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EP2807209A1 - Composite, its production and its use in separators for electrochemical cells - Google Patents

Composite, its production and its use in separators for electrochemical cells

Info

Publication number
EP2807209A1
EP2807209A1 EP12866500.7A EP12866500A EP2807209A1 EP 2807209 A1 EP2807209 A1 EP 2807209A1 EP 12866500 A EP12866500 A EP 12866500A EP 2807209 A1 EP2807209 A1 EP 2807209A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
polyether
radical
monomer unit
monomer
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12866500.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2807209A4 (en
Inventor
Nicole Janssen
Arno Lange
Helmut MÖHWALD
Oliver Gronwald
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BASF SE
Original Assignee
BASF SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BASF SE filed Critical BASF SE
Priority to EP12866500.7A priority Critical patent/EP2807209A4/en
Publication of EP2807209A1 publication Critical patent/EP2807209A1/en
Publication of EP2807209A4 publication Critical patent/EP2807209A4/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H01M50/491Porosity
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a novel composite material comprising at least one base body of nonwoven fabric as component (A), at least one nanocomposite material as component (B), at least one polyether or at least one polyether-containing radical as component (C) and optionally a lithium salt as component (D).
  • the invention also relates to a process for the preparation of the new composite material, its use in separators for electrochemical cells and special starting compounds which can be used for the production of nanocomposite material (B).
  • Electro-chemical cells for example batteries or accumulators, can serve to store electrical energy.
  • lithium-ion batteries are superior in some technical aspects to conventional batteries. So you can create with them voltages that are not accessible with batteries based on aqueous electrolytes.
  • lithium-ion secondary batteries having a carbon anode and a metal oxide-based cathode are limited in their energy density. New dimensions in energy density were opened by lithium-sulfur cells.
  • sulfur in the sulfur cathode is reduced via polysulfide ions to S 2_ , which are oxidized again during charging of the cell to form sulfur-sulfur bonds.
  • separators In electrochemical cells, the positively and negatively charged electrode masses are mechanically separated from one another by nonelectrically conductive layers, so-called separators, to avoid an internal discharge. Due to their porous structure, these separators enable the transport of ionic charges as a basic requirement for the ongoing current drain during battery operation. Basic requirements for separators consist in the chemical and electrochemical stability compared to the active electrode materials and the electrolyte. In addition, there must be a high mechanical load capacity compared with the tensile forces occurring during the battery cell production process. At a structural level, high porosity is required to absorb the electrolyte to ensure high ionic conductivity. At the same time, pore size and the structure of the channels must effectively suppress the growth of metal dendrites to avoid shorting, as described in Journal Power Sources 2007, 164, 351-364.
  • Separators as microporous layers often consist of either a polymer membrane or a nonwoven fabric.
  • polymer membranes based on polyethylene and polypropylene are commonly used as separators in electrochemical cells, which membranes exhibit a lack of resistance at elevated temperatures of 130 to 150 ° C.
  • An alternative to the frequently used polyolefin separators are separators based on nonwovens, which are filled with ceramic particles and additionally fixed with an inorganic binder of oxides of the elements silicon, aluminum and / or zirconium, as in DE10255122 A1, DE10238941 A1, DE10208280 A1, DE10208277 A1 and WO 2005/038959 A1.
  • the nonwovens filled with ceramic particles have increased surface weights and greater thicknesses in comparison with the unfilled nonwovens.
  • WO 2009/033627 discloses a sheet which can be used as a separator for lithium-ion batteries. It comprises a nonwoven as well as embedded in the nonwoven particles, which consist of organic polymers and optionally partly of inorganic material. Such separators are intended to avoid short circuits caused by metal dendrites. In WO 2009/033627, however, no long-term cyclization experiments are disclosed.
  • WO 2009/103537 discloses a sheet having a base body having pores, the sheet further comprising a binder which is crosslinked. In a preferred embodiment, the base body is at least partially filled with particles.
  • the disclosed layers can be used as separators in batteries. In WO 2009/103537, however, no electrochemical cells are produced and investigated with the layers described.
  • WO 201/000858 describes a porous film material comprising at least one carbon-containing Halbmetalloxidphase and can be used as a separator in rechargeable lithium-ion cells. The carbonaceous semimetal oxide phase is obtained by a so-called twin polymerization described by S. Spange et al. in Angew. Chem. Int Ed., 46 (2007) 628-632.
  • the separators known from the literature have with regard to one or more of the desired properties for the separators such as low thickness, low basis weight, good mechanical stability during processing, for. As high flexibility or low abrasion, or in battery operation against metal dendrite growth, good temperature resistance, low shrinkage behavior, high porosity, good ion conductivity and good wettability with the electrolyte liquids, still deficits. Finally, some of the deficiencies of the separators are responsible for a reduced lifetime of the electrochemical cells containing them. Furthermore, separators must in principle be not only mechanically but also chemically stable with respect to the cathode materials, the anode materials and the electrolyte.
  • separators In the field of lithium-sulfur cells separators are desired, which also prevent the early cell death of lithium-sulfur cells, which is favored in particular by the migration of polysulfide ions from the cathode to the anode. It is an object of the present invention to provide a low-cost separator for a long-lived electrochemical cell, in particular a lithium-sulfur cell, which has advantages over one or more properties of a known separator, in particular a separator having a good lithium-ion permeability, high temperature stability and good mechanical properties shows.
  • composite materials according to the invention are composite materials which in the context of the present invention are also called composite materials according to the invention.
  • Composite materials are generally understood to mean materials which are solid mixtures which can not be separated manually and which have different properties than the individual components.
  • composite materials according to the invention are fiber composites.
  • the main body of nonwoven fabric (A) partially to completely from the Nanocomposite matenal (B) be penetrated.
  • the main body of nonwoven fabric can be penetrated symmetrically or asymmetrically, that is, opposite sides of the body of nonwoven fabric can differ from each other.
  • the composite material according to the invention is characterized in that the base body of nonwoven fabric (A) is at least partially, preferably more than 50%, in particular completely penetrated by the nanocomposite material (B).
  • the composite material according to the invention comprises as component (A) at least one main body made of nonwoven fabric, also referred to as nonwoven fabric (A) in the context of the present invention.
  • nonwoven fabric also referred to as nonwoven fabric (A) in the context of the present invention.
  • Nonwovens and their preparation are known in the art. Commercially, a wide range of nonwovens is available.
  • a nonwoven fabric of inorganic or organic materials preferably made of organic materials.
  • inorganic nonwovens examples include glass fiber nonwovens and ceramic fiber nonwovens.
  • organic polymers for producing nonwovens are polyolefins, in particular polyethylene or polypropylene, polymers of heteroatom-containing vinyl monomers, in particular polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone or polyvinylidene fluoride, polyesters, in particular polybutyl terephthalate, polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate, polyamides, in particular PA 6, PA 11 , PA 12, PA 6.6, PA 6.10 or PA 6.12, polyimides, polyetheretherketones, polysulfones or polyoxymethylene.
  • polyolefins in particular polyethylene or polypropylene
  • polymers of heteroatom-containing vinyl monomers in particular polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone or polyvinylidene fluoride
  • polyesters in particular polybutyl terephthalate, polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate
  • polyamides in particular PA 6, PA 11 , PA 12, PA 6.6, PA 6.10
  • the composite material according to the invention is characterized in that the main body of nonwoven fabric (A) is made of organic polymers which are selected from the group of polymers consisting of polyolefins, in particular polyethylene and polypropylene, polymers of heteroatom-containing Vinyl monomers, in particular polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone and polyvinylidene fluoride, polyesters, in particular polybutyl terephthalate, polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyamides, in particular PA 6, PA 11, PA 12, PA 6.6, PA 6.10 and PA 6.12, polyimides, polyether ether ketones, polysulfones and polyoxymethylene are. Particular preference is given to nonwovens (A) which are made of polyester, in particular of polyethylene terephthalate.
  • the base body made of nonwoven fabric is preferably a sheet-like basic body, wherein in the context of the present invention the term "sheet-like" means that the basic body described, a three-dimensional body, in one of its three spatial dimensions (expansions), namely Thickness is smaller than in the other two dimensions, the length and the width.
  • the thickness of the main body is at least a factor of 5, preferably at least a factor of 10, more preferably at least 20 times smaller than the second largest extent.
  • the composite material containing the main body (A) also preferably constitutes a sheet-like body.
  • the composite material according to the invention is characterized in that the composite material is a sheet-like body.
  • the base body of nonwoven preferably has a thickness in the range of 5 to 100 ⁇ , particularly preferably 10 to 50 ⁇ , in particular 15 to 25 ⁇ on.
  • the fibers from which the nonwoven fabric is made usually have a fiber length which exceeds the mean diameter of the fibers by at least two times, preferably a multiple.
  • the average diameter of at least 90% of the fibers contained in the non-woven is preferably at most 20 ⁇ , more preferably at most 12 ⁇ , in particular between 4 and 6 ⁇ .
  • the porosity of the base body of nonwoven fabric is preferably in the range of 50 to 80%, preferably in the range of 50 to 60%.
  • the composite material according to the invention comprises as component (B) at least one nanocomposite material, in the context of the present invention also called nanocomposite (B) for short, which
  • Nanocomposites (B), as defined above, are known in principle and are accessible in different macroscopic forms, the microscopic structure of phases (a) and phases (b) being substantially identical, that is, phase (a) and phase (b) being substantially identical. form substantially co-continuous phase domains, wherein the average distance between two adjacent domains of identical phases is at most 100 nm.
  • WO2010 / 1 12581 pages 30 to 31 describes various nanocomposites (B) as solids.
  • page 38 line 1 to page 41, line 26, particulate nanocomposites (B) are described, and in WO 201 1/000858, page 6, line 24 to page 12, line 28, nanocomposites (B) are described as porous Foil materials described.
  • WO 2010/128144 page 38, line 1 to page 41, line 26, particulate nanocomposites (B) are described, and in WO 201 1/000858, page 6, line 24 to page 12, line 28, nanocomposites (B) are described as porous Foil materials described.
  • the preferred embodiments of the nanocomposite (B) and the explanations concerning the terms of the phases and phase domains reference is made in full to those parts of the text which are hereby made part of the description of the present invention.
  • the metal or semimetal M in the inorganic or (semi-) organometallic phase (a) is preferably selected from B, Al, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V, As, Sb, Bi and mixtures thereof , M is especially selected from B, Al, Si, Ti, Zr and Sn, preferably from Al, Si, Ti and Zr, in particular Si. Particularly preferred are at least 90 mol%, especially at least 99 mol% or the total amount of all metals or semimetals M is equal to silicon.
  • the composite material according to the invention is characterized in that the metal or metalloid M of phase (a) is selected among B, Al, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V, As, Sb, Bi and mixtures thereof, is preferably selected from B, Al, Si, Ti, Zr and Sn, is particularly preferably selected among Al, Si, Ti and Zr, in particular, is selected from Si.
  • the composite material according to the invention is characterized in that the metal or semimetal M comprises at least 90 mol%, in particular at least 99 mol%, based on the total amount of M, silicon.
  • the composite material according to the invention comprises as component (C) at least one polyether or at least one polyether-containing radical, the polyether-containing radical being covalently bound to the (semi-) organometallic phase (a) or organic polymer phase (b).
  • component (C) at least one polyether or at least one polyether-containing radical, the polyether-containing radical being covalently bound to the (semi-) organometallic phase (a) or organic polymer phase (b).
  • Polyethers and their preparation are known in principle to the person skilled in the art. Thus, a variety of polyethers is commercially available. Preferably, many of these polyethers contain the monomer units ethylene oxide or propylene oxide, in particular ethylene oxide. Both cyclic and linear polyethers are known. An example of a defined cyclic polyether is, for example, [18] crown-6.
  • linear polyethers are in particular polyalkylene glycols, preferably poly-C 1 -C 4 -alkylene glycols and in particular polyethylene glycols.
  • Polyethylene glycols may contain up to 20 mol% of one or more C 1 -C 4 -alkylene glycols in copolymerized form.
  • polyalkylene glycols are polyalkylene glycols double capped with methyl or ethyl.
  • the molecular weight M w of suitable polyalkylene glycols and in particular of suitable polyethylene glycols may be in the range of at least 200 g / mol up to 100,000 g / mol, preferably from 400 g / mol up to 10,000 g / mol.
  • Polyethers preferred as component (C) are selected from the group of polyethylene glycols, polypropylene glycols and copolymers of ethylene oxide and propylene oxide.
  • polyether-containing radicals their production and handling are also known to the person skilled in the art. Since polyether-containing radicals are derived in principle from a polyether as described above, for example by abstraction of a hydrogen atom from a hydrocarbon fragment or preferably an OH group of the relevant polyether, the polyether-containing radicals are based in particular on the monomer units ethylene oxide or propylene oxide, in particular ethylene oxide ,
  • the polyether-containing radical which is covalently bound to the (semi-) organometallic phase (a) or organic polymer phase (b) is preferably directly via an oxygen atom of the polyether-containing radical or in particular via a divalent hydrocarbon fragment, for example a methylene group, Ethylene group, propylene group or a Phenylengrup- pe connected to one of the two phases.
  • a polyether-containing radical which contains monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide via a C atom with the (semi-) organometallic phase (a), in particular with the metal or semimetal M of the (semi-) organometallic phase (a), in particular with Si, connected.
  • the proportion by weight of the entire component (C), that is to say of the at least one polyether or of the at least one polyether-containing radical, based on the total weight of the composite material is preferably between 5 and 60% by weight, particularly preferably between 30 and 50% by weight.
  • the proportion by weight of the total nanocomposite material (B) based on the total weight of the composite material is preferably at least 20% by weight, more preferably at least 30% by weight and may be up to a maximum of 99% by weight, preferably up to 95% by weight. -%.
  • the composite material according to the invention may optionally comprise at least one lithium salt as component (D).
  • the composite material according to the invention preferably comprises at least one lithium salt as component (D).
  • component (D) is such a lithium salt which is commonly used as a conductive salt in lithium-ion cells.
  • the lithium salt (D) is particularly preferably selected from the group consisting of lithium hexafluorophosphate, lithium perchlorate, lithium hexafluoroarsenate, lithium trifluoromethylsulfonate, lithium (bis (trifluoromethylsulfonyl) imide) and lithium tetrafluoroborate.
