CA2283670C - Materiaux utiles en tant que solutes electrolytiques - Google Patents

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Abstract

La présente invention concerne de nouveaux composés ioniques de bas point de fusion dont le cation est de type onium possédant au mois un hétéroatome tel que N, O, S ou P portant la charge positive et dont l'anion inclut, en totalité ou en partie, au moins un ion imidure du type (FX1O)N-(OX2F) dans laquelle X1 et X2 sont identiques ou différents et comprennent SO ou PF, et leur utilisation comme solvant et dans des dispositifs électrochimiques. La composition comprend un sel dans lequel la charge anionique est délocalisée, et peut être utile, entre autre, comme électrolyte.

Description

TITRE

MATÉRIAUX UTILES EN TANT QUE SOLUTÉS ÉLECTROLYTIQUES
DOMAINE DE L'INVENTION

La présente invention a pour objet des compositions ioniques ayant une conductivité ionique élevée, comprenant un sel dans lequel la charge anionique est délocalisée, et leurs utilisations, notamment comme électrolyte.

ART ANTÉRIEUR

On connaît depuis longtemps les sels fondus à température ambiante, tel que le nitrate de triéthyle ammonium. Ce composé ne présente pas d'intérêt autre que fondamental du fait de la présence d'un proton labile sur le cation, limitant le domaine de stabilité rédox ou acido-basique de ce composé. On connaît aussi les composés de type méthyl-éthylimidazolium ou butyl-pyridinium, associés à l'ion complexe [CI', xAlC13]

dans lequel 1< x < 2. Ces composés, du fait de la présence de chlorure d'aluminium sont des acides de Lewis très puissants en plus d'être hygroscopiques et corrosifs car ils libèrent de l'acide chlorhydrique en présence d'humidité. Leur domaine de stabilité
électrochimique est limité de plus par l'oxydation anodique des ions chlorure d'une part, et par la réduction des ions aluminium d'autre part.

L'utilisation d'anions réputés stables associés à des cations de type imidazolium ou pyridinium a été proposée, mais les points de fusion sont relativement élevés. Par exemple, l'hexafluorophosphate de 1-méthyl-3-éthylimidazolium fond à
60 C, et l'hexafluorophosphate de 1,2-diméthyl-3-propylimidazolium fond à 65 C. De
-2-plus, ces sels, bien que non hygroscopiques, sont néanmoins solubles dans l'eau et peuvent donc difficilement être préparés par échange ionique dans l'eau à
moins d'utiliser des substituants alkyles plus longs, ce qui a pour effet de fortement diminuer la conductivité et d'augmenter la viscosité.

US 5,827,602 décrit des sels ayant un point de fusion relativement bas, et dont le critère de choix est un volume de l'anion supérieur à 100 A3, permettant ainsi d'obtenir des sels à caractère hydrophobe et de conductivité élevée. Les anions les plus représentatifs sont le bis-trifluorométhanesulfonimidure, dont le volume tel que calculé

par le programme Hyperchem est de 144 H3, ou le tris-trifluorométhanesulfonylméthylure, dont le volume est de 206 A.

SOMMAIRE DE L'INVENTION

La présente invention concerne des composé ioniques de bas point de fusion, préférablement inférieur à la température ambiante, dont le cation est de type onium et possède au moins un hétéroatome tel que N, O, S ou P portant la charge positive et dont l'anion inclut, en totalité ou en partie, au moins un ion imidure du type (FX'O)M(OXZF) dans lequel X' et X2 sont identiques ou différents et comprennent SO ou PF.
Plus spécifiquement, le cation de type onium comprend un composé de formule :

Ri - N~R
W
YU

un composés de formule
-3-N--~

un composé de formule R'2 ;
un composé de formule 1+ I+ + +
R1-i-R3 R1--I-R3 R5- R6 R1-?-R3 ;ou R
I6 r7 R5-N=I - R8 dans lesquels W est O, S ou N, et dans lequel N est optionnellement substitué par R' lorsque la valence le permet;

- R', R3, R4 sont identiques ou différents et représentent - H;

- les radicaux alkyles, alkényles, oxaalkyles, oxaalkényles, azaalkyles, axaalkényles, thiaalkyles, thiaalkényles, dialkylazo, lesdits radicaux pouvant être linéaires, ramifiés ou cycliques et comprenant de 1 à 18 atomes de carbone;

- les radicaux cycliques ou hétérocycliques aliphatiques de 4 à 26 atomes de carbone comprenant optionnellement au moins une chaîne latérale comprenant un ou plusieurs hétéroatomes;
-4-les groupes comprenant plusieurs noyaux aromatiques ou hétérocycliques, condensés ou non, contenant optionnellement un ou plusieurs atomes d'azote, d'oxygène, de soufre ou de phosphore, deux groupements R', R3 ou R4 pouvant former un cycle ou un hétérocycle de 4 à

atomes un ou plusieurs groupements R', R3 ou R4 sur un même cation peuvent faire partie d'une chaîne polymère - R2 et R5 à R' sont identiques ou différents et représente R', R'O-, (R) 2N-, R'S-, R' étant tel que défini précédemment.

L'invention comprend en outre une composition électrolytique comprenant au moins un composé ionique tel que défini ci-haut en combinaison avec au moins un autre composant comprenant un sel métallique, un polymère polaire et/ou un co-solvant aprotique.

La présente invention concerne également un solvant électrolytique ayant un cation onium possédant au moins un hétéroatome choisi parmi N. O, S et P portant une charge positive et un anion ayant, en totalité ou en partie, au moins un ion imidure de type (FX'O)N(OXZF) dans lequel X' et X2 sont identiques ou différents et comprennent SO ou PF.

La présente invention concerne également un électrolyte comprenant au moins un solvant électrolytique tel que défini précédemment en combinaison avec au moins un autre composant sel métallique, un polymère polaire et/ou co-solvant aprotique.

DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION

Il a été trouvé que les sels de cations de type onium variés tels que définis ci- haut, et préférablement les sels imidazolium, ammonium, sulfonium et phosphonium, associés aux anions de la famille représentée par la formule générale (FX'O) N-(OX'F) telle que définie ci-haut permettent d'obtenir des sels liquides à des températures égales ou inférieures à

celles obtenues avec des ions plus volumineux. De plus, leur conductivité est, dans tous les cas, à température identique, supérieure à celle des composés décrits dans US

-4a-
5,827,602. Ces sels liquides sont hydrophobes malgré la faible taille de l'anion, comprise entre 85 et 92 A, et donc facilement préparés par échange ionique dans l'eau, et peuvent être manipulés sans précaution particulière. De façon inattendue, ces sels ont une stabilité en oxydation égale à celle des anions bis(trifuorométhanesulfonimidure) ou tris(trifuorométhanesulfonyl)méthylure, et supérieure à celle obtenue avec les anions de type tétrafluoroborate ou hexafluorophosphate.

Les composés de la présente invention peuvent, en plus de l'anion imidure précité, comprendre au moins un autre anion choisi parmi CF; Br-; F; NO3 ;
M(R10)4 A(R10)6 ; R"O3, [R"ONZ'] , [R"YOCZZZ3] , le 4,5-dicyano-1,2,3-triazole, le 3,5-bis(RF)-1,2,4-triazole, le tricyanométhane, le pentacyanocyclopentadiène, le pentakis-(trifluorméthyl)cyclopentadiène, les dérivés de l'acide barbiturique et de l'acide de Meldrum et leurs produits de substitutions;

- M est B, Al, Ga ou Bi;
- A est P, As et Sb;

- R'0 est un halogène;

- R" représentant H, F, un groupement alkyle, alkényle, aryle, arylalkyle, alkylaryle, arylalkényle, alkénylaryle, dialkylamino, alcoxy ou thioalcoxy, chacun ayant de 1 à 18 atomes de carbone et étant non substitué ou substitué par un ou plusieurs substituants oxa, thia, ou aza, et dans lesquels un ou plusieurs atomes d'hydrogène sont optionnellement remplacés par un halogène dans une proportion de 0 à 100%, et pouvant éventuellement faire partie d'une chaîne polymère;

- Y représentant C, SO, S NCN, S=C(CN)2, POR", P(NCN)R", P(C(CN)2R", un groupement alkyle, alkényle, aryle, arylalkyle, alkylaryle, arylalkényle, alkénylaryle possédant de 1 à 18 atomes de carbone et optionnellement substitué par un ou plusieurs substituants oxa, thia ou aza; un groupement dialkylamino N(R10)2;

Z' à Z3 représentent indépendamment R", R"YO ou CN, ce groupement pouvant optionnellement faire partie d'une chaîne polymère.
-6-Un autre avantage des composés de l'invention est le moindre coût des anions de départ, leur préparation ne faisant pas appel à la chimie des perfluoroalkyles tel que CF3 ou C4F9 par exemple, les atomes de fluor présents dans les composés de l'invention s étant dérivés de produit de la chimie inorganique, donc facilement accessibles. Cet aspect économique est particulièrement important car les sels fondus sont constitués de 40 à 75 % en poids de l'espèce anionique, le reste étant l'espèce cationique. De plus, la densité de ces liquides est proche de 1.5 comparé à environ 1 pour les solutions organiques, ce qui requiert des quantités d'autant plus importantes de sels pour toutes les io applications où un volume ou une épaisseur donnée sont requises, telles que les film d'électrolytes, réacteurs chimiques etc.

