の対称カーボネートおよび前
    記第2の対称カーボネートは、約9:1から1:9のモ
    ル比で用意されることを特徴とする請求項12に記載の
    方法。
  15. 【請求項15】 前記合成は不活性雰囲気下において実
    施されることを特徴とする請求項12に記載の方法。
  16. 【請求項16】 前記第1の対称カーボネートおよび前
    記第2の対称カーボネートは、前記触媒の存在下で攪拌
    されることを特徴とする請求項12に記載の方法。
  17. 【請求項17】 前記第1の対称カーボネートおよび前
    記第2の対称カーボネートは、1:1のモル比で用意さ
    れることを特徴とする請求項12に記載の方法。
  18. 【請求項18】 a)一般式R1 OCOOR1 を有する
    第1の対称カーボネートを用意する工程と、 b)一般式がR2 OCOOR2 で、前記R1 およびR2
    が飽和アルキル基、不飽和アルキル基およびアリール基
    から成る群から選択される第2の対称カーボネートを用
    意する工程と、 c)求核試薬および電子供与性還元体から成る群から選
    択される触媒の存在下で、前記第1の対称カーボネート
    と前記第2の対称カーボネートとを混合して、これによ
    って前記第1の対称カーボネート、前記第2の対称カー
    ボネートおよび生成物である非対称カーボネートから成
    る溶媒混合物を提供する工程とからなる非水性有機溶媒
    混合物の合成方法。
  19. 【請求項19】 前記第1の対称カーボネートとしてジ
    メチルカーボネートまたはジプロピルカーボネートを用
    意し、前記第2の対称カーボネートとしてジエチルカー
    ボネートまたはジプロピルカーボネートを用意して、エ
    チルメチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート
    またはメチルプロピルカーボネートから成る前記非対称
    カーボネートが提供されることを特徴とする請求項18
    に記載の方法。
  20. 【請求項20】 前記第1の対称カーボネートおよび前
    記第2の対称カーボネートは、約9:1から1:9のモ
    ル比で用意されることを特徴とする請求項18に記載の
    方法。
  21. 【請求項21】 前記合成は不活性雰囲気下において実
    施されることを特徴とする請求項18に記載の方法。
  22. 【請求項22】 前記第1の対称カーボネートおよび前
    記第2の対称カーボネートは、前記触媒の存在下で攪拌
    されることを特徴とする請求項18に記載の方法。
  23. 【請求項23】 a)ジメチルカーボネートまたはジプ
    ロピルカーボネートから成る第1の対称カーボネートを
    用意する工程と、 b)ジエチルカーボネートおよびジプロピルカーボネー
    トから第2の対称カーボネートを選択する工程と、 c)金属水素化物、アルキルアルカリ金属、アリールア
    ルカリ金属、アルカリ金属ジアルキルアミドおよびアル
    カリ金属アルコキシドから成る群から選択される求核試
    薬、または金属水素化物、アルキルアルカリ金属、アリ
    ールアルカリ金属、アルカリ金属、アルカリ炭素および
    サマリウム(II)塩から成る群から選択される電子供与
    性還元体のいずれかの存在下で、前記第1の対称カーボ
    ネートおよび前記第2の対称カーボネートを反応させ
    て、これによってエチルメチルカーボネート、メチルプ
    ロピルカーボネートまたはエチルプロピルカーボネート
    から成る生成物としての非対称カーボネート、前記第1
    の対称カーボネートおよび前記第2の対称カーボネート
    から成る溶媒混合物を提供する工程とを含む有機溶媒混
    合物の合成方法。
  24. 【請求項24】 前記第1の対称カーボネートおよび前
    記第2の対称カーボネートは、約9:1から1:9のモ
    ル比で用意されることを特徴とする請求項23に記載の
    方法。
  25. 【請求項25】 前記合成は不活性雰囲気下において実
    施されることを特徴とする請求項23に記載の方法。
  26. 【請求項26】 前記第1の対称カーボネートおよび前
    記第2の対称カーボネートは、前記触媒の存在下で攪拌
    されることを特徴とする請求項23に記載の方法。
  27. 【請求項27】 a)一般式R1 OCOOR1 を有する
    第1の対称カーボネートを用意する工程と、 b)一般式R2 OCOOR2 を有する第2の対称カーボ
    ネートを用意する工程と、 c)求核試薬および電子供与性還元体から成る群から選
    択される触媒の存在下で、前記第1の対称カーボネート
    と前記第2の対称カーボネートとを混合して、これによ
    って前記第1の対称カーボネート、前記第2の対称カー
    ボネートおよび生成物としての非対称カーボネートから