  • the composite material according to the invention is characterized in that the lithium salt (D) is selected from the group consisting of lithium hexafluorophosphate, lithium perchlorate, lithium hexafluoroarsenate, lithium trifluoromethylsulfonate, lithium (bis (trifluoromethylsulfonyl) imide) and lithium tetrafluoroborate.
  • the lithium salt (D) is selected from the group consisting of lithium hexafluorophosphate, lithium perchlorate, lithium hexafluoroarsenate, lithium trifluoromethylsulfonate, lithium (bis (trifluoromethylsulfonyl) imide) and lithium tetrafluoroborate.
  • the composite material according to the invention may comprise as further constituent a component (E) which is at least one inorganic (semi-) metal oxide in the form of particles.
  • a component (E) which is at least one inorganic (semi-) metal oxide in the form of particles.
  • inorganic (semi-) metal oxides are silicates, aluminates, titanium dioxides, barium titanate, zirconium dioxide or yttrium oxide.
  • the component (B) of the composite material according to the invention namely the nanocomposite (B), is preferably a polymerization product of at least one monomer AB, which
  • At least one first cationically polymerizable monomer unit A which has a metal or semimetal M
  • At least one second cationically polymerizable organic monomer unit B which is connected via one or more covalent chemical bonds to the polymerizable monomer unit A,
  • the polymerization product is obtained under cationic polymerization conditions under which both the polymerizable monomer unit A and the polymerizable monomer unit B polymerize to break the bond between A and B, and wherein the Monomer AB in the presence of the main body of nonwoven fabric (A), the polyether or the polyether-containing radical (C) and optionally the lithium salt (D) is polymerized.
  • the composite material according to the invention is characterized in that the nanocomposite material (B) is a polymerization product of at least one monomer AB which
  • At least one first cationically polymerizable monomer unit A which has a metal or semimetal M
  • At least one second cationically polymerisable organic monomer unit B which is connected via one or more covalent chemical bonds to the polymerizable monomer unit A,
  • the polymerization product is obtained under cationic polymerization conditions under which polymerize both the polymerizable monomer unit A and the polymerizable monomer unit B breaking the bond between A and B, and wherein the monomer AB in the presence of the base body of nonwoven fabric (A), the polyether or the polyether-containing radical (C) and optionally the lithium salt (D) is polymerized.
  • the preparation of the composite materials according to the invention is achieved by a process which comprises a so-called twin polymerization of the monomers AB explained in more detail below under cationic polymerization conditions, wherein the monomer AB in the presence of the main body of nonwoven fabric (A), the polyether or the polyether-containing radical ( C) and optionally the lithium salt (D) is polymerized.
  • the components (A), (C) and (D) have already been explained in detail above.
  • twin polymerization of so-called “twin monomers” is described, for example, in WO 2010/112581, page 2, line 16 to page 4, line 11 or in WO 201 1/000858, page 14, line 29 to page 16, line 7
  • a twin copolymerization of two different (twin) monomers is explained in detail, for example, in WO 201 1/000858, page 16, line 9 to page 24, line 11.
  • Another object of the present invention is therefore also a method for producing a composite material comprising the components
  • a nanocomposite material wherein the organic polymer phase (b) and the inorganic or (semi-) metal organic phase (a) form substantially co-continuous phase domains, wherein the mean distance between two adjacent domains of identical phases is at most 100 nm;
  • At least one first cationically polymerizable monomer unit A which has a metal or semimetal M
  • At least one second cationically polymerizable organic monomer unit B which is connected via one or more covalent chemical bonds to the polymerizable monomer unit A,
  • the metal or semimetal M of the monomer unit A in the monomers AB is preferably selected from B, Al, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V, As, Sb, Bi and mixtures thereof.
  • M is in particular selected from B, Al, Si, Ti, Zr and Sn, preferably from Al, Si, Ti and Zr, in particular Si. Particularly preferred are at least 90 mol%, especially at least 99 mol% or the total amount of all metals or semimetals M is equal to silicon.
  • the method according to the invention for producing a composite material is characterized in that the metal or semimetal M of the monomer unit A in the monomers AB is selected from B, Al, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V, As, Sb, Bi and mixtures thereof, preferably selected from B, Al, Si, Ti, Zr and Sn, more preferably selected from Al, Si, Ti and Zr, in particular is selected from Si.
  • the method according to the invention for producing a composite material is characterized in that the metal or semimetal M of the monomer unit A is at least 90 mol%, in particular at least 99 mol%, based on the total amount of M, silicon includes.
  • M is a metal or semimetal
  • R, R 2 may be the same or different and each represents a radical
  • radicals R 1 Q and R 2 G together represent a radical of the formula Ia
  • R may be identical or different and are halogen, CN, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy and phenyl are selected and R a , R b have the meanings given above;
  • G is O, S or NH, in particular O;
  • Q is O, S or NH, in particular O;
  • q corresponding to the valence of M is 0, 1 or 2
  • X, Y may be the same or different and each is O, S, NH or a chemical
  • Bond in particular O or a chemical bond
  • R 1 ', R 2 ' may be the same or different and each is C 1 -C 6 -alkyl, C 3 -C 6 -cycloalkyl, a polyether-containing radical containing monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide, and aryl or a radical Ar '-C (R a ', R b ') - are in which Ar' has the meanings given for Ar and R a ', R b ' have the meanings given for R a , R b or R 1 ', R 2 ' together with
  • X and Y are a radical of the formula Ia as defined above; or, when X is oxygen, the radical R 1 'is a radical of the formula Ib: in which q, R 1 , R 2 , R 2 ' , Y, Q and G have the meanings given above and # denotes the bond to X.
  • the moieties corresponding to the radicals R 1 and R 2 G form polymerisable unit (s) B. If X and Y are different from a chemical bond and R 1 ' X and R 2' do not represent inert radicals such as C i C6-alkyl, C3-C6-cycloalkyl or aryl, the radicals R 1 ' X and R 2' Y also form polymerizable unit (s) B. On the other hand forms the metal atom M, optionally together with the groups Q and Y, the Main component of the monomer unit A.
  • an aromatic radical or aryl
  • a carbocyclic aromatic hydrocarbon radical such as phenyl or naphthyl.
  • a heteroaromatic radical or hetaryl is understood as meaning a heterocyclic aromatic radical which generally has 5 or 6 ring members, one of the ring members being a heteroatom which is selected from nitrogen, oxygen and sulfur and, if appropriate 1 or 2 further ring members may be a nitrogen atom and the remaining ring members are carbon.
  • heteroaromatic radicals are furyl, thienyl, pyrrolyl, pyrazolyl, imidazolyl, oxazolyl, isoxazolyl, pyridyl, pyrimidyl, pyrdazinyl or thiazolyl.
  • a condensed aromatic radical or ring is understood as meaning a carbocyclic aromatic, divalent hydrocarbon radical, such as o-phenylene (benzo) or 1,2-naphthylene (naphtho).
  • a fused heteroaromatic radical or ring is understood as meaning a heterocyclic aromatic radical as defined above, in which two adjacent C atoms form the double bond shown in formula Ia or in the formulas I I and I I I.
  • the metal or metalloid M in formula I is in particular for the preferred embodiments of M. given in connection with the description of the composite material.
  • the groups R 1 Q and R 2 G together represent a radical of the formula Ia as defined above, in particular a radical of the formula Iaa:
  • twin monomers of the first embodiment preference is furthermore given to those monomers of the formula I in which q is 0 or 1 and in which the group XR 1 'is a radical of the formula Ia' or Iaa ':
  • M is a metal or semimetal, preferably B, Al, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V,
  • Sb or Bi particularly preferably B, Al, Si, Ti, Zr or Sn, very particularly preferably Al, Si, Ti or Zr, in particular Si;
  • A, A 'independently represent an aromatic or heteroaromatic ring fused to the double bond
  • n are independently 0, 1 or 2, in particular 0;
  • G, G 'independently represent O, S or NH, in particular O or NH and especially O;
  • Q, Q 'independently represent O, S or NH, in particular O;
  • R, R ' are independently halogen, CN, Ci-C6-alkyl, Ci-C6-alkoxy and
  • R a , R b , R a ' , R b' are independently selected from hydrogen and methyl or
  • L represents a group (YR 2 ' ) q in which Y, R 2' and q have the meanings given above and
  • M is a metal or semimetal, preferably B, Al, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V,
  • Sb or Bi particularly preferably B, Al, Si, Ti, Zr or Sn, very particularly preferably Al, Si, Ti or Zr, in particular Si;
  • n are independently 0, 1 or 2, in particular 0;
  • R a , R b , R a ' , R b' are independently selected from hydrogen and methyl or
  • R a and R b and / or R a and R b ' are each together an oxygen atom; in particular, R a , R b , R a ' , R b' are each hydrogen;
  • L is a group (YR 2 ' ) q , wherein Y, R 2' and q have the meanings given above.
  • Such monomers are known from WO2009 / 083082 and WO2009 / 083083 or can be prepared by the methods described therein.
  • Another example of a monomer IIa is 2,2-spirobi [4H-1,2,2-benzodioxaborine] (Bull. Chem. Soc. Jap.
  • the moiety MQQ 'or MO2 forms the polymerizable unit A, whereas the remaining portions of the monomers II and IIa, i. the groups of the formulas Ia and Iaa minus the atoms Q and Q '(or minus the oxygen atom in laa) form the polymerizable units B.
  • M is a metal or semimetal, preferably B, Al, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V,
  • Sb or Bi particularly preferably B, Al, Si, Ti, Zr or Sn, very particularly preferably Al, Si, Ti or Zr, in particular Si;
  • A is an aromatic or heteroaromatic ring fused to the double bond
  • n 0, 1 or 2, in particular 0;
  • G is O, S or NH, in particular O or NH and especially O;
  • Q is O, S or NH, in particular O;
  • R is independently selected from halogen, CN, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy and phenyl and is in particular methyl or methoxy;
  • R a , R b are independently selected from hydrogen and methyl or R a and
  • R c , R d are identical or different and are each selected from C 1 -C 6 -alkyl, C 3 -C 6 -cycloalkyl, polyether-containing radical containing monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide, and aryl and are in particular methyl ,
  • M is a metal or semimetal, preferably B, Al, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V,
  • Sb or Bi particularly preferably B, Al, Si, Ti, Zr or Sn, very particularly preferably Al, Si, Ti or Zr, in particular Si;
  • n 0, 1 or 2, in particular 0;
  • G is O, S or NH, in particular O or NH and especially O;
  • Radicals R are independently halogen, CN, Ci-C6-alkyl, Ci-C6-alkoxy and
  • Phenyl selected and are in particular methyl or methoxy
  • R a , R b are independently selected from hydrogen and methyl or R a and
  • R c , R d are identical or different and in each case selected from Ci-C6-alkyl, C3-C6-cycloalkyl, polyether-containing radical containing monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide, and aryl and are in particular for methyl.
  • Such monomers are known, for example, from Wieber et al. Journal of Organometallic Chemistry, 1, 1963, 93, 94. Further examples of monomers Ia are 2,2-diphenyl [4H-1,2,2-benzodioxasiline] (J. Organomet. Chem. 71 (1974) 225);
  • the monomers of the formula III or IIIa are preferably not copolymerized alone but in combination with the monomers of the formulas II or IIa.
  • the monomers AB of the general formula I are those which are described by the general formula IV,
  • M is a metal or semimetal, preferably B, Al, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V,
  • Sb or Bi particularly preferably B, Al, Si, Ti, Zr or Sn, very particularly preferably Al, Si, Ti or Zr, in particular Si;
  • Ar, Ar ' are the same or different and are each an aromatic or heteroaromatic ring which optionally has 1 or 2 substituents which are listed under
  • Halogen, CN, Ci-C6-alkyl, Ci-C6-alkoxy and phenyl are selected;
  • R a , R b , R a ' , R b' are independently selected from hydrogen and methyl or
  • R a and R b and / or R a ' and R b' each together represent an oxygen atom; q corresponding to the valence of M is 0, 1 or 2;
  • X, Y may be the same or different and represent O, S, NH or a chemical bond
  • R 1 ' , R 2' may be the same or different and each is C 1 -C 6 -alkyl, C 3 -C 6 -cycloalkyl, a polyether-containing radical containing monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide, and aryl or a radical Ar "-C (R a” , R b " ) - in which Ar” has the meanings given for Ar and R a " ,
  • R b "have the meanings given for R a , R b or R 1 ' , R 2' together with X and Y represent a radical of the formula A as defined above.
  • the monomer AB is not copolymerized alone but in combination with at least one monomer A1 B1, wherein the monomer AB is at least a first cationically polymerizable monomer unit A, which is a metal or semimetal M and at least one of M covalently via a C atom-bonded radical selected from the group Ci-C2o hydrocarbon radical and polyether-containing radical having.
  • the method according to the invention for producing a composite material is characterized in that it is in the polymerization of at least one monomer AB to a copolymerization of at least one monomer AB, the
  • At least one first cationically polymerizable monomer unit A which is a metal or metalloid M and at least one M bonded to M, bonded via a carbon atom selected from the group Ci-C2o-hydrocarbon radical, preferably Ci-C4-alkyl, especially methyl, and polyether -containing radical, in particular a polyether-containing radical containing monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide, preferably ethylene oxide, and
  • At least one second cationically polymerisable organic monomer unit B which is connected via one or more covalent chemical bonds to the polymerisable unit A,
  • At least one second cationically polymerizable organic monomer unit B1 which is connected to the polymerizable monomer unit A1 via one or more covalent chemical bonds,
  • the copolymerization of the monomers AB with the monomers A1 B1 is characterized in that M in the monomers AB and in the monomers A1 B1 independently of one another represents Si, Al, Ti or Zr, in particular Si, and the cationically polymerizable organic Monomer units B and B1 in the corresponding monomers AB and A1 B1 are each covalently bonded to M via one or more oxygen atoms.
  • the copolymerization of the monomers AB with the monomers A1 B1 is characterized in that in the monomer AB the metal or semimetal M is Si and the monomer unit A is two identical or different, in each case via a carbon atom Si has bonded radicals which are selected from the group consisting of C 1 -C 18 -alkyl, vinyl, C 6 -C 10 -aryl, C 7 -C 14 -alkylaryl and polyether-containing radical containing monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide, in particular special ethylene oxide.
  • the monomer A1 B1 is in principle defined as the monomer AB and can generally also be described by the general formula I. More preferably, the monomer A1 B1 is characterized by the general formulas II or IIa described above.
  • monomers AB or A1 B1 of the general formula I preference is given to 2,2'-spiro [4H-1,2,2-benzodioxasiline], 2,2-dimethyl- [4H-1,2,2-benzodioxasiline], 2 2-diphenyl- [41-1-1,2,2-benzodioxasiline], 2,2-dialkyl- [4H-1,2,2-benzodioxasiline], 2-alkyl-2-methyl- [4H-1,3 , 2-benzodioxasilin], 2-methyl-2-vinyl- [4H-1, 3,2-benzodioxasilin] or the compounds mentioned in WO 201/000858 on page 20, lines 7 to 18 in the polymerization step for the preparation of
  • the molar ratio of the two monomers can be varied within a wide range.
  • the molar ratio of the monomers AB and A1 B1 to one another is in the range from 5:95 to 9: 1, frequently in the range from 1: 9 to 4: 1 or 1: 4 to 2: 1, in particular in the range from 1: 2 to 6: 4.
  • AB is a monomer containing a polyether-containing radical of AB are used at most 50 wt .-% based on the total weight of the monomers used and at the same time at least 50 wt .-% of a Monomers A1 B1 of the general formula II or IIa used.
  • the polymerization of at least one monomer AB or the copolymerization of at least one monomer AB with at least one monomer A1 B1 can advantageously be carried out in the presence of a polyether, whereby the component (C) contained in the composite material is then added to the polyether used in the process equivalent.
  • the monomer AB does not have to contain a polyether-containing radical.
  • the polyethers which can be used as component (C) and their preferred embodiments have already been explained in connection with the description of component (C) of the composite material according to the invention.
  • component (C) is a polyether selected from the group comprising polyethylene glycols, polypropylene glycols and copolymers of ethylene oxide and propylene oxide.
  • the inventive method for producing a composite material is characterized in that the polymerization in the presence of another component (E), which is at least one inorganic (semi-) metal oxide in the form of particles is performed.