Un autre aspect particulièrement important de la présente invention est la faculté de ces sels fondus de dissoudre d'autres sels, en particulier des sels métalliques, 15 notamment les sels de lithium pour donner des solutions très conductrices.
D'une manière similaire les sels fondus, ou leurs mélanges avec d'autres sels métalliques, sont d'excellents solvants ou plastifiants d'un grand nombre de polymères, en particulier ceux portant des fonctions polaires ou ioniques. Aussi bien les composés liquides que les polymères plastifiés par les mélanges ioniques se comportant comme des électrolytes 20 solides sont applicables en électrochimie aux générateurs de type primaire ou secondaires, aux supercapacités, aux systèmes électrochromes, aux revêtements antistatiques, ou encore aux diodes électroluminescentes. La non-volatilité des sels fondus de l'invention, leur stabilité thermique et électrochimiques, et leur conductivité accrue sont des paramètres importants pour la réalisation de systèmes fonctionnant à basse température et *rB

ne présentant pas les risques d'inflammabilité habituels liés à l'emploi de solvants organiques usuels.

Les sels fondus de l'invention sont des milieux polaires de faibles volatilité, et par cette propriété, sont capables de servir de solvant permettant d'effectuer un grand nombre de réactions de la chimie organique, telles les substitutions nucléophiles et électrophiles, ou encore les polymérisations anioniques, cationiques ou radicalaires. Il est de plus possible de dissoudre dans ce milieu des catalyseurs, en particulier des sels de métaux de transition ou des terres rares éventuellement cordonnés par des ligands, permettant d'exhalter les propriétés catalytiques. Des exemples de ces catalyseurs incluent les bipyridines, les porphyrines, les phosphines, les arsines. Les organométalliques tels que les métallocènes sont aussi inclus comme solutés pouvant présenter des propriétés catalytiques.

i5 La non-volatilité des sels fondus de l'invention, leur stabilité thermique ainsi que leur non miscibilité avec les solvants non polaires comme les hydrocarbures, de même que leur caractère hydrophobe, sont particulièrement avantageux pour séparer les produits de réactions chimiques. Il est de même possible de travailler en systèmes diphasiques, le sel fondu contenant le catalyseur et les substrats réactifs étant en solution dans un hydrocarbure ou éther aliphatique non miscible. Après la réaction, une simple décantation permet de séparer la phase organique contenant le produit de la réaction et le sel fondu qui est purifié par lavage avec un non solvant tel que l'eau ou un hydrocarbure, et séché par simple mise sous vide.

-8- _ Par ailleurs, les cations ammonium, phosphonium et sulfonium peuvent présenter une isomérie optique, et les sels fondus les contenant sont des solvants chiraux susceptibles de favoriser la formation d'excès énantiomériques dans les réactions effectuées dans ces milieux. Les cations préférentiels pour la présente invention comprennent les composés de formule :

Ra Y

qui incluent les dérivés imidazolium, triazolium, thiazolium, et oxazolium;
les composés de formule 1~_7 RI-N, Y

io qui incluent les dérivés trizolium, oxadiazolium, et thadiazolium;
les composés de formule R'2 3 à-- R
t R3 I
préférentiellement les dérivés K. pyridinium;
les composés de formule 1+ 1+ t +
R1-N- R3 R1- i - R3 R5-~ R6 Rl-?- R3 ou *rB

1+ I

dans lesquels W est O, S ou N, et dans lequel N est optionnellement substitué par R' lorsque la valence le permet;

R', R3, R4 sont identiques ou différents et représentent - H;

- les radicaux alkyles, alkényles, oxaalkyles, oxaalkényles, azaalkyles, azaalkényles, thiaalkyles, thiaalkényles, dialkylazo, lesdits radicaux pouvant être linéaires, ramifiés ou cycliques et comprenant de 1 à 18 atomes de carbone;

- les radicaux cycliques ou hétérocycliques aliphatiques de 4 à 26 atomes de carbone comprenant optionnellement au moins une chaîne latérale comprenant un ou plusieurs hétéroatomes tels que l'azote, l'oxygène ou le soufre;

- les aryles, arylalkyles, alkylaryles et alkénylaryles de 5 à 26 atomes de carbone comprenant optionnellement un ou plusieurs hétéroatomes dans le noyau aromatique;

- les groupes comprenant plusieurs noyaux aromatiques ou hétérocycliques, condensés ou non, contenant optionnellement un ou plusieurs atomes d'azote, d'oxygène, de soufre ou de phosphore, deux groupements R', R3 ou R4 pouvant former un cycle ou un hétérocycle de 4 à

atomes un ou plusieurs groupements R', R3 ou R4 sur un même cation peuvent faire partie d'une chaîne polymère; et - R2 et R5 à R9 sont identiques ou différents et représente R', R'O-, (R')2N-, R'S-, R' étant tel que défini précédemment.

Les groupements R', R3 et R' peuvent porter des groupements actifs en polymérisation tel des doubles liaisons ou des époxydes, ou des fonctions réactives dans les polycondensations, telles que OH, NH2 et COOH. Dans le cas où les cations portent des doubles liaisons, ils peuvent être homopolymérisés ou copolymérisés, par exemple s avec du fluorure de vinylidène, un acrylate, une maléimide, de l'acrylonitrile, un vinyléther, un styrène, etc. Les groupements époxydes peuvent être polycondensés ou copolymérisés avec d'autres époxydes. Ces polycations sont particulièrement utiles seuls ou en mélange avec un solvant, y compris un sel fondu de la présente invention et/ou un ou plusieurs sels sel de lithium ou un mélange de sels de lithium et potassium comme électrolyte dans les batteries au lithium à anode de lithium ou utilisant une cathode insérant le lithium à bas potentiel comme les spinelles de titane ou des matériaux carbonés.

L'invention concerne en outre une composition électrolytique comprenant au is moins un composé ionique comprenant au moins un anion et au moins un cation tels que définis précédemment en combinaison avec au moins un autre composant comprenant un sel métallique, un polymère polaire et/ou un co-solvant aprotique. Le cation préférentiel du sel métallique comprend le proton, le cation d'un métal alcalin, d'un métal alcalino-terreux, d'un métal de transition ou d'une terre rare, le lithium étant tout particulièrement préféré.

Le polymère polaire préférentiel comprend des unités monomères dérivées de l'oxyde d'éthylène, l'oxyde de propylène, l'épichlorohydrine, l'épifluorohydrine, le trifluoroépoxypropane, l'acrylonitrile, le méthacrylonitrile, les esters et amides de l'acide acrylique et méthacrylique, le fluorure de vinylidène, la N-méthylpyrrolidone et les polyélectrolytes de type polycation ou polyanion. Finalement, des exemples de co-solvant aprotique préférentiels sont les éthers di-alkyliques de l'éthylène glycol, du diéthylène glycol, du triéthylène glycol, des polyéthylène glycols de masse comprise entre 400 et 2000; les esters, en particulier ceux de l'acide carbonique, linéaires ou cyclique tels le diméthylcarbonate, le méthyl-éthylcarbonate, le diéthylcarbonate, le carbonate d'éthylène, le carbonate de propylène ; les esters comme la y-butyrolactone, les nitriles comme le glutaronitrile, le 1,2,6-tricyanohexane , les amides comme le diméthylformamide, la N-méthylpyrrolidinone, les sulfamides et sulfonamides ainsi que les mélanges des composés précités.

Lorsque la présente composition électrolytique comprend plus d'un polymère, au moins un de ces derniers peut être réticulé.

Un générateur électrochimique comprenant une composition électrolytique de l'invention contient préférentiellement une électrode négative contenant soit du lithium métallique ou un de ses alliages, soit un composé d'insertion du carbone, en particulier du coke de pétrole ou du graphite, soit un oxyde à bas potentiel d'insertion tel que les spinelles de titane Li..ic+3yTi5_XO12 (0 < x, y< 1), soit un nitrure double d'un métal de transition et de lithium comme 'Li,-XCoN (0 < z < 1) ou ayant la structure de type antifluorite comme Li3FeN2 ou Li7MnN4, ou leurs mélanges. L'électrode positive du générateur contient préférentiellement soit de l'oxyde de vanadium VOX (2 < x < 2,5), soit de l'oxyde mixte de lithium et de vanadium LiV3O8, soit un oxyde double de cobalt et de lithium optionnellement partiellement substitué de formule générale Li,,Co,-X+yNi,Aly(0 < x + y:< 1 ; 0 < y:< 0,3 ; 0 < a < 1), soit un spinelle de manganèse optionnellement partiellement substitué de formule générale Li1-,Mn2.ZMZ (0 <
z < 1) où

M = Li, Mg, Al, Cr, Ni, Co, Cu, Ni, Fe, soit un phosphate double de structure olivine ou Nasicon tels que Li1,Fe1-,,Mn,,PO4, Li,-x.+2 Fe2P,-XSiXO4 (0 < x, (X < 1), soit un sel de l'acide rhodizonique, soit un polydisulfure dérivé de l'oxydation du dimercaptoéthane, du 2,5-dimercapto- 1,3,4-thiadiazole, 2,5-dimercapto- 1,3,4-oxadiazole, du 1,2-dimercaptocyclobutène-3,4-dione, ou leurs mélanges.

De façon avantageuse, au moins une des électrodes du générateur est mélangée à la composition électrolytique pour former une électrode composite.

La composition électrolytique de l'invention peut en outre être utilisée comme électrolyte dans un système de stockage de l'énergie électrique de type supercapacité, contenant optionnellement dans une électrode du carbone de grande surface spécifique, ou un polymère conjugué. De façon avantageuse, le polymère conjugué contient 3 degrés d'oxydation, et se retrouve dans les 2 électrodes. Un exemple d'un tel polymère est un dérivé du phényl-3-thiophène.