    成る溶媒混合物を提供する工程と、 d)アルカリ金属塩を前記溶媒混合物に溶解して電解液
    を提供する工程とからなる非水性有機電解液の合成方
    法。
  28. 【請求項28】 前記R1 および前記R2 は、飽和アル
    キル基、不飽和アルキル基およびアリール基から選択さ
    れることを特徴とする請求項27に記載の方法。
  29. 【請求項29】 前記非対称カーボネートは、エチルメ
    チルカーボネート、メチルプロピルカーボネートまたは
    エチルプロピルカーボネートから成ることを特徴する請
    求項27に記載の方法。
  30. 【請求項30】 前記第1の対称カーボネートとしてジ
    メチルカーボネートを用意し、前記第2の対称カーボネ
    ートとしてジエチルカーボネートまたはジプロピルカー
    ボネートを用意することを特徴とする請求項27に記載
    の方法。
  31. 【請求項31】 前記第1の対称カーボネートおよび前
    記第2の対称カーボネートは、約9:1から1:9のモ
    ル比で用意されることを特徴とする請求項27に記載の
    方法。
  32. 【請求項32】 前記アルカリ金属塩は、LiPF6
    LiBF4 、LiAsF6 、LiSbF6 、LiClO
    4 、LiAlCl4 、LiGaCl4 、LiC(SO2
    CF3)3 、LiN(SO2 CF3)2 、LiSCN、Li
    3 SCF2 CF3 、LiC6 5 SO3 、LiO2
    3 、LiSO3 F、LiB(C6 5)4 、LiCF3
    SO3 および上記物質の混合物から成る群から選択され
    ることを特徴とする請求項27に記載の方法。
  33. 【請求項33】 エステル、エーテル、ジアルキルカー
    ボネートおよびこれらの混合物から成る群から選択され
    る第1の共同溶媒と、環状カーボネート、環状エステ
    ル、環状アミドおよびこれらの混合物から成る群から選
    択される第2の共同溶媒の少なくとも一方と、前記溶媒
    混合物とを混合する工程を含むことを特徴とする請求項
    27に記載の方法。
  34. 【請求項34】 前記第1の共同溶媒は、テトラヒドロ
    フラン、メチルアセテート、ジグリム、トリグリム、テ
    トラグム、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネー
    ト、ジプロピルカーボネート、メチルエチルカーボネー
    ト、メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカー
    ボネート、1,2‐ジメトキシエタンおよび上記物質の
    混合物から成る群から選択され、前記第2の共同溶媒
    は、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、
    ブチレンカーボネート、アセトニトリル、ジメチルスル
    ホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
    ド、γ‐ブチロラクトン、N‐メチルピロリジノンおよ
    び上記物質の混合物から成る群から選択されることを特
    徴とする請求項33に記載の方法。
  35. 【請求項35】 a)第1の対称カーボネートを用意す
    る工程と、 b)前記第1の対称カーボネートと異なる第2の対称カ
    ーボネートを用意する工程と、 c)金属水素化物、アルキルアルカリ金属、アリールア
    ルカリ金属、アルカリ金属ジアルキルアミドおよびアル
    カリ金属アルコキシドから成る群から選択される求核試
    薬、または金属水素化物、アルキルアルカリ金属、アリ
    ールアルカリ金属、アルカリ金属、アルカリ炭素および
    サマリウム(II)塩から成る群から選択される電子供与
    性還元体のいずれかの存在下で、前記第1の対称カーボ
    ネートと前記第2の対称カーボネートとを反応させて、
    これによって前記第1の対称カーボネート、前記第2の
    対称カーボネートおよび生成物としての非対称カーボネ
    ートから成る溶媒混合物を提供する工程と、 d)アルカリ金属塩を前記溶媒混合物に溶解して電解液
    を提供する工程とから成る非水性有機電解液の合成方
    法。
  36. 【請求項36】 前記第1の対称カーボネートはジメチ
    ルカーボネートまたはジプロピルカーボネートであり、
    前記第2の対称カーボネートはジエチルエーボネートお
    よびジプロピルカーボネートから選択されて、これによ
    ってエチルメチルカーボネート、メチルプロピルカーボ
    ネートまたはエチルプロピルカーボネートから成る前記
    非対称カーボネートが提供されることを特徴とする請求
    項35に記載の方法。