  • another component (E) which is at least one inorganic (semi-) metal oxide in the form of particles. Examples of such particles have already been mentioned above in connection with the description of component (E) of the composite material according to the invention.
  • the polymerization conditions are selected in the process according to the invention such that in the copolymerization of the monomers AB and A1 B1 the monomer units which carry the inorganic form nic or (semi-) organometallic phase (a), and polymerize monomer units which form the organic polymer phase (b), ie the cationically polymerizable organic moiety synchronously.
  • the term "synchronous” does not necessarily mean that the polymerization of the first and second monomer units proceeds at the same rate. Rather, “synchronous” means that the polymerization of the first and second monomer units are kinetically coupled and triggered by the same polymerization conditions.
  • a synchronous polymerization is ensured if the copolymerization is carried out under cationic polymerization conditions.
  • the copolymerization of the monomers AB and A1 B1, in particular the copolymerization of the monomers of the previously defined general formulas III or IIIa with monomers of the general formulas II or IIa, is carried out in particular under protic catalysis or in the presence of aprotic Lewis acids.
  • Preferred catalysts here are Bronsted acids, for example organic carboxylic acids such as.
  • Trifluoroacetic acid Trifluoroacetic acid, trichloroacetic acid, formic acid, chloroacetic acid, dichloroacetic acid, hydroxyacetic acid (glycolic acid), lactic acid, cyanoacetic acid, 2-chloropropanoic acid, 2,3-bishydroxypropanoic acid, malic acid, tartaric acid, mandelic acid, benzoic acid or o-hydroxybenzoic acid, as well as organic sulfonic acids such as methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid or toluenesulfonic acid. Also suitable are inorganic Bronsted acids such as HCl, H2SO4 or HCIO4.
  • Lewis acid for example, BF3, BC, SnCU, TiCU, or AICI3 can be used.
  • the use of complexed or dissolved in ionic liquids Lewis acids is also possible.
  • the acid is usually used in an amount of 0.1 to 10 wt .-%, preferably 0.5 to 5 wt .-%, based on the total weight of the monomers.
  • Preferred catalysts are organic carboxylic acids, in particular organic carboxylic acids having a pKa value (25 ° C) in the range of 0 to 5, especially 1 to 4, z.
  • the polymerization can be carried out in bulk or preferably at least partially in an inert solvent or diluent.
  • Suitable solvents or diluents are organic solvents, for example halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, trichloromethane, dichloroethene, chlorobutane or chlorobenzene, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylenes, cumene or tert-butylbenzene, aliphatic and cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclohexane or hexane, cyclic or alicyclic Ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, diethyl ether, methyl tert-butyl ether, ethyl tert-butyl ether, diisopropyl ether and mixtures of the abovementioned organic solvents.
  • organic solvents in which the monomers AB and A1B1 are sufficiently soluble under polymerization conditions include in particular aromatic hydrocarbons, cyclic and alicyclic ethers and mixtures of these solvents.
  • the polymerization of the monomer AB or the copolymerization of the monomers AB and A1 B1 is carried out in the substantial absence of water, i. H. the concentration of water at the beginning of the polymerization is less than 0.1% by weight.
  • monomers AB and A1 B1 or as monomers of the formula I those monomers are preferred which do not split off any water under polymerization conditions. These include in particular the monomers of the formulas II, IIa, III and IIIa.
  • the polymerization can in principle be carried out in a wide temperature range, preferably in the range from 0 to 200 ° C., in particular in the range from 20 to 120 ° C.
  • the inventive method for producing a composite material is characterized in that the polymerization is carried out at a temperature between 0 and 200 ° C.
  • the process according to the invention for producing a composite material is preferably carried out in such a way that the composite material which forms during the polymerization is produced directly in the form of a thin layer.
  • a base body of nonwoven fabric with the starting compounds of the other components, that is in particular the monomer AB or the monomers AB and A1 B1 and optionally the polyether as component (C), the conductive salt (D) and / or the loaded inorganic (half) metal oxide particles (E) and in a second process step, the monomer AB or the monomers AB and A1 B1 to the nanocomposite material (B) is reacted in which the components (C), (D) and (E ) are chemically embedded unchanged.
  • a nonwoven fabric can be loaded or filled partially or completely with the necessary starting components by impregnation, brushing, doctor blade methods, calendering methods or combinations thereof.
  • a nonwoven fabric filled in this way is then subjected to conditions under which the polymerization or copolymerization takes place.
  • the resulting composite materials are particularly suitable as a separator or as part of a separator in electrochemical cells.
  • batteries, capacitors and batteries secondary batteries of any kind, especially alkali metal cells or batteries such.
  • lithium, lithium ion, lithium-sulfur and alkaline earth batteries and accumulators and in the form of high-energy or high-performance systems, as well as electrolytic capacitors and double-layer capacitors, which are called Supercaps, Goldcaps, BoostCaps or Ultracaps are known.
  • Another object of the present invention is a use of the above-described composite material according to the invention as a separator or as part of a separator in electrochemical cells, fuel cells or supercapacitors.
  • a separator for an electrochemical cell in particular consisting of the above-described composite material according to the invention.
  • the present invention is a fuel cell, a battery or a capacitor, comprising at least one separator according to the invention, as described above.
  • the composite materials according to the invention are suitable for electrochemical cells which are based on the transfer of alkali metal ions, in particular for lithium metal, lithium sulfur and lithium ion cells or batteries and especially for lithium ion secondary cells or Secondary batteries.
  • Particularly suitable are the composite materials according to the invention for electrochemical cells from the group of lithium-sulfur cells.
  • the subject of the present invention is an electrochemical cell containing
  • the electrochemical cell according to the invention in particular a rechargeable electrochemical cell, is preferably one in which charge transport within the cell is decisively effected by lithium cations.
  • Particularly preferred electrochemical cells are therefore lithium-ion cells, in particular lithium-ion secondary cells, which have at least one separator layer, which is composed of the composite materials according to the invention.
  • Such cells generally have at least one anode suitable for lithium-ion cells, a cathode suitable for lithium-ion cells, an electrolyte and at least one separator layer arranged between the anode and the cathode and comprising composite materials according to the invention.
  • suitable cathode materials suitable anode materials, suitable electrolytes and possible arrangements, reference is made to the relevant prior art, eg. B. on appropriate monographs and reference works: z. Wakihara et al.
  • cathodes in which the cathode material comprises a lithium transition metal oxide, eg. As lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium cobalt nickel oxide, lithium manganese oxide (spinel), lithium nickel cobalt alumina, lithium nickel-cobalt manganese oxide, or lithium vanadium oxide, a lithium sulfide or lithium polysulfide such as L12S, L12S8, L12S6, L12S4, or L12S3, or a lithium transition metal phosphate such as lithium iron phosphate as the electroactive component. Also suitable are cathode materials containing iodine, oxygen, sulfur and the like as the electroactive component.
  • a lithium transition metal oxide eg.
  • lithium cobalt oxide lithium nickel oxide, lithium cobalt nickel oxide, lithium manganese oxide (spinel), lithium nickel cobalt alumina, lithium nickel-cobalt manganese oxide, or lithium vanadium oxide
  • a lithium sulfide or lithium polysulfide such as
  • the electrochemical cell according to the invention also contains at least one anode (Y).
  • anode (Y) may be selected from anodes of carbon, anodes containing Sn or Si, and anodes containing lithium titanate of formula Li 4 + x Ti 5 O 2 with x equal to a numerical value of> 0 to 3
  • carbon anodes may be selected from hard carbon, soft carbon, graphene, graphite, and especially graphite, intercalated graphite, and mixtures of two or more of the aforementioned carbons.
  • Anodes containing Sn or Si can be selected, for example, from nanoparticulate Si or Sn powder, Si or Sn fibers, carbon-Si or carbon-Sn composite materials and Si-metal or Sn metal alloys.
  • the electrochemical cell according to the invention is characterized in that anode (Y) is selected from anodes of carbon, anodes containing Sn or Si, and anodes, the lithium titanate of formula Li4 + xTi 5 0i2 with x being equal a numerical value of> 0 to 3.
  • anodes and cathodes may also contain other ingredients, for example
  • electrically conductive or electroactive components such as carbon black, graphite, carbon fibers, nanocarbon fibers, nanocarbon tubes or electrically conductive polymers;
  • Binder such as polyethylene oxide (PEO), cellulose, carboxymethylcellulose (CMC), polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, polyacrylonitrile-methyl methacrylate, polytetrafluoroethylene rafluoroethylene, styrene-butadiene copolymers, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymers, polyvinylidene difluoride (PVdF), polyvinylidene difluoride-hexafluoropropylene copolymers (PVdF-HFP), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymers, tetrafluoroethylene, perfluoroalkyl-vinyl ether copolymers, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene Copolymers, ethylene-tetrafluoroethylene copolymers, vinylidene fluoride-chlorotri
  • Copolymers ethylene-chlorofluoroethylene copolymers, ethylene-acrylic acid copolymers (with and without inclusion of sodium ions), ethylene-methacrylic acid copolymers (with and without inclusion of sodium ions), ethylene-methacrylic acid ester copolymers (with and without inclusion of sodium ions), Polyimides and polyisobutene.
  • the two electrodes, d. H. the anode and the cathode are connected together using a separator according to the invention and a liquid or else solid electrolyte in a manner known per se.
  • a separator according to the invention for example, a composite material according to the invention on one of the two electrodes, which is provided with a current conductor, (anode or cathode) apply, for. B. laminate, soak with the electrolyte, and then apply the oppositely charged electrode, which is provided with a current collector, wrap the resulting sandwich if necessary, and bring in a battery case.
  • non-aqueous solutions water content of generally ⁇ 20 ppm
  • lithium salts and molten Li salts are suitable as liquid electrolytes, eg.
  • a separator layer according to the invention is arranged, which is soaked in the rule with the liquid, in particular a liquid organic electrolyte.
  • Another object of the present invention is the use of electrochemical cells according to the invention in lithium-ion batteries.
  • Another object of the present invention are lithium-ion batteries, containing at least one electrochemical cell according to the invention.
  • Inventive electrochemical cells can be combined with one another in lithium-ion batteries according to the invention, for example in series connection or in parallel connection. Series connection is preferred.
  • Another object of the present invention is the use of electrochemical cells according to the invention as described above in automobiles, electric motor-powered two-wheelers, aircraft, ships or stationary energy storage.
  • Another object of the present invention is therefore also the use of lithium-ion batteries according to the invention in devices, in particular in mobile devices. Examples of mobile devices are vehicles, for example automobiles, two-wheeled vehicles, aircraft or watercraft, such as boats or ships. Other examples of mobile devices are those that you move yourself, such as computers, especially laptops, phones or electrical tools, for example, in the field of construction, in particular drills, cordless screwdrivers or cordless tackers.
  • lithium ion batteries according to the invention which contain separator according to the invention, in devices offers the advantage of a longer running time before recharging, a lower capacity loss with longer term and a reduced risk of self-discharge and destruction of the cell caused by short circuit. If one wanted to realize an equal running time with electrochemical cells with a lower energy density, then one would have to accept a higher weight for electrochemical cells.
  • the monomers AB which can be used in the process according to the invention for producing the composite material according to the invention, which contain at least one polyether-containing radical, are new.
  • Such special monomers AB can be prepared by known methods which can also be used for the preparation of the monomers AB known from the literature, the introduction of the polyether-containing radical being carried out by methods which are known to a person skilled in the art, in particular to an organic chemist.
  • Another object of the present invention is also a monomer AB, the
  • At least one first cationically polymerizable monomer unit A which has a metal or semimetal M
  • At least one second cationically polymerizable organic monomer unit B which is connected via one or more covalent chemical bonds to the metal or metalloid M of the polymerizable monomer unit A,
  • the monomer AB contains at least one polyether-containing radical.
  • a monomer AB according to the invention in which M is Si, the cationically polymerizable organic monomer unit B is covalently bonded to M via two oxygen atoms and the monomer unit A has two identical or different radicals which are bonded to Si via a carbon atom are from the group consisting of Ci-cis-alkyl, vinyl, C6-C10 aryl, C7-C14 alkylaryl and polyether-containing radical containing monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide, wherein at least one of the two via a C-atom bonded to Si is a polyether-containing radical.
  • monomer AB is selected from compounds of general formula IIIa '
  • R may be the same or different and are selected from halogen, CN, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy and phenyl,
  • n 0, 1 or 2, in particular 0,
  • R a , R b independently of one another represent hydrogen or methyl, in particular hydrogen
  • Rr is C 1 -C 6 -alkyl, C 3 -C 6 -cycloalkyl, a polyether-containing radical bonded via a carbon atom, containing monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide, and aryl or a radical Ar'-C (R a ').
  • R b ' ) - are, in which Ar' has the meanings given for Ar and R a ' , R b' have the meanings given for R a , R b , and
  • R 2 ' is a bonded via a carbon atom polyether-containing radical containing monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide, in particular ethylene oxide.
  • 'R is preferably C 1 -C 6 -alkyl, in particular methyl.
  • preferred monomer AB is characterized in that the polyether-containing radical bonded to Si via a C atom is a radical of the formula C-PEG, wherein
  • o is 0 or an integer from 1 to 18, preferably 1 to 6, in particular 1
  • n is an integer from 1 to 100, preferably 5 to 50, in particular 8 to 30.
  • the invention is illustrated by the following, but not limiting examples of the invention.
  • R3S1CH2CH2CH2OR 1, 4-1, 5 ppm (2 H, m, R3S1CH2CH2CH2OR), 3.15 ppm (3H, s, -OCH3), 3.2 - 3.3 ppm (2H, dd, R3S1CH2CH2CH2OR), 3, 3 - 3.5 (44H, m, R (OCH 2 CH 2 ) 2 OCH 3), 4.75 ppm (2
  • R3S1CH2CH2CH2OR 1, 3 -1, 4 ppm (2 H, m, R3S1CH2CH2CH2OR), 3.05 ppm (3H, s, -OCH3), 3.1-3.2 ppm (2H, dd, R3S1CH2CH2CH2OR) 3.3 to 3.5 (88H, m, R (OCH2CH2) 22 OCH 3), 4.6 ppm (2 H, s, Ar-CH 2 -O), 6.5 to 6.9 ppm (4H, m, Ar-H).
  • Polyethylene glycol methyl ether having a molecular weight of about 500 g / mol (commercially available as Pluriol A 500E ® from BASF SE) and Lithiumtrifluorsulfonklaimid (LiTFSI) were homo genie carbonized at 85 ° C. To this was added 266 mg (1.6 mmol) of 2,2-dimethyl- [4H-1,2,3-benzodioxasiline] (prepared according to Tetrahedron Lett. 24 (1983) 1273).
  • the reactive monomer mixture was polymerized for 10 minutes at 95 ° C. and fractionated onto a metal plate with PET nonwoven (commercially available as fleece "PES20" from APODIS Filtertechnik OHG, 8 g / m.sup.2, thickness ) , prewarmed to 95 ° C. in the desiccator 20 ⁇ , 5 x 3.5 cm surface), so that sheet-like composite materials were obtained with layer thicknesses of 30 to 90 ⁇ then polymerized in a drying oven at 95 ° C for 3 h under a stream of nitrogen and then annealed at 195 ° C for After 30 minutes under vacuum.
  • PET nonwoven commercially available as fleece "PES20" from APODIS Filtertechnik OHG, 8 g / m.sup.2, thickness
  • Electrolyte 1 M LiTFSI in dioxolane and dimethyl ether (1: 1 vol / vol)