Finalement, la composition électrolytique de l'invention peut être utilisée comme électrolyte dans un système de modulation de la lumière de type électrochrome comprenant au moins un matériau électrochrome. Dans un tel système, le matériau électrochrome est avantageusement déposé sur une couche d'un semi-conducteur transparent dans le visible, préférentiellement un dérivé de l'oxyde d'étain ou de l'oxyde d'indium, sur un substrat de verre ou d'un polymère. Des exemples de matériaux électrochromes préférentiels incluent l'oxyde de molybdène, de tungstène, de titane, de vanadium, de niobium, de cérium, d'étain, ainsi que leurs mélanges. Le matériau électrochrome peut être optionnellement dissous dans l'électrolyte.

Les exemples suivants sont fournis afin d'illustrer des mises en oeuvre préférentielle de l'invention, et ne doivent pas être considéré comme en limitant sa portée.
Exemple 1 g de chlorure de 1-méthyl-3-éthyl imidazolium EMICI (C6H11N2Cl) sont dissous dans 100 ml d'eau auquel sont ajoutés sous agitation 23 g de bis-fluorosulfonimidure de potassium (KFSI) K[(FSO2)2N]. Une séparation en deux phases liquide se produit immédiatement. Le sel fondu bis-fluorosulfonimidure de 1-méthyl-3-1 o éthyl imidazolium (EMIFSI) est extrait par le dichlorométhane et séché par du sulfate de magnésium anhydre. La suspension est filtrée et le solvant évaporé. Le sel est séché sous vide à 80 C correspond à la formule développée :

(FSO2)2N-H3C-N.N-C2H5 Ce composé ionique examiné par DSC présente un point de fusion de -15 C.
La perte de poids mesurée par analyse thermique différentielle (ATD) sous argon est inférieure à 1% jusqu'à 350 C. La conductivité un fonction de la température est donné
dans le Tableau 1 ci-dessous:

Température ( C) -10 0 10 20 30 40 50 60 Conductivité (mScm-') 5.6 8.3 11 15 20 25 31 37 a (FSI) / o TFSI (%) 2.41 2.21 2.01 1.86 1.80 1.70 1.67 1.64 WO 99/40025 -14- PCT/CA99/00087 La conductivité est supérieure à celle obtenue avec le sel bis-trifluorométhanesulfonimidure de 1-méthyl-3-éthyl imidazolium (EMITFSI). Le rapport entre les valeurs de conductivité a entre le sel de l'invention, i.e, fluorosulfonimidure de 1-méthyl-3-éthyl imidazolium (noté FSI dans le tableau) et bis-trifluorométhanesulfonimidure de 1-méthyl-3-éthyl imidazolium (noté TFSI dans le tableau) est donné dans la dernière ligne du tableau précédent. Ces chiffes montrent la très nette amélioration des performances de conductivité par rapport à l'art antérieur.

Le domaine de stabilité électrochimique mesurée par voltammétrie cyclique sur électrode de nickel pour les potentiels cathodiques et de carbone vitreux pour les potentiels anodiques est de 5.2 Volts (0 5.2 V vs. Li/Li ).

Exemple 2 is Le bis-difluorophosphonylamidure de lithium Li[(POF2)2N] est préparé selon la méthode de Fluck et Beuerle dans Z Anorg. Allg. Chem., 1975, 412, 65, par réaction du dérivé lithié de l'hexaméthyldisilazane sur l'oxyfluorure de phosphore selon la réaction suivante:

2 POF3 + Li[Si(CH3)3]2N 2 FSi(CH3)3 + Li[(POF2)2N]

Le sel ionique fondu bis-difluorophosphonylimidure de 1-méthyl-3-éthyl imidazolium est préparé par échange ionique dans l'eau de selon l'exemple 1 entre 10 g de EMICI et 13 g Li[(POF2)2N] et extraction au dichlorométhane. Le sel fondu a des propriétés physico-chimiques similaires à celles du sel de fluorosulfonyle de l'exemple 1.

Exemple 3 Différents sels d'imidazolium de formule générale:

7x_ ont été préparés avec les anions [(FSO2)2N]- et [(POF2)2N]-, et sont illustrés dans le Tableau 2 ci-dessous. Ceux avec un indice "+" sont des sels liquides à
température ambiante.

WO 99/40025 - 16 _ PCT/CA99/00087 C7H15 ou C7H13?

R3 = CH3 C2H5 C3H7 C4H9 C5H11 C7H15 C8H17 R'= CH3, R'- = H + + + + + +
R'= CH3, R2 = CH3 + + + + +
R'= C2H5, R2 = H + + + + + + +

R'= CH3, R2 = C3H3 + + + + + + +
Exemple 4 10 g de bromure de triéthylhéxyl ammonium commercial (C12H28NBr) sont dissous dans 150 ml d'eau auxquels sont ajoutés sous agitation 8.5 g de bisfluorosulfonimidure de potassium [K(FSO2)2N]. Le sel fondu bis-fluorosulfonimidure de triéthylhéxyl ammonium est séparé par centrifugation et lavé par trois aliquotes de 50 ml d'eau puis extrait par 30 ml de dichlorométhane et séché par du sulfate de magnésium anhydre. La suspension est filtrée et le solvant évaporé, laissant un liquide visqueux. La conductivité à 25 C est supérieure à 5 x 104 Scm' à 25 C.

Exemple 5 10 g de diméthyléthylamine commerciale et 11 ml de bromo-l-propane sont i5 mis au reflux dans 40 ml d'acétonitrile pendant 48 heures. Le solvant est ensuite évaporé
et le résidu solide est lavé à l'éther. A 12 g du sel (CH3)2(C2H5)(C3H7)NBr dissous dans 75 ml d'eau sont ajoutés 13 g de bis-fluorosulfonimidure de potassium [K(FSO2)2N]. Le sel fondu est extrait comme précédemment et se présente sous forme d'un liquide peu visqueux. Sa conductivité en fonction de différentes températures est donnée dans le Tableau 3 suivant.

Tableau 3 Température ( C) 20 30 40 50 conductivité (mScm') FSI 4,95 7,02 9,4 12,3 TFSI 1,81 2,92 4,3 6,1 A titre de comparaison, la valeur de la conductivité du sel bis-trifluorométhanesulfonimidure de diméthyléthylpropyl-ammonium est donnée (Tableau 3, ligne 3). La conductivité du composé selon l'invention apparaît de 2,5 à 2 fois plus élevée que celle du sel équivalent faisant intervenir un anion plus volumineux.

Exemple 6 io La N-méthyl-N-éthyl-aniline est quatemarisée par le bromopropane au reflux dans l'acétonitrile pendant 48 heures. Le sel est obtenu par évaporation du solvant et purifié par lavage du résidu solide à l'éther. 5 g du sel obtenu sont dissous dans 25 ml d'eau, et 4.6 g de bis-fluorosulfonimidure de potassium (K(FSOZ)ZN) y sont ajoutés. Le sel fondu bis-fluorosulfonimidure de méthyléthylpropylphényl ammonium est extrait par ,5 15 ml de dichiorométhane, lavé par trois aliquotes de 50 ml d'eau et séché
par du sulfate de magnésium anhydre. Ce sel existe sous deux isomères optiques qui peuvent être séparés sur une colonne chirale ou par précipitation du sel de camphre-sulfonate à partir du bromure avant échange par l'imidure. Ce sel peut servir de milieu réactionnel chiral.
20 Exemple 7 Le bromure de N-butylpyridinium est préparé par action du bromobutane sur la pyridine en l'absence de solvant à 45 C. A 5 g de sel dissous dans 35 ml d'eau sont ajoutés 4.6 g de bis-diflurophosphonylimidure de lithium Li[(POFZ)2N]. Le sel liquide est traité d'une manière similaire à celle des sels fondus obtenus dans les exemples précédents et est finalement séché sous vide à 60 C. Le sel fondu bis-fluorosulfonimidure de N-propyl pyridinium est préparé d'une manière similaire à partir du sel de potassium correspondant.

Exemple 8 Le sulfure d'éthylméthyle commercial (Aldrich, Milwaukee USA) est quaternarisé par le sulfate de propyle (TCI, Japon). Le propylsulfate de diéthylméthylpropylsulfonium est traité en solution aqueuse par 1 équivalent de bis-fluorosulfonimidure de potassium. Le sel fondu liquide est extrait comme précédemment.
D'une manière similaire à celle employée pour l'exemple 4, ce sel peut être dédoublé en deux isomères optiquement actifs et servir à induire un excès énantiomérique pour les réactions effectuées lorsque le sel est utilisé comme solvant.

Exemple 9 15 g de chlorhydrate de 4-chloropyridine commercial sont dissous dans 100 ml d'eau auxquels sont ajoutés 8.5 g de bicarbonate de sodium. La 4-chloropyridine est extraite par l'éther et séchée par le sulfate de magnésium, et le solvant est évaporé. 10 g de 4-chloropyridine dans 60 ml d'acétonitrile sont quatemarisés par 15.6 g de trifluorométhanesulfonate d'éthyle et sont ajoutés 11.6 g de triméthylsilyléthylméthyl-amine C2H5(CH3)NSi(CH3)3. Le mélange réactionnel est mis au reflux pendant une heure puis refroidi. Le solvant est évaporé et le résidu solide est repris par l'eau. A cette solution sont ajoutés 19.5 g de bis-fluorosulfonimidure de potassium. Le sel liquide qui se décante est extrait au dichlorométhane. Ce sel a pour structure:

C2H5\

CH3 (FSO2)2N-Exemple 10 La fluorosulfonamide FSO2NH2 est préparée par action de l'anhydride s fluorosulfonique (15 g) sur la carbamate d'ammonium (12 g) en suspension dans le dichlorométhane selon la réaction suivante:

(FSO2)20 + 1,5H2NC02(NH4) = FSO3(NH4) + 1,5CO2 + FSO2NH(NH4) Le mélange réactionnel est filtré. L'amide FSO2NH2 est libérée par l'acide chlohrydrique dilué et extait à l'éther. Le dérivé triméthylsilylé du dérivé
sodique de la fluorosulfonamide est préparé par la méthode de Foropoulous et al. dans Inorganic Chem., 1984, 23, 3720. Dans un réacteur Parr sont mis 80 ml d'acétonitrile anhydre et 10 g du dérivé de la fluorosulfonamide. Le réacteur est fermé et purgé sous azote et sont admis 5.38 g de fluorure de phosphoryle POF3 en maintenant la température à 45 C. La pression tombe après une heure et le réacteur est refroidi et ouvert. Le sel de sodium de l'imide mixte a été obtenu selon la réaction NaNSi(CH3)3SO2F+ POF3 Si(CH3)3 + Na[(F2PO)(FSO2)N]

Le sel est recueilli par évaporation du solvant et recristallisé dans un mélange toluène-acétonitrile. Ce sel donne des dérivés ioniques liquides avec les imidazolium de l'exemple 3 et présente un domaine de liquides plus large que celui des sels de bis-trifluorométhanesulfonimidure et une conductivité supérieure de 10 à 25%.