  37. 【請求項37】 前記アルカリ金属塩は、LiPF6
    LiBF4 、LiAsF6 、LiSbF6 、LiClO
    4 、LiAlCl4 、LiGaCl4 、LiC(SO2
    CF3)3 、LiN(SO2 CF3)2 、LiSCN、Li
    3 SCF2 CF3 、LiC6 5 SO3 、LiO2
    3 、LiSO3 F、LiB(C6 5)4 、LiCF3
    SO3 および上記物質の混合物から成る群から選択され
    ることを特徴とする請求項35に記載の方法。
  38. 【請求項38】 前記溶媒混合物は、エステル、エーテ
    ル、ジアルキルカーボネートおよびこれらの混合物から
    成る群から選択される第1の共同溶媒と、環状カーボネ
    ート、環状エステル、環状アミドおよびこれらの混合物
    から成る群から選択される第2の共同溶媒の少なくとも
    一方と混合されることを特徴とする請求項35に記載の
    方法。
  39. 【請求項39】 前記第1の共同溶媒はテトラヒドロフ
    ラン、メチルアセテート、ジグリム、トリグリム、テト
    ラグム、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネー
    ト、ジプロピルカーボネート、メチルエチルカーボネー
    ト、メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカー
    ボネート、1,2‐ジメトキシエタンおよび上記物質の
    混合物から成る群から選択され、前記第2の共同溶媒は
    プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチ
    レンカーボネート、アセトニトリル、ジメチルスルホキ
    シド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、
    γ‐ブチロラクトン、N‐メチルピロリジノンおよび上
    記物質の混合物から成る群から選択されることを特徴と
    する請求項38に記載の方法。
  40. 【請求項40】 a)一般式R1 OCOOR1 を有する
    第1の対称カーボネートを用意する工程と、 b)一般式R2 OCOOR2 を有する第2の対称カーボ
    ネートを用意する工程と、 c)求核試薬および電子供与性還元体から成る群から選
    択される触媒の存在下で、前記第1の対称カーボネート
    と前記第2の対称カーボネートとを混合して、これによ
    って前記第1の対称カーボネート、前記対称カーボネー
    トおよび生成物としての非対称カーボネートから成る溶
    媒混合物を提供する工程と、 d)前記第1の対称カーボネートと前記第2の対称カー
    ボネートとを前記非対称カーボネートから分離する工程
    と、 e)エステル、エーテル、ジアルキルカーボネートおよ
    びこれらの混合物からなる群から選択される第1の共同
    溶媒と、環状カーボネート、環状エステル、環状アミド
    およびこれらの混合物から成る群から選択される第2の
    共同溶媒の少なくとも一方と、前記非対称カーボネート
    とを混合する工程と、 f)前記第1の共同溶媒と前記第2の共同溶媒の少なく
    とも一方と前記非対称カーボネート溶媒との混合物に、
    アルカリ金属塩を溶解する工程とからなる非水性有機電
    解液の合成方法。
  41. 【請求項41】 前記R1 および前記R2 は、飽和アル
    キル基、不飽和アルキル基およびアリール基からなる群
    から選択されることを特徴とする請求項40に記載の方
    法。
  42. 【請求項42】 前記非対称有機カーボネートは、エチ
    ルメチルカーボネート、メチルプロピルカーボネートま
    たはエチルプロピルカーボネートから成ることを特徴す
    る請求項40に記載の方法。
  43. 【請求項43】 前記アルカリ金属塩は、LiPF6
    LiBF4 、LiAsF6 、LiSbF6 、LiClO
    4 、LiAlCl4 、LiGaCl4 、LiC(SO2
    CF3)3 、LiN(SO2 CF3)2 、LiSCN、Li
    3 SCF2 CF3 、LiC6 5 SO3 、LiO2
    3 、LiSO3 F、LiB(C6 5)4 、LiCF3
    SO3 および上記物質の混合物から成る群から選択され
    ることを特徴とする請求項40に記載の方法。
  44. 【請求項44】 前記第1の共同溶媒は、テトラヒドロ
    フラン、メチルアセテート、ジグリム、トリグリム、テ
    トラグム、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネー
    ト、ジプロピルカーボネート、メチルエチルカーボネー
    ト、メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカー