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Abstract

A composite which comprises at least one base body composed of nonwoven as component (A), at least one nanocomposite as component (B), at least one polyether or at least one polyether-comprising radical as component (C) and optionally a lithium salt as component (D) is provided. A process for producing the composite, its use in separators for electrochemical cells and compounds which can be used for producing nanocomposites (B) are also provided.

Description

Kompositmaterial, dessen Herstellung und dessen Verwendung in Separatoren für elektrochemische Zellen  Composite material, its preparation and its use in separators for electrochemical cells

Beschreibung description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Kompositmaterial, das mindestens einen Grundkörper aus Vliesstoff als Komponente (A), mindestens ein Nanokompositmaterial als Komponente (B), mindestens einen Polyether oder mindestens einen Polyether-haltigen Rest als Komponente (C) und gegebenenfalls ein Lithiumsalz als Komponente (D) umfasst. The present invention relates to a novel composite material comprising at least one base body of nonwoven fabric as component (A), at least one nanocomposite material as component (B), at least one polyether or at least one polyether-containing radical as component (C) and optionally a lithium salt as component (D).

Weiterhin betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung des neuen Kompositmaterials, seine Verwendung in Separatoren für elektrochemische Zellen sowie spezielle Ausgangsverbindungen, die zur Herstellung von Nanokompositmaterial (B) eingesetzt werden können. Furthermore, the invention also relates to a process for the preparation of the new composite material, its use in separators for electrochemical cells and special starting compounds which can be used for the production of nanocomposite material (B).

Energie zu speichern, ist schon seit langer Zeit ein Gegenstand wachsenden Interesses. Elekt- rochemische Zellen, beispielsweise Batterien oder Akkumulatoren, können zur Speicherung von elektrischer Energie dienen. Besonderes Interesse genießen seit neuerer Zeit die sogenannten Lithium-Ionen-Batterien. Sie sind in einigen technischen Aspekten den herkömmlichen Batterien überlegen. So kann man mit ihnen Spannungen erzeugen, die mit Batterien auf der Grundlage von wässrigen Elektrolyten nicht zugänglich sind. Saving energy has long been an object of growing interest. Electro-chemical cells, for example batteries or accumulators, can serve to store electrical energy. Of particular interest since recently the so-called lithium-ion batteries. They are superior in some technical aspects to conventional batteries. So you can create with them voltages that are not accessible with batteries based on aqueous electrolytes.

Herkömmliche Lithium-Ionen-Akkumulatoren, die eine Kohlenstoff-Anode und eine auf Metalloxiden basierende Kathode aufweisen, sind jedoch in ihrer Energiedichte begrenzt. Neue Dimensionen bezüglich der Energiedichte wurden durch Lithium-Schwefel-Zellen eröffnet. In Lithium-Schwefel-Zellen wird Schwefel in der Schwefel-Kathode über Polysulfidionen zu S2_ reduziert, die beim Laden der Zelle wieder unter Ausbildung von Schwefel-Schwefel-Bindungen oxidiert werden. However, conventional lithium-ion secondary batteries having a carbon anode and a metal oxide-based cathode are limited in their energy density. New dimensions in energy density were opened by lithium-sulfur cells. In lithium-sulfur cells, sulfur in the sulfur cathode is reduced via polysulfide ions to S 2_ , which are oxidized again during charging of the cell to form sulfur-sulfur bonds.

In elektrochemischen Zellen werden die positiv und negativ geladenen Elektrodenmassen zur Vermeidung einer internen Entladung mechanisch durch nicht elektrisch leitende Schichten, sogenannte Separatoren, voneinander getrennt. Durch ihre poröse Struktur ermöglichen diese Separatoren den Transport ionischer Ladungen als Grundvoraussetzung für die laufende Stromentnahme während des Batteriebetriebes. Grundlegende Anforderungen an Separatoren bestehen in der chemischen und elektrochemischen Stabilität gegenüber den aktiven Elektrodenmassen sowie dem Elektrolyt. Zudem muss eine hohe mechanische Belastbarkeit gegen- über den während des Batteriezellherstellungsprozesses auftretenden Zugkräften gegeben sein. Auf struktureller Ebene ist eine hohe Porosität zur Absorption des Elektrolyten zur Gewährleistung einer hohen lonenleitfähigkeit erforderlich. Gleichzeitig müssen Porengröße und die Struktur der Kanäle das Wachstum von Metalldendriten zur Vermeidung eines Kurzschlusses effektiv unterdrücken, so wie in Journal Power Sources 2007, 164, 351 -364 beschrieben. In electrochemical cells, the positively and negatively charged electrode masses are mechanically separated from one another by nonelectrically conductive layers, so-called separators, to avoid an internal discharge. Due to their porous structure, these separators enable the transport of ionic charges as a basic requirement for the ongoing current drain during battery operation. Basic requirements for separators consist in the chemical and electrochemical stability compared to the active electrode materials and the electrolyte. In addition, there must be a high mechanical load capacity compared with the tensile forces occurring during the battery cell production process. At a structural level, high porosity is required to absorb the electrolyte to ensure high ionic conductivity. At the same time, pore size and the structure of the channels must effectively suppress the growth of metal dendrites to avoid shorting, as described in Journal Power Sources 2007, 164, 351-364.

Separatoren als mikroporöse Schichten bestehen häufig entweder aus einer Polymermembran oder einem Vliesstoff. Derzeit werden üblicherweise Polymermembranen basierend auf Polyethylen und Polypropylen als Separatoren in elektrochemischen Zellen eingesetzt, wobei diese Membranen eine mangelnde Beständigkeit bei erhöhten Temperaturen von 130 bis 150 °C zeigen. Eine Alternative zu den häufig eingesetzten Polyolefinseparatoren sind Separatoren auf Basis von Vliesstoffen, die mit keramischen Partikeln gefüllt und zusätzlich mit einem anorganischen Bindemittel aus Oxiden der Elemente Silizium, Aluminium und/oder Zirkon fixiert sind, wie in DE10255122 A1 , DE10238941 A1 , DE10208280 A1 , DE10208277 A1 und WO 2005/038959 A1 beschrieben. Die mit keramischen Partikeln gefüllten Vliese weisen jedoch erhöhte Flächen- gewichte und größere Dicken im Vergleich zu den ungefüllten Vliesen auf. Separators as microporous layers often consist of either a polymer membrane or a nonwoven fabric. Currently, polymer membranes based on polyethylene and polypropylene are commonly used as separators in electrochemical cells, which membranes exhibit a lack of resistance at elevated temperatures of 130 to 150 ° C. An alternative to the frequently used polyolefin separators are separators based on nonwovens, which are filled with ceramic particles and additionally fixed with an inorganic binder of oxides of the elements silicon, aluminum and / or zirconium, as in DE10255122 A1, DE10238941 A1, DE10208280 A1, DE10208277 A1 and WO 2005/038959 A1. However, the nonwovens filled with ceramic particles have increased surface weights and greater thicknesses in comparison with the unfilled nonwovens.

WO 2009/033627 offenbart eine Lage, die als Separator für Lithium-Ionen-Batterien eingesetzt werden kann. Sie umfasst ein Vlies sowie in das Vlies eingelagerte Partikel, die aus organischen Polymeren und gegebenenfalls zum Teil aus anorganischem Material bestehen. Durch derartige Separatoren sollen Kurzschlüsse, die durch Metalldendriten verursacht werden, vermieden werden. In WO 2009/033627 sind jedoch keine Langzeit-Zyklisierungs-Experimente offenbart. WO 2009/033627 discloses a sheet which can be used as a separator for lithium-ion batteries. It comprises a nonwoven as well as embedded in the nonwoven particles, which consist of organic polymers and optionally partly of inorganic material. Such separators are intended to avoid short circuits caused by metal dendrites. In WO 2009/033627, however, no long-term cyclization experiments are disclosed.

WO 2009/103537 offenbart eine Lage mit einem Grundkörper, der Poren aufweist, wobei die Lage weiterhin einen Binder aufweist, der vernetzt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Grundkörper zumindest teilweise mit Partikeln gefüllt. Die offenbarten Lagen können als Separatoren in Batterien eingesetzt werden. In WO 2009/103537 werden jedoch keine elektrochemischen Zellen mit den beschriebenen Lagen hergestellt und untersucht. WO 201 1/000858 beschreibt ein poröses Folienmaterial, das wenigstens eine kohlenstoffhaltige Halbmetalloxidphase umfasst und als Separator in wiederaufladbaren Lithiumionen-Zellen eingesetzt werden kann. Die kohlenstoffhaltige Halbmetalloxidphase wird durch eine sogenannte Zwillingspolymerisation erhalten, die von S. Spange et al. in Angew. Chem. Int Ed., 46 (2007) 628-632 beschrieben wird. WO 2009/103537 discloses a sheet having a base body having pores, the sheet further comprising a binder which is crosslinked. In a preferred embodiment, the base body is at least partially filled with particles. The disclosed layers can be used as separators in batteries. In WO 2009/103537, however, no electrochemical cells are produced and investigated with the layers described. WO 201/000858 describes a porous film material comprising at least one carbon-containing Halbmetalloxidphase and can be used as a separator in rechargeable lithium-ion cells. The carbonaceous semimetal oxide phase is obtained by a so-called twin polymerization described by S. Spange et al. in Angew. Chem. Int Ed., 46 (2007) 628-632.