Exemple 11 25 ml d'un solution commerciale de chlorure de diallyldiméthyl-ammonium à
65% dans l'eau sont dilués par 100 ml d'eau et sont ajoutés sous agitation 22 g de bis-fluorosulfonimidure de potassium. Le précipité liquide est extrait par le dichlorométhane et séché par le sulfate de magnésium. Ce sel fondu a pour formule développée :

)', N (FSO2)2N-H3C/ +\ CH3 Il se comporte comme un monomère actif en polymérisation radicalaire pour former par cyclopolymérisation des motifs bis(3,5-méthylène-) diméthylpyrrolidinium.
Ce composé donne, outre des homopolymères, des copolymères avec le stryrène, l'anhydride maléique, les N-maléimides, le fluorure de vinylidène, l'acrylonitrile, le méthacrylonitrile, le méthacrylate de méthyle, avec les acrylates ou méthacrylates de w-methoxyoligo ethylène glycols de masse comprise entre 200 et 2000 daltons, éventuellement réticulés par un diacrylate ou méthacrylate de a, co-oligo ethylène glycol.
Exemple 12 5 g de pentachlorure de phosphore sont dissous dans 50 ml de dichlorométhane dans un ballon muni d'une ampoule à brome et d'une entrée d'argon sec. Le mélange est refroidi par de la glace carbonique à -78 C et on ajoute goutte à goutte 20 ml de méthyléthylamine dans 30 ml d'acétonitrile anhydre par l'ampoule à brome. Le mélange réactionnel est maintenu sous agitation pendant 1 heure en le laissant revenir à

température ordinaire. Le solvant est ensuite évaporé et le résidu est repris dans 75 ml d'eau et filtré sur Celite . A cette solution sont ajoutés 5.5 de bis-fluorosulfonimidure de potassium. Le milieu réactionnel se sépare en deux phases liquides. Le sel fondu de tétrakis(éthylméthylamino)phosphonium {P[N(CH3)(C,H5)]4}+[(FSO2)2N]- est un liquide huileux à température ordinaire. Ce sel fondu est particulièrement stable vis-à-vis des agents réducteurs ou nucléophiles, et ce, même à des températures élevées.

Exemple 13 20 g d'une solution aqueuse commerciale à 25% de poly(chlorure de diallyldiméthylammonium) de haute masse moléculaire (M,,, environ 2 x 105) sont dilués dans 100 ml d'eau. Sous agitation magnétique sont ajoutés 6.7 g de bis-fluorosulfonimidure de potassium dans 100 ml d'eau. Le précipité de poly(bis-fluoro-sulfonimidure de diallyldiméthyl-ammonium) (FS02)2N-H3C/ +\CH3 n est ensuite filtré et lavé abondamment à l'eau distillée, puis séché sous vide.
Exemple 14 Un électrolyte liquide est obtenu par dissolution du bis-trifluorométhanesulfonylimidure de lithium (LiTFSI) en concentration 1 molaire dans le sel fondu préparé selon l'exemple 1. La conductivité de ce mélange est de 9 x 10-3 Scm' à
C, et reste supérieure à 2 x 10"3 Scm' à 0 C. Par voltammétrie cyclique, le domaine 20 anodique est trouvé supérieur à 5 V/Li /Li`.

Exemple 15 -Un électrolyte solide est obtenu par plastification du polyélectrolyte de l'exemple 13 par la solution de sel de lithium dans le sel d'imidazolium de l'exemple 14.
Pour la mise en forme de cet électrolyte, les 3 composants (polyélectrolyte-FSI, imidazolium-FSI, LiTFSI sont pesés de manière à respecter les proportions suivantes:

polyélectrolyte (40 % en poids; LiTFSI, 1 M dans le sel d'imidazolium (60 % en poids).
Les trois composants sont dissous dans un solvant polaire volatile, tel que l'acétonitrile, la quantité de solvant étant ajustée de manière à permettre l'épandage en film mince de la solution pour donner après séchage une épaisseur de 35 m sur un support de polypropylène.

Le film ainsi obtenu est séché par un courant d'air sec, puis sous vide primaire à 100 C pendant deux heures. Toutes les manipulations successives de ce film sont faites en boîte à gants (< 1 ppm 02 et H20). La conductivité de cet électrolyte est égale à 10-3 Scm' à 20 C; 4 x 10' Scm' à 0 C; et 3x10'3 Sem-' à 60 C. Des électrolytes de ls conductivité supérieure peuvent être obtenus en augmentant la fraction de plastifiant (>
60%), i.e., la solution de LiTFSI dans le sel fondu de l'exemple 1. D'une manière similaire, des modules d'élasticité supérieurs sont obtenus pour des fractions de plastifiant inférieures à < 50% avec un diminution de la conductivité.

Exemple 16 Un électrolyte polymère de conductivité élevée est obtenu par plastification à
raison de 40% en poids par le composé ionique de l'exemple 2 d'un complexe polyéther-sel métallique. Le complexe est à base de bis-trifluorométhanesulfonimidure de lithium et de poly(oxyde d'éthylène) de masse moléculaire 5 x 106, tel que le rapport des oxygènes du polymère au nombre d'ions lithium soit égal à 20 (0: Li = 20:1).

L'électrolyte peut être préparé directement par co-dissolution des composants pesés selon les proportions stoechiométriques dans un solvant tel que l'acétonitrile et évaporation suivie d'un séchage sous vide à 80 C.

Dans un variante, l'homopolymère d'oxyde d'éthylène peut être remplacé par un copolymère d'oxyde d'éthylène et d'allylglycidyléther (5% molaire) auquel sont ajoutés 1% en poids d'Irgacure 651 . La solution dans l'acétonitrile est épandue sur un support de polypropylène à l'aide d'un gabarit pour former un film de 20 microns d'épaisseur après séchage. Sous balayage d'argon, le film est soumis au rayonnement UV produit par une lampe de type Hanovia ayant son maximum d'émission à 254 nm. L'éclairement correspond à une énergie de 130 mWcm Z. Le polymère se réticule par un processus radicalaire par les segments insaturés et présente alors d'excellentes propriétés mécaniques de type élastomère. Des mélanges ternaires sel fondu / sel de lithium /
polymère peuvent être obtenus d'une manière similaire avec comme matériau macromoléculaire soit l'acrylonitrile; soit le fluorure de polyvinylidène et ses copolymères avec l'hexafluoropropène, en particulier ceux solubles dans l'acétone et permettant une mise en oeuvre aisée; ou encore soit le polyméthacrylate de méthyle.
Exemple 17 Un électrolyte polymère est préparé par polymérisation in situ d'un mélange du monomère de l'exemple 11 (25% en poids), du bis-trifluorométhanesulfonimidure de lithium (24%) et du sel fondu de l'exemple 1 (45%), et 1 % de l'amorceur radicalaire H 2(FSOZ)ZN- H
C+ N= N C
N
H H

Cet amorceur est obtenu par échange dans l'eau à partir du chlorure commercial (Wako, Japon) et de K(FSO2)2N). Le mélange liquide est épandu à l'aide d'un gabarit sous forme de film de 30 microns d'épaisseur sur un support de polypropylène, et polymérisé dans un four tunnel sous atmosphère d'azote à 80 C pendant 1 heure. L'électrolyte ainsi obtenu est un élastomère possédant un domaine de stabilité anodique supérieur à 5V et une conductivité supérieure à 3 x 10-4 Scm-' à 25 C.

Exemple 18 Un générateur électrochimique secondaire est fabriqué comprenant comme matériau actif de l'électrode positive de l'oxyde double cobalt et de lithium, LiCoO2, et comme matériau actif de l'électrode négative le spinelle de titane et de lithium Li4Ti5O12.
L'électrolyte est préparé selon l'exemple 14 sous forme de film de 25 microns.
Chaque électrode du type composite est préparée par épandage d'une suspension du matériau actif, de noir de carbone (Ketjenblack ) dans une solution dans le cyclohexane d'un copolymère d'éthylène-copropylène-diène (Aldrich, USA). La composition finale correspond à 90% en volume du matériau actif, 5% v/v de noir de carbone et 5%
de copolymère. Après épandage sur collecteurs de courant en aluminium de 8 microns d'épaisseur, l'électrode négative contient 16.4 mg de matériau actif par cm2 soit 2.9 mAhcm 2, et l'électrode positive 16.5 mg de matériau actif par cm2, soit 2.7 mAhcm 2. Les électrodes et leur collecteur de courant sont découpés en carrés de 4 cm2 et sont placées de part et d'autre d'une membrane de polyéthylène microporeux (Celgard(D) imbibée de l'électrolyte liquide préparé selon l'exemple 14. La batterie ainsi assemblée est caractérisée par voltammétrie lente à l'aide d'un appareil de type MacPile (Claix France). 92% de la capacité de l'électrode positive sont obtenus dans le domaine de *rB

voltage 2 - 2.8 V à une vitesse de balayage de 10 mV.mn-'. La densité
d'énergie dans cette configuration est de 85 Wh.kg'.