    ボネート、1,2‐ジメトキシエタンおよび上記物質の
    混合物から成る群から選択され、前記第2の共同溶媒
    は、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、
    ブチレンカーボネート、アセトニトリル、ジメチルスル
    ホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
    ド、γ‐ブチロラクトン、N‐メチルピロリジノンおよ
    び上記物質の混合物から成る群から選択されることを特
    徴とする請求項40に記載の方法。
  45. 【請求項45】 a)第1の対称カーボネートを用意す
    る工程と、 b)前記第1の対称カーボネートと異なる第2の対称カ
    ーボネートを用意する工程と、 c)金属水素化物、アルキルアルカリ金属、アリールア
    ルカリ金属、アルカリ金属ジアルキルアミドおよびアル
    カリ金属アルコキシドから成る群から選択される求核試
    薬、または金属水素化物、アルキルアルカリ金属、アリ
    ールアルカリ金属、アルカリ金属、アルカリ炭素および
    サマリウム(II)塩から成る群から選択される電子供与
    性還元体のいずれの存在下で、前記第1の対称カーボネ
    ートと前記第2の対称カーボネートとを反応させて、こ
    れによって前記第1の対称カーボネート、前記第2の対
    称カーボネートおよび生成物としての非対称カーボネー
    トから成る溶媒混合物を提供する工程と、 d)前記第1の対称カーボネートおよび前記第2の対称
    カーボネートを前記非対称カーボネートから分離する工
    程と、 e)エステル、エーテル、ジアルキルカーボネートおよ
    びこれらの混合物から成る群から選択される第1の共同
    溶媒と、環状カーボネート、環状エステル、環状アミド
    およびこれらの混合物から成る群から選択される第2の
    共同溶媒の少なくとも一方と、前記非対称カーボネート
    とを混合する工程と、 f)前記第1の共同溶媒と前記第2の共同溶媒のうちの
    少なくとも一方と前記非対称カーボネート溶媒との混合
    物にアルカリ金属塩を溶解する工程とからなる非水性有
    機電解液の合成方法。
  46. 【請求項46】 前記第1の対称カーボネートはジメチ
    ルカーボネートまたはジプロピルカーボネートであり、
    前記第2の対称カーボネートはジエチルエーボネートお
    よびジプロピルカーボネートから選択されて、これによ
    ってエチルメチルカーボネート、メチルプロピルカーボ
    ネートまたはエチルプロピルカーボネートから成る前記
    非対称カーボネートが提供されることを特徴とする請求
    項45に記載の方法。
  47. 【請求項47】 前記アルカリ金属塩は、LiPF6
    LiBF4 、LiAsF6 、LiSbF6 、LiClO
    4 、LiAlCl4 、LiGaCl4 、LiC(SO2
    CF3)3 、LiN(SO2 CF3)2 、LiSCN、Li
    3 SCF2 CF3 、LiC6 5 SO3 、LiO2
    3 、LiSO3 F、LiB(C6 5) 4 、LiCF3
    SO3 および上記物質の混合物から成る群から選択され
    ることを特徴とする請求項45に記載の方法。
  48. 【請求項48】 前記第1の共同溶媒は、テトラヒドロ
    フラン、メチルアセテート、ジグリム、トリグリム、テ
    トラグム、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネー
    ト、ジプロピルカーボネート、メチルエチルカーボネー
    ト、メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカー
    ボネート、1,2‐ジメトキシエタンおよび上記物質の
    混合物から成る群から選択され、前記第2の共同溶媒
    は、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、
    ブチレンカーボネート、アセトニトリル、ジメチルスル
    ホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
    ド、γ‐ブチロラクトン、N‐メチルピロリジノンおよ
    び上記物質の混合物から成る群から選択されることを特
    徴とする請求項45に記載の方法。
JP10166055A 1997-05-29 1998-05-28 非対称の有機カーボネートの合成方法およびアルカリイオン電気化学電池の非水性有機電解液の調製方法 Pending JPH10338663A (ja)

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