Die aus der Literatur bekannten Separatoren weisen im Hinblick auf eine oder mehrere der für die Separatoren gewünschten Eigenschaften wie geringe Dicke, niedriges Flächengewicht, gute mechanische Stabilität während der Verarbeitung, z. B. hohe Flexibilität oder geringer Abrieb, oder im Batteriebetrieb gegenüber Metalldentritenwachstum, gute Temperaturbeständigkeit, geringes Schrumpfverhalten, hohe Porosität, gute lonenleitfähigkeit sowie gute Benetzbarkeit mit den Elektrolytflüssigkeiten , noch Defizite auf. Letztendlich sind einige der Defizite der Separatoren für eine verringerte Lebensdauer der sie enthaltenden elektrochemischen Zellen verantwortlich. Weiterhin müssen Separatoren prinzipiell gegenüber den Kathodenmaterialien, den Anodenmaterialien und den Elektrolyten nicht nur mechanisch sondern auch chemisch stabil sein. Im Bereich der Lithium-Schwefel-Zellen sind Separatoren gewünscht, die auch den frühzeitigen Zelltod von Lithium-Schwefel-Zellen verhindern, der insbesondere durch die Wanderung von Polysulfid-Ionen von der Kathode zur Anode begünstigt wird. Es bestand also die Aufgabe, einen kostengünstigen Separator für eine langlebige elektrochemische Zelle, insbesondere eine Lithium-Schwefel-Zelle, bereit zu stellen, der gegenüber einer oder mehrerer Eigenschaften eines bekannten Separators Vorteile aufweist, insbesondere einen Separator, der eine gute Lithiumionen-Durchlässigkeit, hohe Temperaturstabilität und gute mechanische Eigenschaften zeigt. The separators known from the literature have with regard to one or more of the desired properties for the separators such as low thickness, low basis weight, good mechanical stability during processing, for. As high flexibility or low abrasion, or in battery operation against metal dendrite growth, good temperature resistance, low shrinkage behavior, high porosity, good ion conductivity and good wettability with the electrolyte liquids, still deficits. Finally, some of the deficiencies of the separators are responsible for a reduced lifetime of the electrochemical cells containing them. Furthermore, separators must in principle be not only mechanically but also chemically stable with respect to the cathode materials, the anode materials and the electrolyte. In the field of lithium-sulfur cells separators are desired, which also prevent the early cell death of lithium-sulfur cells, which is favored in particular by the migration of polysulfide ions from the cathode to the anode. It is an object of the present invention to provide a low-cost separator for a long-lived electrochemical cell, in particular a lithium-sulfur cell, which has advantages over one or more properties of a known separator, in particular a separator having a good lithium-ion permeability, high temperature stability and good mechanical properties shows.

Diese Aufgabe wird durch ein Kompositmaterial, umfassend Komponenten This object is achieved by a composite material comprising components

(A) mindestens einen Grundkörper aus Vliesstoff; (A) at least one base body made of nonwoven fabric;

(B) mindestens ein Nanokompositmatenal, enthaltend (B) at least one nanocomposite material containing

(a) wenigstens eine anorganische oder (halb-)metallorganische Phase (a), welche wenigstens ein Metall oder Halbmetall M enthält; und  (a) at least one inorganic or (semi-) organometallic phase (a) containing at least one metal or metalloid M; and

(b) wenigstens eine organische Polymerphase (b), worin die organische Polymerphase (b) und die anorganische oder (halb-)metall-organische Phase (a) im Wesentlichen co-kontinuierliche Phasendomänen bilden, wobei der mittlere Abstand zweier benachbarter Domänen identischer Phasen maximal 100 nm beträgt;  (b) at least one organic polymer phase (b), wherein the organic polymer phase (b) and the inorganic or (semi-) metal organic phase (a) form substantially co-continuous phase domains, wherein the mean distance between two adjacent domains of identical phases maximum 100 nm;

(C) mindestens einen Polyether oder mindestens einen Polyether-haltigen Rest, wobei der Polyether-haltige Rest an der (halb-)metallorganischen Phase (a) oder organischen Polymerphase (b) kovalent gebunden ist; und (C) at least one polyether or at least one polyether-containing radical, wherein the polyether-containing radical is covalently bound to the (semi-) organometallic phase (a) or organic polymer phase (b); and

(D) optional mindestens ein Lithiumsalz, gelöst. (D) optionally at least one lithium salt dissolved.

Bei den erfindungsgemäßen Kompositmaterialien handelt es sich um Verbundwerkstoffe, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch erfindungsgemäße Kompositmaterialien genannt werden. Unter Verbundwerkstoffen werden im Allgemeinen Materialien verstanden, die feste Mischungen sind, die man manuell nicht trennen kann und die andere Eigenschaften haben als die Einzelkomponenten. Speziell handelt es sich bei erfindungsgemäßen Kompositmaterialien um Faserverbundwerkstoffe. The composite materials according to the invention are composite materials which in the context of the present invention are also called composite materials according to the invention. Composite materials are generally understood to mean materials which are solid mixtures which can not be separated manually and which have different properties than the individual components. Specifically, composite materials according to the invention are fiber composites.

In Abhängigkeit vom Gesamtvolumen des Grundkörpers aus Vliesstoff (A) zum Gesamtvolumen des Nanokompositmaterials (B) sowie in Abhängigkeit der Methode zum in Kontaktbringen der Komponente (A) mit der Komponente (B) kann der Grundkörper aus Vliesstoff (A) teilweise bis vollständig von dem Nanokompositmatenal (B) durchdrungen sein. Dabei kann der Grundkörper aus Vliesstoff symmetrisch oder unsymmetrisch durchdrungen sein, das heißt, dass gegenüberliegende Seiten des Grundkörpers aus Vliesstoff sich voneinander unterscheiden können. Depending on the total volume of the base body made of nonwoven fabric (A) to the total volume of the nanocomposite material (B) and depending on the method for contacting the component (A) with the component (B), the main body of nonwoven fabric (A) partially to completely from the Nanocomposite matenal (B) be penetrated. In this case, the main body of nonwoven fabric can be penetrated symmetrically or asymmetrically, that is, opposite sides of the body of nonwoven fabric can differ from each other.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet sich das erfindungsgemäße Kompositmaterial dadurch aus, dass der Grundkörper aus Vliesstoff (A) zumindest teilweise, vorzugsweise zu mehr als 50%, insbesondere vollständig von dem Nanokompositmatenal (B) durchdrungen ist. Das erfindungsgemäße Kompositmaterial umfasst als Komponente (A) mindestens einen Grundkörper aus Vliesstoff, im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch kurz Vliesstoff (A) genannt. Vliesstoffe und ihre Herstellung sind dem Fachmann bekannt. Kommerziell ist eine große Auswahl an Vliesstoffen erhältlich. So kann ein Vliesstoff aus anorganischen oder organischen Materialien, bevorzugt aus organischen Materialien hergestellt werden. In one embodiment of the present invention, the composite material according to the invention is characterized in that the base body of nonwoven fabric (A) is at least partially, preferably more than 50%, in particular completely penetrated by the nanocomposite material (B). The composite material according to the invention comprises as component (A) at least one main body made of nonwoven fabric, also referred to as nonwoven fabric (A) in the context of the present invention. Nonwovens and their preparation are known in the art. Commercially, a wide range of nonwovens is available. Thus, a nonwoven fabric of inorganic or organic materials, preferably made of organic materials.

Beispiele für anorganische Vliese sind Glasfaservliese und Keramikfaservliese. Examples of inorganic nonwovens are glass fiber nonwovens and ceramic fiber nonwovens.

Beispiele für organische Polymere zur Herstellung von Vliesstoffen sind Polyolefine, insbesondere Polyethylen oder Polypropylen, Polymere von Heteroatom-haltigen Vinylmonomeren, insbesondere Polyacrylnitril, Polyvinylpyrrolidon oder Polyvinylidenfluorid, Polyester, insbesondere Polybutylterephthalat, Polyethylenterephthalat oder Polyethylennaphthalat, Polyamide, insbe- sondere PA 6, PA 1 1 , PA 12, PA 6.6, PA 6.10 oder PA 6.12, Polyimide, Polyetheretherketone, Polysulfone oder Polyoxymethylen. Examples of organic polymers for producing nonwovens are polyolefins, in particular polyethylene or polypropylene, polymers of heteroatom-containing vinyl monomers, in particular polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone or polyvinylidene fluoride, polyesters, in particular polybutyl terephthalate, polyethylene terephthalate or polyethylene naphthalate, polyamides, in particular PA 6, PA 11 , PA 12, PA 6.6, PA 6.10 or PA 6.12, polyimides, polyetheretherketones, polysulfones or polyoxymethylene.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet sich das erfindungsgemäße Kompositmaterial dadurch aus, dass der Grundkörper aus Vliesstoff (A) aus organischen Poly- meren gefertigt ist, die aus der Gruppe der Polymere bestehend aus Polyolefine, insbesondere Polyethylen und Polypropylen, Polymere von Heteroatom-haltigen Vinylmonomeren, insbesondere Polyacrylnitril, Polyvinylpyrrolidon und Polyvinylidenfluorid, Polyester, insbesondere Polybutylterephthalat, Polyethylenterephthalat und Polyethylennaphthalat, Polyamide, insbesondere PA 6, PA 1 1 , PA 12, PA 6.6, PA 6.10 und PA 6.12, Polyimide, Polyetheretherketone, Polysulfo- ne und Polyoxymethylen ausgewählt sind. Besonders bevorzugt sind Vliesstoffe (A), die aus Polyester, insbesondere aus Polyethylenterephthalat gefertigt sind. In one embodiment of the present invention, the composite material according to the invention is characterized in that the main body of nonwoven fabric (A) is made of organic polymers which are selected from the group of polymers consisting of polyolefins, in particular polyethylene and polypropylene, polymers of heteroatom-containing Vinyl monomers, in particular polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone and polyvinylidene fluoride, polyesters, in particular polybutyl terephthalate, polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, polyamides, in particular PA 6, PA 11, PA 12, PA 6.6, PA 6.10 and PA 6.12, polyimides, polyether ether ketones, polysulfones and polyoxymethylene are. Particular preference is given to nonwovens (A) which are made of polyester, in particular of polyethylene terephthalate.

Bei dem Grundkörper aus Vliesstoff handelt es sich vorzugsweise um einen flächigenförmigen Grundkörper, wobei im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Ausdruck„flächenförmig" be- deutet, dass der beschriebene Grundkörper, ein dreidimensionaler Körper, in einer seiner drei räumlichen Dimensionen (Ausdehnungen), nämlich der Dicke, kleiner ist als hinsichtlich der beiden anderen Dimensionen, der Länge und der Breite. Üblicherweise ist die Dicke des Grundkörpers mindestens um den Faktor 5, bevorzugt mindestens um den Faktor 10, besonders bevorzugt mindestens um der Faktor 20 kleiner als die zweitgrößte Ausdehnung. The base body made of nonwoven fabric is preferably a sheet-like basic body, wherein in the context of the present invention the term "sheet-like" means that the basic body described, a three-dimensional body, in one of its three spatial dimensions (expansions), namely Thickness is smaller than in the other two dimensions, the length and the width.Usually, the thickness of the main body is at least a factor of 5, preferably at least a factor of 10, more preferably at least 20 times smaller than the second largest extent.

Demgemäß stellt auch das den Grundkörper (A) enthaltende Kompositmaterial vorzugsweise einen flächenförmigen Körper dar. Accordingly, the composite material containing the main body (A) also preferably constitutes a sheet-like body.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet sich das erfindungsgemäße Kompositmaterial dadurch aus, dass das Kompositmaterial ein flächenförmiger Körper ist. Der Grundkörper aus Vliesstoff weist vorzugsweise eine Dicke im Bereich von 5 bis 100 μηη, besonders bevorzugt 10 bis 50 μηη, insbesondere 15 bis 25 μηη auf. Die Fasern, aus denen der Vliesstoff hergestellt wird, weisen üblicherweise eine Faserlänge auf, die den mittleren Durchmesser der Fasern um mindestens das Zweifache, vorzugsweise ein Vielfaches übersteigen. Der mittlere Durchmesser von mindestens 90 % der im Vlies enthaltenen Fasern beträgt vorzugsweise höchstens 20 μηη, besonders bevorzugt höchstens 12 μηη, insbesondere zwischen 4 und 6 μηη. Die Porosität des Grundkörpers aus Vliesstoff liegt vorzugsweise im Bereich von 50 bis 80 %, bevorzugt im Bereich von 50 bis 60 %. Weiterhin umfasst das erfindungsgemäße Kompositmaterial als Komponente (B) mindestens ein Nanokompositmaterial, im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch kurz Nanokomposit (B) genannt, welches In one embodiment of the present invention, the composite material according to the invention is characterized in that the composite material is a sheet-like body. The base body of nonwoven preferably has a thickness in the range of 5 to 100 μηη, particularly preferably 10 to 50 μηη, in particular 15 to 25 μηη on. The fibers from which the nonwoven fabric is made usually have a fiber length which exceeds the mean diameter of the fibers by at least two times, preferably a multiple. The average diameter of at least 90% of the fibers contained in the non-woven is preferably at most 20 μηη, more preferably at most 12 μηη, in particular between 4 and 6 μηη. The porosity of the base body of nonwoven fabric is preferably in the range of 50 to 80%, preferably in the range of 50 to 60%. Furthermore, the composite material according to the invention comprises as component (B) at least one nanocomposite material, in the context of the present invention also called nanocomposite (B) for short, which

(a) wenigstens eine anorganische oder (halb-)metallorganische Phase (a), welche wenigstens ein Metall oder Halbmetall M enthält; und  (a) at least one inorganic or (semi-) organometallic phase (a) containing at least one metal or metalloid M; and

(b) wenigstens eine organische Polymerphase (b), worin die organische Polymerphase (b) und die anorganische oder (halb-)metall-organische Phase (a) im Wesentlichen co- kontinuierliche Phasendomänen bilden, wobei der mittlere Abstand zweier benachbarter Domänen identischer Phasen maximal 100 nm, bevorzugt maximal 40 nm, besonders bevorzugt maximal 10 nm, insbesondere maximal 5 nm beträgt, umfasst. (b) at least one organic polymer phase (b), wherein the organic polymer phase (b) and the inorganic or (semi-) metal organic phase (a) form substantially co-continuous phase domains, wherein the mean distance between two adjacent domains of identical phases not more than 100 nm, preferably not more than 40 nm, more preferably not more than 10 nm, in particular not more than 5 nm.

Nanokomposite (B), wie vorangehend definiert, sind prinzipiell bekannt und in unterschiedlicher makroskopischer Form zugänglich, wobei die mikroskopische Struktur der Phasen (a) und Phasen (b) im Wesentlichen übereinstimmt, das heißt, dass Phase (a) und Phase (b) im Wesentlichen co-kontinuierliche Phasendomänen bilden, wobei der mittlere Abstand zweier benachbar- ter Domänen identischer Phasen maximal 100 nm beträgt. Nanocomposites (B), as defined above, are known in principle and are accessible in different macroscopic forms, the microscopic structure of phases (a) and phases (b) being substantially identical, that is, phase (a) and phase (b) being substantially identical. form substantially co-continuous phase domains, wherein the average distance between two adjacent domains of identical phases is at most 100 nm.