Exemple 19 Un générateur électrochimique secondaire est fabriqué comprenant comme matériau actif de l'électrode positive le phosphate double de manganèse dopé
au fer et de lithium, LiMno,9Feo11PO4, et comme matériau actif de l'électrode négative le spinelle de titane et de lithium Li4Ti5O12. L'électrolyte est préparé selon l'exemple 15 sous forme de film de 25 microns. Chaque électrode du type composite est préparée par épandage d'une suspension de 45% en volume du matériau actif, 5% v/v de noir de carbone (Ketjenblack ) et d'une solution dans l'acétonitrile des composants de l'électrolyte selon l'exemple 12 (50% v/v). Les collecteurs de courant sont en aluminium de 8 microns d'épaisseur. Le collecteur de l'électrode positive est recouvert d'un enduit protecteur de graphite (Acheson, USA). Après épandage, l'électrode négative a une charge de 12 mg de is matériau actif par cm2 soit 2.2 n Ahcm 2, et l'électrode positive 14 mg de matériau actif par cm2 soit 2.4 mAhcm 2. Les électrodes et leur collecteurs de courant sont découpés en carrés de 4 cm2 et sont placées de part et d'autre de l'électrolyte et l'assemblage est laminé
à 80 C pour assurer un bon contact aux interfaces. La batterie ainsi assemblée est caractérisée par voltammétrie lente. 82% de la capacité de l'électrode positive sont obtenus dans le domaine de voltage 2.6 - 3.2 V à une vitesse de balayage de 10 mV.mn'.
La densité d'énergie dans cette configuration est proche de 100 Wh.kg'.

Exemple 20 Une supercapacité est élaborée à partir d'électrodes de fibres de carbone activé
de 900 m2g"' (Spectracarb ). Deux carrés de 4 cm2 sont découpés dans le tissus de carbone et sont imbibées sous vide par l'électrolyte préparé selon l'exemple 1. Les deux électrodes symétriques sont séparées par une membrane de polyéthylène poreux (Celgard ) imbibée sous vide du même liquide ionique. Les deux collecteurs de courant sont en aluminium de 10 m recouvert par pulvérisation cathodique d'une couche protectrice de 50001 de molybdène. La capacité volumique pour une tension maximale de charge de 2.8 V est de 12 Fcm 3, soit 3 Wh.;` au seuil de coupure de tension de 1.2 V.
Exemple 21 Le sel d'imidazolium de l'exemple 1 est utilisé comme solvant du bis-trifluorométhanesulfonimidure d'yttrium en concentration de O.1M. Ce liquide est utilisé
comme catalyseur de la réaction de Diels-Alder du cyclopentadiène sur l'acrylate de méthyle. Les réactifs sont mélangés en quantité stoechiométrique, et le liquide ionique est ajouté à raison de 30% v/v. Sous agitation, la réaction est complétée en 1 heure à 25 C.
Les produits de la réaction sont extraits avec de l'hexane, qui est non miscible avec le composé ionique. Le rapport endo/exo est de 9:1. Le catalyseur traité à 100 C
sous vide peut être réutilisé sans perte de son activité.

Exemple 22 Le sel fondu préparé selon l'exemple 12 est utilisé comme solvant pour des réactions de substitution nucléophile. 10 g de ce sel et 3 g de cyanure de potassium sont mis dans un tube de verre dans un four, et la température est portée à 250 C.
4 g de chlorure de benzyle sont chauffés à 60 C pendant 2 heures. La rendement de conversion du chlorure de benzyle en cyanure de benzyle est de 85%. Le sel fondu peut être aisément recyclé par lessivage à l'eau et évaporation.

Bien que la présente invention ait été décrite à l'aide de mises en oeuvre spécifiques, il est entendu que plusieurs variations et modifications peuvent se greffer aux dites mises en oeuvre, et la présente demande vise à couvrir de telles modifications, usages ou adaptations de la présente invention suivant, en général, les principes de s l'invention et incluant toute variation de la présente description qui deviendra connue ou conventionnelle dans le champ d'activité dans lequel se retrouve la présente invention, et qui peut s'appliquer aux éléments essentiels mentionnés ci-haut, en accord avec la portée des revendications suivantes.

Claims (33)

REVENDICATIONS
1. Solvant électrolytique ayant un cation onium possédant au moins un hétéroatome choisi parmi N, O, S et P portant une charge positive et un anion ayant, en totalité ou en partie, au moins un ion imidure de type (FX1O)N-(OX2F) dans lequel X1 et X2 sont identiques ou différents et comprennent SO ou PF.
2. Solvant électrolytique selon la revendication 1 dans lequel le cation onium comprend un composé de formule :

- W est O, S ou N, et dans lequel N est optionnellement substitué par R1 lorsque la valence le permet;

- R1, R3, R4 sont identiques ou différents et représentent - H;

- les radicaux alkyles, alkényles, oxaalkyles, oxaalkényles, azaalkyles, azaalkényles, thiaalkyles, thiaalkényles, dialkylazo, lesdits radicaux sont optionnellement linéaires, ramifiés ou cycliques et comprenant de 1 à 18 atomes de carbone;

- les radicaux cycliques ou hétérocycliques aliphatiques de 4 à 26 atomes de carbone comprenant optionnellement au moins une chaîne latérale comprenant un ou plusieurs hétératomes;

- les aryles, arylalkyles, alkylaryles et alkénylaryles de 5 à 26 atomes de carbone comprenant optionnellement un ou plusieurs hétératomes dans le noyau aromatique;

- les groupes comprenant plusieurs noyaux aromatiques ou hétérocycliques, condensés ou non, contenant optionnellement un ou plusieurs atomes d'azote, d'oxygène, de soufre ou de phosphore, deux groupements R1, R3, R4 pouvant former un cycle ou un hétérocycle de 4 à 9 atomes un ou plusieurs groupements R1, R3, R4 sur un même cation peuvent faire partie d'une chaîne polymère;

- R2, R5, R9 sont identiques ou différents et représente R1, R1O-, (R1)2N-, R1S-, R1 étant tel que défini précédemment.
3. Solvant électrolytique selon la revendication 2 dans lequel les groupements R1, R3, R4 portent éventuellement un groupement actif en polymérisation.
4. Solvant électrolytique selon la revendication 3 dans lequel le groupement actif en polymérisation comprend les doubles liaisons, les époxydes, ou les fonctions réactives dans les polycondensations.
5. Solvant électrolytique selon la revendication 2 dans lequel le cation onium comprend un ion ammonium, imidazolium, pyridinium ou phosphonium non substitué ou substitué par un groupement alkyle, oxaalkyle ou dialkylamino comprenant de 1 à 8 atomes de carbone.
6. Solvant électrolytique selon la revendication 1 caractérisé en ce que le composé comprend en outre au moins un anion choisi parmi Cr, Br, I-, N03, M(R10)4 A(R10 )6-, R11 02-, [R11 ONZ1 ]-, [R11 YOCZ2 Z3], le 4,-dicyano-1,2,3-triazole, le 3,5-bis(RF)-1,2,4-triazole, le tricyanométhane, le pentacyanocyclopentadiène, le pentakis(trifluorméthyl)cyclopentadiène, les dérivés de l'acide barbiturique et de l'acide de Meldrum et leurs produits de substitution;

- M est B, Al, Ga ou Bi;

- A est P, As ou Sb;

- R10 est un halogène;

- R1l représentant H, R, un groupement alkyle, alkényle, aryle, arylalkyle, alkylaryle, arylalkényle, alkénylaryle, dialkylamino, alcoxy ou thioalcoxy, chacun ayant de 1 à 18 atomes de carbone et étant non substitué ou substitué par un ou plusieurs substituants oxa, thia, ou aza, et dans lesquels un ou plusieurs atomes d'hyrogène sont optionnellement remplacé par un halogène dans une proportion de 1 à 100%, et font optionnellement partie d'une chaîne polymère.