In WO2010/1 12581 , Seite 30 bis 31 werden verschiedene Nanokomposite (B) als Festkörper beschrieben. In WO 2010/128144, Seite 38, Zeile 1 bis Seite 41 , Zeile 26 werden partikelförmige Nanokomposite (B) beschrieben und in WO 201 1/000858, Seite 6, Zeile 24 bis Seite 12, Zeile 28 werden Nanokomposite (B) als poröse Folienmaterialien beschrieben. Bezüglich der bevorzugten Ausführungsformen des Nanokomposits (B) sowie den Erläuterungen zu den Begriffen der Phasen und Phasendomänen wird in vollem Umfang auf die genannten Textstellen verwiesen, die hiermit zum Bestandteil der Beschreibung der vorliegenden Erfindung erklärt werden. Das Metall oder Halbmetall M in der anorganischen oder (halb-)metallorganischen Phase (a) ist vorzugsweise ausgewählt unter B, AI, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V, As, Sb, Bi und deren Mischungen. M ist insbesondere ausgewählt unter B, AI, Si, Ti, Zr und Sn, bevorzugt unter AI, Si, Ti und Zr insbesondere Si. Besonders bevorzugt sind wenigstens 90 Mol-%, speziell wenigstens 99 Mol-% oder die Gesamtmenge aller Metalle oder Halbmetalle M gleich Silizium.  WO2010 / 1 12581, pages 30 to 31 describes various nanocomposites (B) as solids. In WO 2010/128144, page 38, line 1 to page 41, line 26, particulate nanocomposites (B) are described, and in WO 201 1/000858, page 6, line 24 to page 12, line 28, nanocomposites (B) are described as porous Foil materials described. With regard to the preferred embodiments of the nanocomposite (B) and the explanations concerning the terms of the phases and phase domains, reference is made in full to those parts of the text which are hereby made part of the description of the present invention. The metal or semimetal M in the inorganic or (semi-) organometallic phase (a) is preferably selected from B, Al, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V, As, Sb, Bi and mixtures thereof , M is especially selected from B, Al, Si, Ti, Zr and Sn, preferably from Al, Si, Ti and Zr, in particular Si. Particularly preferred are at least 90 mol%, especially at least 99 mol% or the total amount of all metals or semimetals M is equal to silicon.

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet sich das erfindungsgemäße Kompositmaterial dadurch aus, dass das Metall oder Halbmetall M der Phase (a) ausgewählt ist unter B, AI, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V, As, Sb, Bi und deren Mischungen, bevorzugt ausgewählt ist unter B, AI, Si, Ti, Zr und Sn, besonders bevorzugt ausgewählt ist unter AI, Si, Ti und Zr, insbesondere ausgewählt ist unter Si. In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet sich das erfindungsgemäße Kompositmaterial dadurch aus, dass das Metall oder Halbmetall M zu wenigstens 90 mol- %, insbesondere zu mindestens 99 mol-% bezogen auf die Gesamtmenge an M, Silizium um- fasst. Weiterhin umfasst das erfindungsgemäße Kompositmaterial als Komponente (C) mindestens einen Polyether oder mindestens einen Polyether-haltigen Rest, wobei der Polyether-haltige Rest an der (halb-)metallorganischen Phase (a) oder organischen Polymerphase (b) kovalent gebunden ist. Polyether und deren Herstellung sind dem Fachmann prinzipiell bekannt. So ist kommerziell eine Vielzahl von Polyethern erhältlich. Vorzugsweise enthalten viele dieser Polyether die Monomerbausteine Ethylenoxid oder Propylenoxid, insbesondere Ethylenoxid. Es sind sowohl cyc- lische als auch lineare Polyether bekannt. Ein Beispiel für einen definierten cyclischen Polyether ist beispielsweise [18]Krone-6. Beispiele für lineare Polyether sind insbesondere Polyalkylen- glykole, bevorzugt Poly-Ci-C4-alkylenglykole und insbesondere Polyethylenglykole. Dabei können Polyethylenglykole bis zu 20 mol-% ein oder mehrere Ci-C4-Alkylenglykole einpolymerisiert enthalten. Vorzugsweise handelt es sich bei Polyalkylenglykolen um zweifach mit Methyl oder Ethyl verkappte Polyalkylenglykole. Das Molekulargewicht Mw von geeigneten Polyalkylenglykolen und insbesondere von geeigneten Polyethylenglykolen kann im Bereich von mindes- tens 200 g/mol bis zu 100000 g/mol, bevorzugt von 400 g/mol bis zu 10000 g/mol betragen. Als Komponente (C) bevorzugte Polyether sind ausgewählt aus der Gruppe der Polyethylenglycole, Polypropylenglycole und Copolymere aus Ethylenoxid und Propylenoxid. In one embodiment of the present invention, the composite material according to the invention is characterized in that the metal or metalloid M of phase (a) is selected among B, Al, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V, As, Sb, Bi and mixtures thereof, is preferably selected from B, Al, Si, Ti, Zr and Sn, is particularly preferably selected among Al, Si, Ti and Zr, in particular, is selected from Si. In a further embodiment of the present invention, the composite material according to the invention is characterized in that the metal or semimetal M comprises at least 90 mol%, in particular at least 99 mol%, based on the total amount of M, silicon. Furthermore, the composite material according to the invention comprises as component (C) at least one polyether or at least one polyether-containing radical, the polyether-containing radical being covalently bound to the (semi-) organometallic phase (a) or organic polymer phase (b). Polyethers and their preparation are known in principle to the person skilled in the art. Thus, a variety of polyethers is commercially available. Preferably, many of these polyethers contain the monomer units ethylene oxide or propylene oxide, in particular ethylene oxide. Both cyclic and linear polyethers are known. An example of a defined cyclic polyether is, for example, [18] crown-6. Examples of linear polyethers are in particular polyalkylene glycols, preferably poly-C 1 -C 4 -alkylene glycols and in particular polyethylene glycols. Polyethylene glycols may contain up to 20 mol% of one or more C 1 -C 4 -alkylene glycols in copolymerized form. Preferably, polyalkylene glycols are polyalkylene glycols double capped with methyl or ethyl. The molecular weight M w of suitable polyalkylene glycols and in particular of suitable polyethylene glycols may be in the range of at least 200 g / mol up to 100,000 g / mol, preferably from 400 g / mol up to 10,000 g / mol. Polyethers preferred as component (C) are selected from the group of polyethylene glycols, polypropylene glycols and copolymers of ethylene oxide and propylene oxide.

Polyether-haltige Reste, deren Erzeugung und Handhabung sind dem Fachmann ebenfalls be- kannt. Da sich Polyether-haltige Reste prinzipiell von einem wie vorangehend beschriebenen Polyether ableiten, beispielsweise durch Abstraktion eines Wasserstoffatoms von einem Kohlenwasserstofffragment oder vorzugsweise einer OH-Gruppe des betreffenden Polyethers, basieren auch die Polyether-haltigen Reste insbesondere auf den Monomerbausteinen Ethylenoxid oder Propylenoxid, insbesondere Ethylenoxid. Polyether-containing radicals, their production and handling are also known to the person skilled in the art. Since polyether-containing radicals are derived in principle from a polyether as described above, for example by abstraction of a hydrogen atom from a hydrocarbon fragment or preferably an OH group of the relevant polyether, the polyether-containing radicals are based in particular on the monomer units ethylene oxide or propylene oxide, in particular ethylene oxide ,

Der Polyether-haltige Rest, der kovalent an der (halb-)metallorganischen Phase (a) oder organischen Polymerphase (b) gebunden ist, ist bevorzugt direkt über ein Sauerstoffatom des Polyether-haltigen Restes oder insbesondere über ein zweibindiges Kohlenwasserstofffragment, beispielsweise eine Methylengruppe, Ethylengruppe, Propylengruppe oder eine Phenylengrup- pe mit einer der beiden Phasen verbunden. Besonders bevorzugt ist ein Polyether-haltige Rest, der Monomereinheiten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid und Propylenoxid enthält, über ein C-Atom mit der (halb-)metallorganischen Phase (a), insbesondere mit dem Metall oder Halbmetall M der (halb-)metallorganischen Phase (a), insbesondere mit Si, verbunden. The polyether-containing radical which is covalently bound to the (semi-) organometallic phase (a) or organic polymer phase (b) is preferably directly via an oxygen atom of the polyether-containing radical or in particular via a divalent hydrocarbon fragment, for example a methylene group, Ethylene group, propylene group or a Phenylengrup- pe connected to one of the two phases. Particular preference is given to a polyether-containing radical which contains monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide via a C atom with the (semi-) organometallic phase (a), in particular with the metal or semimetal M of the (semi-) organometallic phase (a), in particular with Si, connected.

Der Gewichtsanteil der gesamten Komponente (C), das heißt des mindestens einen Polyethers oder des mindestens einen Polyether-haltigen Restes bezogen auf das Gesamtgewicht des Kompositmaterials beträgt bevorzugt zwischen 5 und 60 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 30 und 50 Gew.-%. Der Gewichtsanteil des gesamten Nanokompositmaterials (B) bezogen auf das Gesamtgewicht des Kompositmaterials beträgt vorzugsweise mindestens 20 Gew.- %, besonders bevorzugt mindestens 30 Gew.-% und kann maximal bis zu 99 Gew.-%, vor- zugsweise bis zu 95 Gew.-% betragen. The proportion by weight of the entire component (C), that is to say of the at least one polyether or of the at least one polyether-containing radical, based on the total weight of the composite material, is preferably between 5 and 60% by weight, particularly preferably between 30 and 50% by weight. , The proportion by weight of the total nanocomposite material (B) based on the total weight of the composite material is preferably at least 20% by weight, more preferably at least 30% by weight and may be up to a maximum of 99% by weight, preferably up to 95% by weight. -%.

Das erfindungsgemäße Kompositmaterial kann optional als Komponente (D) mindestens ein Lithiumsalz umfassen. Bevorzugt umfasst das erfindungsgemäße Kompositmaterial als Komponente (D) mindestens ein Lithiumsalz. The composite material according to the invention may optionally comprise at least one lithium salt as component (D). The composite material according to the invention preferably comprises at least one lithium salt as component (D).

Bei der Komponente (D) handelt es insbesondere um ein solches Lithiumsalz, welches üblicherweise als Leitsalz in Lithiumionenzellen verwendet wird. Besonders bevorzugt wird das Lithiumsalz (D) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Lithiumhexafluorophosphat, Lithium Perchlorat, Lithiumhexafluoroarsenat, Lithiumtrifluormethylsulfonat, Lithi- um(bis(trifluormethylsulfonyl)imid) und Lithiumtetrafluoroborat. In particular, component (D) is such a lithium salt which is commonly used as a conductive salt in lithium-ion cells. The lithium salt (D) is particularly preferably selected from the group consisting of lithium hexafluorophosphate, lithium perchlorate, lithium hexafluoroarsenate, lithium trifluoromethylsulfonate, lithium (bis (trifluoromethylsulfonyl) imide) and lithium tetrafluoroborate.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet sich das erfindungsgemäße Kompositmaterial dadurch aus, dass das Lithiumsalz (D) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Lithiumhexafluorophosphat, Lithiumperchlorat, Lithiumhexafluoroarsenat, Lithi- umtrifluormethylsulfonat, Lithium(bis(trifluormethylsulfonyl)imid) und Lithiumtetrafluoroborat. In a further embodiment of the present invention, the composite material according to the invention is characterized in that the lithium salt (D) is selected from the group consisting of lithium hexafluorophosphate, lithium perchlorate, lithium hexafluoroarsenate, lithium trifluoromethylsulfonate, lithium (bis (trifluoromethylsulfonyl) imide) and lithium tetrafluoroborate.

Zur Erhöhung der Temperaturstabilität kann das erfindungsgemäße Kompositmaterial als weiteren Bestandteil eine Komponente (E) umfassen, bei der es sich um mindestens ein anorganisches (Halb-) Metalloxid in Form von Partikeln handelt. Beispiele für solche anorganischen (Halb-) Metalloxide sind Silicate, Aluminate, Titandioxide, Bariumtitanat, Zirkondioxid oder Yttriumoxid. To increase the temperature stability, the composite material according to the invention may comprise as further constituent a component (E) which is at least one inorganic (semi-) metal oxide in the form of particles. Examples of such inorganic (semi-) metal oxides are silicates, aluminates, titanium dioxides, barium titanate, zirconium dioxide or yttrium oxide.

Die Komponente (B) des erfindungsgemäßen Kompositmaterials, nämlich das Nanokomposit (B), ist bevorzugt ein Polymerisationsprodukt von wenigstens einem Monomer AB, das The component (B) of the composite material according to the invention, namely the nanocomposite (B), is preferably a polymerization product of at least one monomer AB, which

- wenigstens eine erste kationisch polymerisierbare Monomereinheit A, welche ein Metall oder Halbmetall M aufweist, und at least one first cationically polymerizable monomer unit A, which has a metal or semimetal M, and

wenigstens eine zweite kationisch polymerisierbare organische Monomereinheit B aufweist, die über eine oder mehrere kovalente chemische Bindungen mit der polymerisier- baren Monomereinheit A verbunden ist,  at least one second cationically polymerizable organic monomer unit B, which is connected via one or more covalent chemical bonds to the polymerizable monomer unit A,

wobei das Polymerisationsprodukt unter kationischen Polymerisationsbedingungen erhalten wird, unter denen sowohl die polymerisierbare Monomereinheit A als auch die polymerisierbare Monomereinheit B unter Bruch der Bindung zwischen A und B polymerisieren, und wobei das Monomer AB in Gegenwart des Grundkörpers aus Vliesstoff (A), des Polyethers oder des Po- lyether-haltigen Restes (C) und gegebenenfalls des Lithiumsalzes (D) polymerisiert wird. wherein the polymerization product is obtained under cationic polymerization conditions under which both the polymerizable monomer unit A and the polymerizable monomer unit B polymerize to break the bond between A and B, and wherein the Monomer AB in the presence of the main body of nonwoven fabric (A), the polyether or the polyether-containing radical (C) and optionally the lithium salt (D) is polymerized.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet sich das erfindungsge- mäße Kompositmaterial dadurch aus, dass das Nanokompositmaterial (B) ein Polymerisationsprodukt von wenigstens einem Monomer AB ist, das In a further embodiment of the present invention, the composite material according to the invention is characterized in that the nanocomposite material (B) is a polymerization product of at least one monomer AB which

wenigstens eine erste kationisch polymerisierbare Monomereinheit A, welche ein Metall oder Halbmetall M aufweist, und  at least one first cationically polymerizable monomer unit A, which has a metal or semimetal M, and

wenigstens eine zweite kationisch polymerisierbare organische Monomereinheit B auf- weist, die über eine oder mehrere kovalente chemische Bindungen mit der polymerisier- baren Monomereinheit A verbunden ist,  at least one second cationically polymerisable organic monomer unit B which is connected via one or more covalent chemical bonds to the polymerizable monomer unit A,

wobei das Polymerisationsprodukt unter kationischen Polymerisationsbedingungen erhalten wird, unter denen sowohl die polymerisierbare Monomereinheit A als auch die polymerisierbare Monomereinheit B unter Bruch der Bindung zwischen A und B polymerisieren, und wobei das Monomer AB in Gegenwart des Grundkörpers aus Vliesstoff (A), des Polyethers oder des Poly- ether-haltigen Restes (C) und gegebenenfalls des Lithiumsalzes (D) polymerisiert wird. wherein the polymerization product is obtained under cationic polymerization conditions under which polymerize both the polymerizable monomer unit A and the polymerizable monomer unit B breaking the bond between A and B, and wherein the monomer AB in the presence of the base body of nonwoven fabric (A), the polyether or the polyether-containing radical (C) and optionally the lithium salt (D) is polymerized.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kompositmaterialien gelingt durch ein Verfahren, welches eine so genannte Zwillingspolymerisation der im Folgenden näher erläuterten Monomere AB unter kationischen Polymerisationsbedingungen umfasst, wobei das Monomer AB in Gegenwart des Grundkörpers aus Vliesstoff (A), des Polyethers oder des Polyether-haltigen Restes (C) und gegebenenfalls des Lithiumsalzes (D) polymerisiert wird. Die Komponenten (A), (C) und (D) wurden vorangehend bereits näher erläutert. Das Prinzip der Zwillingspolymerisation von sogenannten„Zwillingsmonomeren" wird beispielsweise in WO 2010/1 12581 , Seite 2, Zeile 16 bis Seite 4, Zeile 1 1 oder in WO 201 1/000858, Seite 14, Zeile 29 bis Seite 16, Zeile 7 beschrieben. Eine Zwillingscopolymerisation von zwei verschiedenen (Zwillings)Monomeren wird beispielsweise in WO 201 1/000858, Seite 16, Zeile 9 bis Seite 24, Zeile 1 1 ausführlich erläutert. The preparation of the composite materials according to the invention is achieved by a process which comprises a so-called twin polymerization of the monomers AB explained in more detail below under cationic polymerization conditions, wherein the monomer AB in the presence of the main body of nonwoven fabric (A), the polyether or the polyether-containing radical ( C) and optionally the lithium salt (D) is polymerized. The components (A), (C) and (D) have already been explained in detail above. The principle of the twin polymerization of so-called "twin monomers" is described, for example, in WO 2010/112581, page 2, line 16 to page 4, line 11 or in WO 201 1/000858, page 14, line 29 to page 16, line 7 A twin copolymerization of two different (twin) monomers is explained in detail, for example, in WO 201 1/000858, page 16, line 9 to page 24, line 11.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach auch ein Verfahren zur Her- Stellung eines Kompositmaterials, umfassend die Komponenten Another object of the present invention is therefore also a method for producing a composite material comprising the components

(A) mindestens einen Grundkörper aus Vliesstoff;  (A) at least one base body made of nonwoven fabric;

(B) mindestens ein Nanokompositmaterial, enthaltend  (B) at least one nanocomposite material containing

(a) wenigstens eine anorganische oder (halb-)metallorganische Phase (a), welche wenigstens ein Metall oder Halbmetall M enthält; und  (a) at least one inorganic or (semi-) organometallic phase (a) containing at least one metal or metalloid M; and

(b) wenigstens eine organische Polymerphase (b);  (b) at least one organic polymer phase (b);

insbesondere eines Nanokompositmaterials worin die organische Polymerphase (b) und die anorganische oder (halb-) metall-organische Phase (a) im Wesentlichen co- kontinuierliche Phasendomänen bilden, wobei der mittlere Abstand zweier benachbarter Domänen identischer Phasen maximal 100 nm beträgt;  in particular, a nanocomposite material wherein the organic polymer phase (b) and the inorganic or (semi-) metal organic phase (a) form substantially co-continuous phase domains, wherein the mean distance between two adjacent domains of identical phases is at most 100 nm;

(C) mindestens einen Polyether oder mindestens einen Polyether-haltigen Rest, wobei der Polyether-haltige Rest an der (halb-)metallorganische Phase (a) oder organischen Polymerphase (b) kovalent gebunden ist; und (D) optional ein Lithiumsalz; durch Polymerisation wenigstens eines Monomers AB, das (C) at least one polyether or at least one polyether-containing radical, wherein the polyether-containing radical is covalently bonded to the (semi-) organometallic phase (a) or organic polymer phase (b); and (D) optionally a lithium salt; by polymerization of at least one monomer AB, the

wenigstens eine erste kationisch polymerisierbare Monomereinheit A, welche ein Metall oder Halbmetall M aufweist, und  at least one first cationically polymerizable monomer unit A, which has a metal or semimetal M, and

wenigstens eine zweite kationisch polymerisierbare organische Monomereinheit B aufweist, die über eine oder mehrere kovalente chemische Bindungen mit der polymerisier- baren Monomereinheit A verbunden ist,  at least one second cationically polymerizable organic monomer unit B, which is connected via one or more covalent chemical bonds to the polymerizable monomer unit A,

unter kationischen Polymerisationsbedingungen, unter denen sowohl die polymerisierbare Mo- nomereinheit A als auch die polymerisierbare Monomereinheit B unter Bruch der Bindung zwischen A und B polymerisieren, wobei die Polymerisation in Gegenwart des Grundkörpers aus Vliesstoff (A), des Polyethers oder des Polyether-haltigen Restes (C) und gegebenenfalls des Lithiumsalzes (D) durchgeführt wird. Die Beschreibung und bevorzugte Ausführungsformen der Komponenten (A), (B), (C) und (D) in dem erfindungsgemäßen Verfahren stimmen mit der voranstehenden Beschreibung dieser Komponenten für das erfindungsgemäße Kompositmaterial überein. under cationic polymerization conditions under which both the polymerizable monomer unit A and the polymerizable monomer unit B polymerize while breaking the bond between A and B, wherein the polymerization in the presence of the base body of nonwoven fabric (A), the polyether or the polyether-containing radical (C) and optionally the lithium salt (D) is carried out. The description and preferred embodiments of the components (A), (B), (C) and (D) in the method according to the invention are consistent with the above description of these components for the composite material according to the invention.

Das Metall oder Halbmetall M der Monomereinheit A in den Monomeren AB ist vorzugsweise ausgewählt unter B, AI, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V, As, Sb, Bi und deren Mischungen. M ist insbesondere ausgewählt unter B, AI, Si, Ti, Zr und Sn, bevorzugt unter AI, Si, Ti und Zr, insbesondere Si. Besonders bevorzugt sind wenigstens 90 Mol-%, speziell wenigstens 99 Mol-% oder die Gesamtmenge aller Metalle oder Halbmetalle M gleich Silizium. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Kompositmaterials dadurch aus, dass das Metall oder Halbmetall M der Monomereinheit A in den Monomeren AB ausgewählt ist unter B, AI, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V, As, Sb, Bi und deren Mischungen, bevorzugt ausgewählt ist unter B, AI, Si, Ti, Zr und Sn, besonders bevorzugt ausgewählt ist unter AI, Si, Ti und Zr, insbesondere ausgewählt ist unter Si. The metal or semimetal M of the monomer unit A in the monomers AB is preferably selected from B, Al, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V, As, Sb, Bi and mixtures thereof. M is in particular selected from B, Al, Si, Ti, Zr and Sn, preferably from Al, Si, Ti and Zr, in particular Si. Particularly preferred are at least 90 mol%, especially at least 99 mol% or the total amount of all metals or semimetals M is equal to silicon. In one embodiment of the present invention, the method according to the invention for producing a composite material is characterized in that the metal or semimetal M of the monomer unit A in the monomers AB is selected from B, Al, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V, As, Sb, Bi and mixtures thereof, preferably selected from B, Al, Si, Ti, Zr and Sn, more preferably selected from Al, Si, Ti and Zr, in particular is selected from Si.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Kompositmaterials dadurch aus, dass das Metall oder Halbmetall M der Monomereinheit A zu wenigstens 90 mol-%, insbesondere zu mindestens 99 mol-% bezogen auf die Gesamtmenge an M, Silizium umfasst. In a further embodiment of the present invention, the method according to the invention for producing a composite material is characterized in that the metal or semimetal M of the monomer unit A is at least 90 mol%, in particular at least 99 mol%, based on the total amount of M, silicon includes.

Bevorzugt werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Kompositmaterials solche Monomere AB eingesetzt, die wenigstens eine Monomereinheit A und wenigstens eine Monomereinheit B aufweisen und die durch die allgemeine Formel I beschrieben werden, In the process according to the invention for producing a composite material, preference is given to using those monomers AB which have at least one monomer unit A and at least one monomer unit B and which are described by the general formula I

worin wherein

M für ein Metall oder Halbmetall steht; M is a metal or semimetal;

R , R2 gleich oder verschieden sein können und jeweils für einen Rest R, R 2 may be the same or different and each represents a radical

Ar-C(Ra,Rb)- stehen, worin Ar für einen aromatischen oder heteroaromatischen Ring steht, der gegebenenfalls 1 oder 2 Substituenten aufweist, die unter Halogen, CN, Ci-C6-Alkyl, Ci-C6-Alkoxy und Phenyl ausgewählt sind und Ra, Rb unabhängig voneinander für Wasserstoff oder Methyl stehen oder gemeinsam ein Sauerstoffatom oder eine Methylidengruppe (=CH2) bedeuten, Ar-C (R a , R b ) - where Ar is an aromatic or heteroaromatic ring which optionally has 1 or 2 substituents which are halogen, CN, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy and phenyl R a , R b independently of one another represent hydrogen or methyl or together denote an oxygen atom or a methylidene group (= CH 2),

oder die Reste R1Q und R2G zusammen für einen Rest der Formel la or the radicals R 1 Q and R 2 G together represent a radical of the formula Ia

stehen, worin A für einen an die Doppelbindung kondensierten aromatischen oder heteroaromatischen Ring steht, m für 0, 1 oder 2 steht, die Reste R gleich oder verschieden sein können und unter Halogen, CN, Ci-C6-Alkyl, Ci-C6-Alkoxy und Phenyl ausgewählt sind und Ra, Rb die zuvor genannten Bedeutungen aufweisen; where A is an aromatic or heteroaromatic ring fused to the double bond, m is 0, 1 or 2, the radicals R may be identical or different and are halogen, CN, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy and phenyl are selected and R a , R b have the meanings given above;

G für O, S oder NH, insbesondere O steht; G is O, S or NH, in particular O;

Q für O, S oder NH, insbesondere O steht;  Q is O, S or NH, in particular O;

q entsprechend der Wertigkeit von M für 0, 1 oder 2 steht, q corresponding to the valence of M is 0, 1 or 2,

X, Y gleich oder verschieden sein können und jeweils für O, S, NH oder eine chemische  X, Y may be the same or different and each is O, S, NH or a chemical

Bindung, insbesondere O oder eine chemische Bindung stehen;  Bond, in particular O or a chemical bond;

R1', R2' gleich oder verschieden sein können und jeweils für Ci-C6-Alkyl, C3-C6-Cycloalkyl, einen Polyether-haltigen Rest enthaltend Monomereinheiten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid und Propylenoxid, sowie Aryl oder einen Rest Ar'-C(Ra',Rb')- stehen, worin Ar' die für Ar angegebenen Bedeutungen hat und Ra', Rb' die für Ra, Rb angegebenen Bedeutungen aufweisen oder R1', R2' gemeinsam mitR 1 ', R 2 ' may be the same or different and each is C 1 -C 6 -alkyl, C 3 -C 6 -cycloalkyl, a polyether-containing radical containing monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide, and aryl or a radical Ar '-C (R a ', R b ') - are in which Ar' has the meanings given for Ar and R a ', R b ' have the meanings given for R a , R b or R 1 ', R 2 ' together with

X und Y für einen Rest der Formel la, wie zuvor definiert, stehen; oder, wenn X für Sauerstoff steht, der Rest R1' für einen Rest der Formel Ib: stehen kann, worin q, R1 , R2, R2', Y, Q und G die zuvor genannten Bedeutungen haben und # die Bindung an X bedeutet. X and Y are a radical of the formula Ia as defined above; or, when X is oxygen, the radical R 1 'is a radical of the formula Ib: in which q, R 1 , R 2 , R 2 ' , Y, Q and G have the meanings given above and # denotes the bond to X.