- Y représeantant C, SO, S=NCN, S=C(CH)2, POR11, P(NCN)R11, P(C(CN)2R11, un groupement alkyle, alkényle, aryle, arylalkyle, alkylaryle, arylalkényle, alkénylaryle possédant de 1 à 18 atomes de carbone et optionnellement substitué
par un ou plusieurs substituants oxa, thia ou aza; un groupement dialkylamino N(R10)2;

- Z1 à Z3 représentent indépendamment R11, Rl1 YO ou CN, ce groupement fait optionnellement partie d'une chaîne polymère.
7. Électrolyte comprenant au moins un solvant électrolytique tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 6 en combinaison avec au moins un autre composant choisi dans le groupe constitué par un sel métallique, un polymère polaire et un co-solvant aprotique.
8. Électrolyte selon la revendication 7 caractérisé en ce que le cation du sel métallique est choisi parmi un proton, un cation d'un métal alcalin, d'un métal alcalino-terreux, d'un métal de transition et d'une terre rare.
9. Électrolyte selon la revendication 7 caractérisé en ce qu'au moins un sel métallique est un sel lithium.
10. Électrolyte selon la revendication 7 caractérisé en ce que le polymère polaire comprend des unités monomères dérivées de l'oxyde d'éthylène, l'oxyde de propylène, l'épicholorohydrine, l'épifluorohydrine, le trifluoroépoxypropane, l'acrylonitrile, le méthacrylonitrile, les esters et amides de l'acide acrylique et méthacrylique, le fluorure de vinylidène, la N-méthylpyrolidone ou les polyylectrolytes de type polycation ou polyanion.
11. Électrolyte selon la revendication 10 caractérisé en ce que au moins un des polymères est réticulé lorsque la composition comprend plus d'un polymère.
12. Électrolyte selon la revendication 7 caractérisé en ce que le co-solvant aprotique est choisi parmi les éthers di-alkyliques de l'éthylène glycols, du diéthylène glycol, du triéthylène glycol, des polyéthylène glycols de masse comprise entre 400 et 2000; des esters de l'acide carbonique choisi parmi un diméthylcarbonate, un méthyl-éthylcarbonate, un diéthylcarbonate, un carbonate d'éthylène et un carbonate de propylène; un -tbutyrolactone; des nitriles choisis parmi un glutaronitrile et un 1,2,6-tricyanohexane; des amides choisi parmi un diméthylformamide et une N-méthylpyrrolidionone; les sulfamides; sulfonamides et leurs mélanges.
13. Générateur électrochimique ayant au moins une électrode positive et au moins une électrode négative caractérisé en ce qu'il utilise un électrolyte tel que défini dans l'une quelconque des revendications 7 à 12.
14. Générateur électrochimique selon la revendication 13 caractérisé en ce que l'électrode négative contient soit un lithium métallique ou un de ses alliages, soit un composé d'insertion du carbone, soit un oxyde à bas potentiel d'insertion, soit un nitrure double d'un métal de transition de lithium ou ayant une structure antifluorite ou leurs mélanges.
15. Générateur électrochimique selon la revendication 14 caractérisé en ce que le composé d'insertion du carbone est du coke ou du graphite.
16. Générateur électrochimique selon la revendication 14 caractérisé en ce que l'oxyde à bas potentiel d'insertion est un spinelle de titane Li4-x-3y Ti5-x O12 où 0 <=
x,y <=1.
17. Générateur électrochimique selon la revendication 14 caractérisé en ce que le nitrure double d'un métal de transition et le lithium est Li3-x Co z N
où 0 <= z <= 1.
18. Générateur électrochimique selon la revendication 14 caractérisé en ce que la structure antifluorite est Li3FeN2 ou Li7MnN4.
19. Générateur électrochimique selon la revendication 13 caractérisé en ce que l'électrode positive contient soit de l'oxyde de vanadium VO x où 2 <= x <= 2,5, soit de l'oxyde mixte de lithium et de vanadium LiV3O8, soit un oxyde double de cobalt et de lithium optionnellement partiellement. substitué de formule générale Li1-.alpha.Co1-x+y Ni x Al y où 0 <= x + y <= 1; 0 <= y <=
0,3; 0 <= .alpha. <= 1, soit un spinelle de maganèse optionnellement partiellement substitué de formule générale Li1-.alpha. Mn2-z M z où 0 <=z <=1 et où M = Li, Mg, Al, Cr, Ni, Co, Cu, Ni, Fe, soit un phosphate double de structure Olivine ou Nasicon, soit un sél de l'acide rhodizonique, soit un polydisulfure dérivé de l'oxydation du dimercaptoéthane, du 2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole, 2,5-dimercapto-1,3,4-oxadiazole, du 1,2-dimercaptocyclobutène-3,4-dione, ou leurs mélanges.
20. Générateur électrochimique selon a revendication 19 caractérisé en ce que le phosphate double de structure olivine ou Nasicon est Li1-.alpha. Fe1-x Mn x PO4 ou Li1-x+2.alpha.Fe2P1-x Si x O4 où 0 <= x, .alpha. <= 1.
21 Générateur électrochimique selon la revendication 19 ou 20 caractérisé

en ce qu'au moins une des électrodes est mélangée à l'électrolyte pour former une électrode composite.
22. Système de stockage de l'énergie électrique caractérisé en ce qu'il utilise un électrolyte tel que défini dans l'une quelconque des revendications 7 à 12.
23. Système selon la revendication 22 caractérisé en ce que le système contient dans au moins une électrode du carbone de grande surface spécifique.
24. Système selon la revendication 22 caractérisé en ce que le système contient dans un moins une électrode un polymère conjugué.
25. Système selon la revendication 22 caractérisé en ce que le système contient dans les deux électrodes un polymère conjugué possédant trois degrés d'oxydation.
26. Système selon la revendication 25 caractérisé en ce que le polymère conjugué est un dérivé du phényl-3-thiophène.
27 Système de modulation de la lumière électrochrome comprenant au moins un matériau électrochrome, caractérisé en ce que le système utilise un solvant électrolytique tel que défini dans l'une quelconque des revendications 1 à 6, un électrolyte tel que défini dans l'une quelconque des revendications 7 à 12 ou les deux.
28. Système de modulation selon la revendication 27 caractérisé en ce que le matériau électrochrome est déposé sur une couche d'un semi-conducteur transparent dans le visible dérivé de l'oxyde d'étain ou de l'oxyde d'indium sur un substrat de verre ou d'un polymère.
29 Système de modulation selon la revendication 28 caractérisé en ce que le matériau électrochrome est un oxyde de molybdène, de tungtène, de titane, de vanadium, de mobium, de cérium, d'étain ou leur mélanges
30. Système de modulation selon la revendication 27 caractérisé en ce que le matériau électrochrome est dissous dans l'électrolyte.
31. Utilisation d'un électrolyte tel que défini dans l'une quelconque des revendications 7 à 12 pour des réactions chimiques ou électrochimique.
32. Utilisation selon la revendication 31 caractérisée en ce que les réactions chimiques ou électrochimiques sont des réactions de Diels-Alder, de Friedel-Craft, d'aldolisation mixte, de condensation, de polymérisation, ou pour les substitutions nucléophiles et électrophiles.
33. Utilisation selon la revendication 31 caractérisée en ce que l'électrolyte contient un cation onium chiral permettant de réaliser des réactions énantiosélectives.
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Families Citing this family (137)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1626041B1 (fr) * 1998-02-03 2016-07-13 ACEP Inc. Nouveaux matériaux utiles en tant que solutés électrolytiques
US6405070B1 (en) * 1998-06-16 2002-06-11 Bhaskar Banerjee Detection of cancer using cellular autofluorescence
WO2001003211A1 (fr) * 1999-07-01 2001-01-11 Covalent Associates, Inc. Sels ioniques hydrophobes et electrolytes non aqueux
US6531241B1 (en) * 1999-07-08 2003-03-11 Covalent Associates, Inc. Cyclic delocalized cations connected by spacer groups
AUPQ237199A0 (en) * 1999-08-23 1999-09-16 Rtm Research And Development Pty. Ltd. Fast lithiumion conducting doped plastic crystals
FR2808268B1 (fr) * 2000-04-26 2002-08-30 Atofina Liquides ioniques derives d'acides de lewis a base de titane, niobium, tantale, etain ou antimoine, et leurs applications
DE10054233A1 (de) * 2000-05-19 2002-05-08 Univ Stuttgart Lehrstuhl Und I Kovalent vernetzte Kompositmembranen
DE10024575A1 (de) * 2000-11-02 2001-11-22 Univ Stuttgart Kovalent vernetzte Polymere und Polymermembranen via Sulfinatalkylierung
EP1182197A1 (fr) * 2000-08-24 2002-02-27 Solvent Innovation GmbH Procédé de préparation en une étape de fluides ioniques
DE60010472T2 (de) * 2000-10-27 2005-05-19 Centre National De La Recherche Scientifique (C.N.R.S.) Imidazolium-Salze und die Verwendung dieser ionischen Flüssigkeiten als Lösungsmittel und als Katalysator
US6827921B1 (en) * 2001-02-01 2004-12-07 Nanopowder Enterprises Inc. Nanostructured Li4Ti5O12 powders and method of making the same
EP1857432A3 (fr) * 2001-03-12 2008-05-14 The Queen's University of Belfast Synthèse de composés métalliques bis-triflimide et leurs méthodes de purification
JP4222466B2 (ja) * 2001-06-14 2009-02-12 富士フイルム株式会社 電荷輸送材料、それを用いた光電変換素子及び光電池、並びにピリジン化合物
AU2002310749A1 (en) * 2001-06-22 2003-01-08 Merck Patent Gmbh Conducting salts comprising niobium or tantalum
US7256923B2 (en) * 2001-06-25 2007-08-14 University Of Washington Switchable window based on electrochromic polymers
DE10145747A1 (de) 2001-09-17 2003-04-03 Solvent Innovation Gmbh Ionische Flüssigkeiten
JP4836371B2 (ja) * 2001-09-13 2011-12-14 パナソニック株式会社 正極活物質およびこれを含む非水電解質二次電池
TW529199B (en) * 2001-11-28 2003-04-21 Merck Patent Gmbh Phosphorus-borates with low melting points
FR2835521B1 (fr) * 2002-02-04 2004-04-09 Inst Francais Du Petrole Composition catalytique contenant un aluminoxane pour la dimerisation, la co-dimerisation et l'oligomerisation des olefines
US9391325B2 (en) * 2002-03-01 2016-07-12 Panasonic Corporation Positive electrode active material, production method thereof and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP4197237B2 (ja) * 2002-03-01 2008-12-17 パナソニック株式会社 正極活物質の製造方法
US7482097B2 (en) * 2002-04-03 2009-01-27 Valence Technology, Inc. Alkali-transition metal phosphates having a +3 valence non-transition element and related electrode active materials
US7422823B2 (en) 2002-04-03 2008-09-09 Valence Technology, Inc. Alkali-iron-cobalt phosphates and related electrode active materials
BR0305630A (pt) 2002-06-21 2004-11-30 Univ California Solução de eletrólito para dispositivos eletro-ópticos compreendendo lìquidos iÈnicos, dispositivo eletro-óptico, composto e método para preenchimento de um dispositivo eletro-óptico
US7450292B1 (en) * 2003-06-20 2008-11-11 Los Alamos National Security, Llc Durable electrooptic devices comprising ionic liquids
US7763186B2 (en) * 2002-06-21 2010-07-27 Los Alamos National Security, Llc Preparation and purification of ionic liquids and precursors
US6961168B2 (en) * 2002-06-21 2005-11-01 The Regents Of The University Of California Durable electrooptic devices comprising ionic liquids
US7808691B2 (en) * 2002-06-25 2010-10-05 University Of Washington Green electrochromic materials
US6939453B2 (en) * 2002-08-14 2005-09-06 Large Scale Proteomics Corporation Electrophoresis process using ionic liquids
US7750166B2 (en) * 2002-08-16 2010-07-06 University Of South Alabama Ionic liquids containing a sulfonate anion
CA2502900A1 (fr) 2002-08-16 2004-02-26 Roger Moulton Liquides ioniques d'un acide de lewis
EP1608719A2 (fr) * 2003-03-05 2005-12-28 Electrochromix, Inc Miroirs electrochromiques et autres dispositifs electro-optiques
AU2003901144A0 (en) * 2003-03-13 2003-03-27 Monash University School Of Chemistry Room temperature ionic liquid electrolytes for lithium secondary batteries
JP4459578B2 (ja) * 2003-09-08 2010-04-28 株式会社フジクラ 色素増感太陽電池
JP4300954B2 (ja) * 2003-09-26 2009-07-22 住友ベークライト株式会社 高分子固体電解質
JP4500523B2 (ja) * 2003-10-03 2010-07-14 株式会社トクヤマ オニウム塩
JP2005142024A (ja) * 2003-11-06 2005-06-02 Sumitomo Bakelite Co Ltd 高分子固体電解質及び該高分子固体電解質を用いた二次電池
US20050143499A1 (en) * 2003-12-10 2005-06-30 Hidetoshi Aoki Moderately resistive rubber composition and rubber member
KR20070001118A (ko) * 2003-12-29 2007-01-03 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이. 고온에서 사용하기 위한 전기화학 소자
US7423164B2 (en) * 2003-12-31 2008-09-09 Ut-Battelle, Llc Synthesis of ionic liquids
US7348102B2 (en) * 2004-03-16 2008-03-25 Toyota Motor Corporation Corrosion protection using carbon coated electron collector for lithium-ion battery with molten salt electrolyte
US7521153B2 (en) * 2004-03-16 2009-04-21 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Corrosion protection using protected electron collector
US7468224B2 (en) * 2004-03-16 2008-12-23 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Battery having improved positive electrode and method of manufacturing the same
US7582380B1 (en) 2004-04-08 2009-09-01 Electrochemical Systems, Inc. Lithium-ion cell with a wide operating temperature range
US7824800B1 (en) 2004-04-08 2010-11-02 Electrochemical Systems, Inc. Lithium-ion cell with a wide operating temperature range
US20060088763A1 (en) * 2004-05-17 2006-04-27 Wen Li Additives for increasing ion conductivity of molten salt type electrolyte in battery
US7960057B2 (en) * 2004-05-17 2011-06-14 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Battery with molten salt electrolyte and phosphorus-containing cathode
EP1754272B1 (fr) * 2004-05-27 2010-04-14 Dutch Polymer Institute Electrolyte polymere et dispositif electrochimique comportant un tel electrolyte polymere
FR2872633B1 (fr) * 2004-07-02 2006-09-15 Commissariat Energie Atomique Procede de charge d'un accumulateur lithium-ion a electrode negative
JP2007179745A (ja) * 2004-08-26 2007-07-12 Yokohama National Univ プロトン伝導体
FR2875235B1 (fr) * 2004-09-10 2006-11-24 Inst Francais Du Petrole Procede de separation des composes oxygenes contenus dans une charge hydrocarbonee, mettant en oeuvre un liquide ionique
US20080044728A1 (en) * 2004-10-29 2008-02-21 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
US7927742B2 (en) 2004-10-29 2011-04-19 Medtronic, Inc. Negative-limited lithium-ion battery
US9077022B2 (en) 2004-10-29 2015-07-07 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
US7662509B2 (en) * 2004-10-29 2010-02-16 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
CN101048898B (zh) 2004-10-29 2012-02-01 麦德托尼克公司 锂离子电池及医疗装置
US7807299B2 (en) * 2004-10-29 2010-10-05 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
US7879495B2 (en) * 2004-10-29 2011-02-01 Medtronic, Inc. Medical device having lithium-ion battery
US7642013B2 (en) * 2004-10-29 2010-01-05 Medtronic, Inc. Medical device having lithium-ion battery
US8980453B2 (en) 2008-04-30 2015-03-17 Medtronic, Inc. Formation process for lithium-ion batteries
US7811705B2 (en) * 2004-10-29 2010-10-12 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
US8105714B2 (en) * 2004-10-29 2012-01-31 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
US9065145B2 (en) * 2004-10-29 2015-06-23 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery
US7641992B2 (en) * 2004-10-29 2010-01-05 Medtronic, Inc. Medical device having lithium-ion battery
GB0500029D0 (en) 2005-01-04 2005-02-09 Univ Belfast Basic ionic liquids
WO2006125175A2 (fr) * 2005-05-19 2006-11-23 University Of South Alabama Liquides ioniques a base d'ions de boronium et leurs procedes de production
WO2007055324A1 (fr) * 2005-11-14 2007-05-18 The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. Lubrifiant synthetique
JP5159089B2 (ja) * 2005-11-14 2013-03-06 日本合成化学工業株式会社 合成潤滑油
US7919629B2 (en) * 2005-12-12 2011-04-05 Phostech Lithium Inc. Sulphonyl-1,2,4-triazole salts
WO2007074609A1 (fr) 2005-12-26 2007-07-05 Bridgestone Corporation Solution électrolytique non aqueuse pour batterie, batterie à électrolyte non aqueux la comprenant, solution électrolytique pour condensateur électrique double couche et condensateur électrique double couche la comprenant
JP5032773B2 (ja) * 2006-02-03 2012-09-26 第一工業製薬株式会社 イオン性液体を用いたリチウム二次電池
US20070202416A1 (en) * 2006-02-28 2007-08-30 Kaimin Chen Electrochemical cells having an electrolyte with swelling reducing additives
WO2007104144A1 (fr) * 2006-03-10 2007-09-20 Transfert Plus, S.E.C. Composés, liquides ioniques, sels fondus et applications
US7696729B2 (en) * 2006-05-02 2010-04-13 Advanced Desalination Inc. Configurable power tank
JP5178062B2 (ja) * 2006-09-05 2013-04-10 日本合成化学工業株式会社 Ｎ−アルキル−ｎ’−アルキルイミダゾリウム塩の製造方法
US7833660B1 (en) 2006-09-07 2010-11-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Fluorohaloborate salts, synthesis and use thereof
US7820323B1 (en) 2006-09-07 2010-10-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Metal borate synthesis process
CN101511441B (zh) * 2006-09-12 2012-02-22 苏舍化学技术有限公司 净化离子液体的方法
EP2067198A2 (fr) 2006-09-25 2009-06-10 Board of Regents, The University of Texas System Cathodes d'oxyfluorure et d'oxyde de spinelle à substituants cationiques pour batteries au lithium
WO2008056585A1 (fr) * 2006-11-07 2008-05-15 Sumitomo Bakelite Co., Ltd. Bouillie pour électrode de batterie secondaire, cette batterie et procédé de fabrication de cette électrode et de la batterie secondaire
JP5187808B2 (ja) * 2007-01-04 2013-04-24 日本カーリット株式会社 導電性付与剤及び導電性材料
KR101038373B1 (ko) 2007-05-07 2011-06-01 주식회사 엘지화학 리튬 이차전지용 비수 전해액 및 이를 함유한 리튬이차전지
WO2009003224A1 (fr) * 2007-06-29 2009-01-08 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Dispositif de stockage d'énergie au lithium
US9214697B2 (en) * 2007-07-18 2015-12-15 Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. Lithium secondary battery
US20090225585A1 (en) * 2007-12-27 2009-09-10 Hawkins J Adrian Self-Contained Charge Storage Molecules for Use in Molecular Capacitors
WO2009095012A1 (fr) * 2008-01-30 2009-08-06 Technische Universität Dresden Sels contenant des cations d'imidazolium et de triazolium à substitution aryle-alkyle servant de liquides ioniques
US8907133B2 (en) 2008-07-14 2014-12-09 Esionic Es, Inc. Electrolyte compositions and electrochemical double layer capacitors formed there from
US8927775B2 (en) 2008-07-14 2015-01-06 Esionic Es, Inc. Phosphonium ionic liquids, salts, compositions, methods of making and devices formed there from
US8846246B2 (en) * 2008-07-14 2014-09-30 Esionic Es, Inc. Phosphonium ionic liquids, compositions, methods of making and electrolytic films formed there from
JP5443118B2 (ja) * 2009-03-31 2014-03-19 三菱マテリアル株式会社 ビス（フルオロスルホニル）イミド塩の製造方法、ビス（フルオロスルホニル）イミド塩及びフルオロ硫酸塩の製造方法、並びにビス（フルオロスルホニル）イミド・オニウム塩の製造方法
JP5630048B2 (ja) * 2009-03-31 2014-11-26 セントラル硝子株式会社 イミド酸化合物の製造方法
US20100279155A1 (en) * 2009-04-30 2010-11-04 Medtronic, Inc. Lithium-ion battery with electrolyte additive
JP5471045B2 (ja) * 2009-06-03 2014-04-16 セントラル硝子株式会社 イミド酸塩の製造方法
EP2583348B1 (fr) * 2010-06-15 2016-12-14 Fluidic, Inc. Pile à metal-air à réglage de l`hydrophobicité
KR101201805B1 (ko) 2010-11-03 2012-11-15 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이온 전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이온 전지
JP5779050B2 (ja) * 2010-11-30 2015-09-16 住友電気工業株式会社 溶融塩電池
CA2826747C (fr) * 2011-02-10 2016-02-09 Nippon Soda Co., Ltd. Procede pour la production de sel d'ammonium de fluorosulfonylimide
EP2662332B1 (fr) 2011-03-03 2018-03-28 Nippon Soda Co., Ltd. Procédé de fabrication de sel de sulfonylimide contenant du fluor
ES2670053T3 (es) * 2011-03-03 2018-05-29 Nippon Soda Co., Ltd. Procedimiento de producción de sal amónica de fluorosulfonilimida
WO2012128964A1 (fr) 2011-03-08 2012-09-27 Trinapco, Inc. Procédé de fabrication de fluorosulfonylamine
CA2830071A1 (fr) * 2011-03-21 2012-09-27 Trinapco, Inc. Synthese amelioree du tetrabutylammonium bis(fluorosulfonyl)imide et des sels correspondants
KR101233325B1 (ko) 2011-04-11 2013-02-14 로베르트 보쉬 게엠베하 리튬 이차 전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
US8852813B2 (en) 2011-07-22 2014-10-07 Chemtura Corporation Electrolytes comprising polycyclic aromatic amine derivatives
US9287580B2 (en) 2011-07-27 2016-03-15 Medtronic, Inc. Battery with auxiliary electrode
JP5796417B2 (ja) * 2011-08-31 2015-10-21 セントラル硝子株式会社 非水電解液電池用電解液及び非水電解液電池
DE102011055028A1 (de) 2011-11-04 2013-05-08 Jacobs University Bremen Ggmbh Elektrolyt-Zusatz für Lithium-basierte Energiespeicher
US20130149560A1 (en) 2011-12-09 2013-06-13 Medtronic, Inc. Auxiliary electrode for lithium-ion battery
FR2985861B1 (fr) * 2012-01-18 2014-01-03 Commissariat Energie Atomique Procede de preparation d'une membrane echangeuse de protons pour pile a combustible par coulee evaporation
CA2776178A1 (fr) 2012-04-05 2013-10-05 Hydro-Quebec Composes ioniques
JP2014022321A (ja) * 2012-07-23 2014-02-03 Kaneka Corp 捕捉剤を含む非水電解質二次電池
US9819057B2 (en) * 2012-09-07 2017-11-14 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable lithium battery
US9181173B2 (en) 2012-11-16 2015-11-10 Trinapco, Inc. Synthesis of tetrabutylammonium bis(fluorosulfonyl)imide and related salts
US9853288B2 (en) 2012-11-21 2017-12-26 Lg Chem, Ltd. Lithium secondary battery
CN104662727B (zh) * 2012-11-21 2018-03-13 株式会社Lg 化学 锂二次电池
EP2929588A4 (fr) * 2012-12-05 2016-12-07 Esionic Corp Compositions d'électrolyte, procédés de fabrication et dispositifs batteries formés à partir de ceux-ci
US11011781B2 (en) * 2013-09-25 2021-05-18 The University Of Tokyo Nonaqueous electrolyte secondary battery
CA2924432C (fr) 2013-11-18 2018-07-10 Nippon Soda Co., Ltd. Granules ou poudre de sel disulfonylamide et procede de production associe
KR102163733B1 (ko) * 2013-11-29 2020-10-12 삼성전자주식회사 리튬 전지용 고분자 전해질 및 이를 포함하는 리튬 전지
US10756390B2 (en) 2014-11-20 2020-08-25 Ses Holdings Pte. Ltd. Concentrated electrolyte solution
US20160181664A1 (en) * 2014-12-18 2016-06-23 Toyo Gosei Co., Ltd. Electrolyte for sodium ion secondary battery
JP6374330B2 (ja) * 2015-02-12 2018-08-15 住友電気工業株式会社 非水蓄電デバイス用の電解液の製造方法
KR102477372B1 (ko) 2016-04-01 2022-12-13 놈스 테크놀로지스, 인크. 인을 함유하는 개질된 이온성 액체
WO2018072024A1 (fr) 2016-10-19 2018-04-26 HYDRO-QUéBEC Dérivés d'acide sulfamique et procédés pour leur préparation
WO2018190304A1 (fr) * 2017-04-10 2018-10-18 セントラル硝子株式会社 Procédé de production de sel de phosphoryle imide, procédé de production d'une solution d'électrolyte non aqueuse contenant ledit sel, et procédé de production de batterie secondaire non aqueuse
CN110537274B (zh) * 2017-04-21 2023-06-13 株式会社Lg新能源 电极及其制造方法、电化学装置和聚合物电解质组合物
WO2018193630A1 (fr) 2017-04-21 2018-10-25 日立化成株式会社 Électrode de dispositif électrochimique et dispositif électrochimique
JP6973477B2 (ja) 2017-04-21 2021-12-01 昭和電工マテリアルズ株式会社 ポリマ電解質組成物及びポリマ二次電池
US11050075B1 (en) * 2017-06-02 2021-06-29 Hrl Laboratories, Llc Hydrogen storage materials containing liquid electrolytes
EP3656010A4 (fr) 2017-07-17 2021-08-11 Nohms Technologies, Inc. Électrolytes contenant du phosphore
JP6908272B2 (ja) * 2017-09-15 2021-07-21 国立大学法人山形大学 イオン性化合物キャリア注入材料を用いた有機ｅｌ素子
EP3714017A2 (fr) 2017-11-21 2020-09-30 Nitto Denko Corporation Compositions liquides ioniques basiques et éléments les comprenant
WO2019104028A1 (fr) 2017-11-21 2019-05-31 Nitto Denko Corporation Compositions adhésives comprenant des composés ioniques
US11149356B2 (en) 2017-12-19 2021-10-19 Battelle Energy Alliance, Llc Methods of forming metals using ionic liquids
WO2020086454A1 (fr) 2018-10-23 2020-04-30 Nitto Denko Corporation Composition d'adhésif décollable électrochimiquement et résistant à la corrosion destinée à être utilisée dans des environnements à humidité élevée et faible
US11788171B2 (en) 2020-03-19 2023-10-17 Battelle Energy Alliance, Llc Methods of recovering an elemental rare earth metal, and methods of forming a rare earth metal
CN112701351B (zh) * 2020-12-29 2022-08-19 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种非水性电解液及其制备方法以及一种锂离子电池
FR3118679B1 (fr) 2021-01-04 2023-10-27 Arkema France Liquide ionique à base de bis(fluorosulfonyl)imide

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1588511A (en) * 1976-07-07 1981-04-23 Ici Ltd Electrochromic device
FR2527602A1 (fr) * 1982-06-01 1983-12-02 Anvar Bis perhalogenoacyl- ou sulfonyl- imidures de metaux alcalins, leurs solutions solides avec des matieres plastiques et leur application a la constitution d'elements conducteurs pour des generateurs electrochimiques
US5256821A (en) * 1988-10-05 1993-10-26 Societe Nationale Elf Aquitaine Method of synthesis of sulphonylimides
US5086351A (en) * 1989-07-13 1992-02-04 M&T Chemicals, Inc. Electrochromic elements, materials for use in such element, processes for making such elements and such materials and use of such element in an electrochromic glass device
US5737114A (en) * 1991-01-31 1998-04-07 Eveready Battery Company, Inc. Label having an incorporated electrochromic state-of-charge indicator for an electrochemical cell
FR2673769B1 (fr) * 1991-03-07 1993-06-18 Centre Nat Rech Scient Materiaux polymeriques a conduction ionique.
JP3075766B2 (ja) 1991-05-27 2000-08-14 株式会社東芝 リチウム電池
US5538812A (en) * 1994-02-04 1996-07-23 Moltech Corporation Electrolyte materials containing highly dissociated metal ion salts
JP3878206B2 (ja) * 1994-03-21 2007-02-07 サントル・ナショナル・ドゥ・ラ・ルシェルシュ・シャンティフィク 良好な耐食性を示すイオン性伝導材料
DE69629816T3 (de) * 1995-06-30 2010-07-01 Covalent Associates Inc., Woburn Hydrophobe ionische flüssigkeiten
US5827602A (en) * 1995-06-30 1998-10-27 Covalent Associates Incorporated Hydrophobic ionic liquids
DE29617151U1 (de) * 1996-10-02 1998-02-05 Aeg Hausgeraete Gmbh Rastvorrichtung und Stufendrehschalter für ein Haushaltsgerät mit einer solchen Rastvorrichtung
JP4053630B2 (ja) 1997-09-12 2008-02-27 株式会社東芝 非水電解質二次電池
WO1999030381A1 (fr) * 1997-12-10 1999-06-17 Minnesota Mining And Manufacturing Company Sels tensio-actifs de bis(perfluoroalkylsulfonyl)imide dans des systemes electrochimiques
EP1626041B1 (fr) * 1998-02-03 2016-07-13 ACEP Inc. Nouveaux matériaux utiles en tant que solutés électrolytiques
US6063522A (en) * 1998-03-24 2000-05-16 3M Innovative Properties Company Electrolytes containing mixed fluorochemical/hydrocarbon imide and methide salts
US6350545B2 (en) * 1998-08-25 2002-02-26 3M Innovative Properties Company Sulfonylimide compounds

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