In den Monomeren der Formel I bilden die den Resten R1 und R2G entsprechenden Molekülteile polymerisierbare Einheit(en) B. Wenn X und Y von einer chemischen Bindung verschieden sind und R1'X und R2' nicht für inerte Reste wie Ci-C6-Alkyl, C3-C6-Cycloalkyl oder Aryl stehen, bilden die Reste R1'X und R2'Y ebenfalls polymerisierbare Einheit(en) B. Hingegen bildet das Metallatom M, gegebenenfalls zusammen mit den Gruppen Q und Y, den Hauptbestandteil der Monomereinheit A. In the monomers of the formula I, the moieties corresponding to the radicals R 1 and R 2 G form polymerisable unit (s) B. If X and Y are different from a chemical bond and R 1 ' X and R 2' do not represent inert radicals such as C i C6-alkyl, C3-C6-cycloalkyl or aryl, the radicals R 1 ' X and R 2' Y also form polymerizable unit (s) B. On the other hand forms the metal atom M, optionally together with the groups Q and Y, the Main component of the monomer unit A.

Unter einem aromatischen Rest, bzw. Aryl, versteht man im Sinne der Erfindung einen car- bocyclischen aromatischen Kohlenwasserstoff-Rest wie Phenyl oder Naphthyl. In the context of the invention, an aromatic radical, or aryl, is understood to mean a carbocyclic aromatic hydrocarbon radical, such as phenyl or naphthyl.

Unter einem heteroaromatischen Rest, bzw. Hetaryl, versteht man im Sinne der Erfindung einen heterocyclischen aromatischen Rest, der in der Regel 5 oder 6 Ringglieder aufweist, wobei eines der Ringglieder ein Heteroatom ist, das unter Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel ausgewählt ist, und gegebenenfalls 1 oder 2 weitere Ringlieder ein Stickstoffatom sein können und die verbleibenden Ringglieder Kohlenstoff sind. Beispiele für heteroaromatische Reste sind Fu- ryl, Thienyl, Pyrrolyl, Pyrazolyl, Imidazolyl, Oxazolyl, Isoxazolyl, Pyridyl, Pyrimidyl, Pyrdazinyl oder Thiazolyl. In the context of the invention, a heteroaromatic radical or hetaryl is understood as meaning a heterocyclic aromatic radical which generally has 5 or 6 ring members, one of the ring members being a heteroatom which is selected from nitrogen, oxygen and sulfur and, if appropriate 1 or 2 further ring members may be a nitrogen atom and the remaining ring members are carbon. Examples of heteroaromatic radicals are furyl, thienyl, pyrrolyl, pyrazolyl, imidazolyl, oxazolyl, isoxazolyl, pyridyl, pyrimidyl, pyrdazinyl or thiazolyl.

Unter einem kondensierten aromatischen Rest bzw. Ring versteht man im Sinne der Erfindung einen carbocyclischen aromatischen, zweiwertigen Kohlenwasserstoff-Rest wie o-Phenylen (Benzo) oder 1 ,2-Naphthylen (Naphtho). For the purposes of the invention, a condensed aromatic radical or ring is understood as meaning a carbocyclic aromatic, divalent hydrocarbon radical, such as o-phenylene (benzo) or 1,2-naphthylene (naphtho).

Unter einem kondensierten heteroaromatischen Rest bzw. Ring versteht man im Sinne der Erfindung einen heterocyclischen aromatischen Rest wie zuvor definiert, worin zwei benachbarte C-Atome die in Formel la bzw. in den Formeln I I und I I I dargestellte Doppelbindung bilden. Das Metall oder Halbmetall M in Formel I steht insbesondere für die im Zusammenhang mit der Beschreibung des Kompositmaterials angegebenen bevorzugten Ausführungsformen von M. For the purposes of the invention, a fused heteroaromatic radical or ring is understood as meaning a heterocyclic aromatic radical as defined above, in which two adjacent C atoms form the double bond shown in formula Ia or in the formulas I I and I I I. The metal or metalloid M in formula I is in particular for the preferred embodiments of M. given in connection with the description of the composite material.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Monomere der Formel I stehen die Gruppen R1Q und R2G gemeinsam für einen Rest der Formel la wie zuvor definiert, insbesondere für einen Rest der Formel laa: According to a first embodiment of the monomers of the formula I, the groups R 1 Q and R 2 G together represent a radical of the formula Ia as defined above, in particular a radical of the formula Iaa:

worin #, m, R, Ra und Rb die zuvor genannten Bedeutungen aufweisen. In den Formeln la und laa steht die Variable m insbesondere für 0. Sofern m für 1 oder 2 steht, bedeutet R insbesondere eine Methyl- oder Methoxygruppe. In den Formeln la und laa stehen Ra und Rb insbesondere für Wasserstoff. In Formel la steht Q insbesondere für Sauerstoff. In den Formeln la und laa steht G insbesondere für Sauerstoff oder NH, insbesondere für Sauerstoff. wherein #, m, R, R a and R b have the meanings given above. In the formulas la and laa, the variable m is, in particular, 0. If m is 1 or 2, R is in particular a methyl or methoxy group. In formulas Ia and laa, R a and R b are in particular hydrogen. In formula Ia, Q is in particular oxygen. In the formulas Ia and Ia, G stands in particular for oxygen or NH, in particular for oxygen.

Unter den Monomeren der ersten Ausführungsform sind insbesondere solche Monomere der Formel I bevorzugt, worin q = 1 ist und worin die Gruppen X-R1' und Y-R2' gemeinsam für einen Rest der Formel la, insbesondere für einen Rest der Formel laa stehen. Derartige Monomere lassen sich durch die folgenden Formeln II bzw. IIa beschreiben: Among the monomers of the first embodiment, particular preference is given to those monomers of the formula I in which q = 1 and in which the groups XR 1 ' and YR 2' together represent a radical of the formula Ia, in particular a radical of the formula Iaa. Such monomers can be described by the following formulas II or IIa:

Unter den Zwillingsmonomeren der ersten Ausführungsform sind weiterhin solche Monomere der Formel I bevorzugt, worin q für 0 oder 1 steht und worin die Gruppe X-R1' für einen Rest der Formel la' oder laa' steht: Among the twin monomers of the first embodiment, preference is furthermore given to those monomers of the formula I in which q is 0 or 1 and in which the group XR 1 'is a radical of the formula Ia' or Iaa ':

worin m, A, R, Ra, Rb, G, Q, X", Y, R2' und q die zuvor genannten, insbesondere die als bevorzugt genannten Bedeutungen aufweisen. Derartige Monomere lassen sich durch die fol enden Formeln II' bzw. IIa' beschreiben: wherein m, A, R, R a , R b , G, Q, X ", Y, R 2 ' and q have the abovementioned meanings, in particular those mentioned as being preferred. Such monomers can be described by the following formulas II 'or IIa':

In den Formeln II und II' haben die Variablen die folgenden Bedeutungen: In formulas II and II 'the variables have the following meanings:

M steht für ein Metall oder Halbmetall, vorzugsweise B, AI, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V,  M is a metal or semimetal, preferably B, Al, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V,

As, Sb oder Bi, besonders bevorzugt B, AI, Si, Ti, Zr oder Sn, ganz besonders bevorzugt AI, Si, Ti oder Zr, insbesondere Si;  As, Sb or Bi, particularly preferably B, Al, Si, Ti, Zr or Sn, very particularly preferably Al, Si, Ti or Zr, in particular Si;

A, A' stehen unabhängig voneinander für einen an die Doppelbindung kondensierten aromatischen oder heteroaromatischen Ring; A, A 'independently represent an aromatic or heteroaromatic ring fused to the double bond;

m, n stehen unabhängig voneinander für 0, 1 oder 2, insbesondere für 0; m, n are independently 0, 1 or 2, in particular 0;

G, G' stehen unabhängig voneinander für O, S oder NH, insbesondere O oder NH und speziell für O; G, G 'independently represent O, S or NH, in particular O or NH and especially O;

Q, Q' stehen unabhängig voneinander für O, S oder NH, insbesondere für O;  Q, Q 'independently represent O, S or NH, in particular O;

R, R' sind unabhängig voneinander unter Halogen, CN, Ci-C6-Alkyl, Ci-C6-Alkoxy und R, R 'are independently halogen, CN, Ci-C6-alkyl, Ci-C6-alkoxy and

Phenyl ausgewählt und stehen insbesondere unabhängig voneinanderfür Methyl oder Methoxy;  In particular, independently of one another, are methyl or methoxy;

Ra, Rb, Ra', Rb' sind unabhängig voneinander ausgewählt unter Wasserstoff und Methyl oder R a , R b , R a ' , R b' are independently selected from hydrogen and methyl or

Ra und Rb und/oder Ra und Rb' stehen jeweils gemeinsam für ein Sauerstoffatom o- der =CH2; insbesondere stehen Ra, Rb, Ra', Rb' jeweils für Wasserstoff; R a and R b and / or R a and R b ' each, together, represent an oxygen atom o = = CH 2; in particular, R a , R b , R a ' , R b' are each hydrogen;

L steht für eine Gruppe (Y-R2')q, worin Y, R2' und q die zuvor genannten Bedeutungen aufweisen und L represents a group (YR 2 ' ) q in which Y, R 2' and q have the meanings given above and

X" hat eine der für Q genannten Bedeutungen und steht insbesondere für Sauerstoff. In den Formeln IIa und IIa' haben die Variablen die folgenden Bedeutungen:  X "has one of the meanings given for Q and in particular represents oxygen. In formulas IIa and IIa ', the variables have the following meanings:

M steht für ein Metall oder Halbmetall, vorzugsweise B, AI, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V,  M is a metal or semimetal, preferably B, Al, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V,

As, Sb oder Bi, besonders bevorzugt B, AI, Si, Ti, Zr oder Sn, ganz besonders bevorzugt AI, Si, Ti oder Zr, insbesondere Si;  As, Sb or Bi, particularly preferably B, Al, Si, Ti, Zr or Sn, very particularly preferably Al, Si, Ti or Zr, in particular Si;

m, n stehen unabhängig voneinander für 0, 1 oder 2, insbesondere für 0; m, n are independently 0, 1 or 2, in particular 0;

G, G' stehen unabhängig voneinander für O, S oder NH, insbesondere O oder NH und speziell für O; R, R' sind unabhängig voneinander unter Halogen, CN, Ci-C6-Alkyl, Ci-C6-Alkoxy und Phenyl ausgewählt und stehen insbesondere für Methyl oder Methoxy; G, G 'independently represent O, S or NH, in particular O or NH and especially O; R, R 'are independently selected from halogen, CN, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy and phenyl and are in particular methyl or methoxy;

Ra, Rb, Ra', Rb' sind unabhängig voneinander ausgewählt unter Wasserstoff und Methyl oder R a , R b , R a ' , R b' are independently selected from hydrogen and methyl or

Ra und Rb und/oder Ra und Rb' stehen jeweils gemeinsam für ein Sauerstoffatom; insbesondere stehen Ra, Rb, Ra', Rb' jeweils für Wasserstoff; R a and R b and / or R a and R b ' are each together an oxygen atom; in particular, R a , R b , R a ' , R b' are each hydrogen;

L steht für eine Gruppe (Y-R2')q, worin Y, R2' und q die zuvor genannten Bedeutungen aufweisen. L is a group (YR 2 ' ) q , wherein Y, R 2' and q have the meanings given above.

Ein Beispiel für ein Monomer der Formel II bzw. IIa ist 2,2'-Spirobis-[4H-1 ,3,2-benzodioxasilin] (Verbindung der Formel IIa mit M = Si, m = n = 0, G = G' = O, Ra = Rb = Ra' = Rb' = Wasserstoff). Derartige Monomere sind aus WO2009/083082 und WO2009/083083 bekannt oder können nach den dort beschriebenen Methoden hergestellt werden. Ein weiteres Beispiel für ein Monomer IIa ist 2,2-Spirobi[4H-1 ,3,2-benzodioxaborin] (Bull. Chem. Soc. Jap. 51 (1978) 524): (Verbindung der Formel IIa mit M = B, m = n = 0, G = O, Ra = Rb = Ra' = Rb' = Wasserstoff). Ein weiteres Beispiel für ein Monomer IIa' ist Bis-(4H-1 ,3,2-benzodioxaborin-2-yl)oxid (Verbindung der Formel IIa' mit M = B, m = n = 0, L abwesend (q = 0), G = O, Ra = Rb = Ra' = Rb' = Wasserstoff; Bull. Chem. Soc. Jap. 51 (1978) 524). An example of a monomer of the formula II or IIa is 2,2'-spirobis [4H-1,2,2-benzodioxasiline] (compound of the formula IIa where M = Si, m = n = 0, G = G ' = O, R a = R b = R a ' = R b' = hydrogen). Such monomers are known from WO2009 / 083082 and WO2009 / 083083 or can be prepared by the methods described therein. Another example of a monomer IIa is 2,2-spirobi [4H-1,2,2-benzodioxaborine] (Bull. Chem. Soc. Jap. 51 (1978) 524): (compound of the formula IIa where M = B, m = n = 0, G = O, R a = R b = R a ' = R b' = hydrogen). Another example of a monomer IIa 'is bis (4H-1,2,2-benzodioxaborin-2-yl) oxide (compound of formula IIa' with M = B, m = n = 0, L absent (q = 0 ), G = O, R a = R b = R a ' = R b' = hydrogen, Bull Chem., Soc., 51 (1978) 524).

In den Monomeren II und IIa bildet die Einheit MQQ' bzw. MO2 die polymerisierbare Einheit A, wohingegen die verbleibenden Teile des Monomers II bzw. IIa, d.h. die Gruppen der Formel la bzw. laa, abzüglich der Atome Q bzw. Q' (bzw. abzüglich des Sauerstoffatoms in laa) die poly- merisierbaren Einheiten B bilden. In the monomers II and IIa, the moiety MQQ 'or MO2 forms the polymerizable unit A, whereas the remaining portions of the monomers II and IIa, i. the groups of the formulas Ia and Iaa minus the atoms Q and Q '(or minus the oxygen atom in laa) form the polymerizable units B.

Formel III haben die Variablen die folgenden Bedeutungen Formula III, the variables have the following meanings

M steht für ein Metall oder Halbmetall, vorzugsweise B, AI, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V, M is a metal or semimetal, preferably B, Al, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V,

As, Sb oder Bi, besonders bevorzugt B, AI, Si, Ti, Zr oder Sn, ganz besonders be- vorzugt AI, Si, Ti oder Zr, insbesondere Si;  As, Sb or Bi, particularly preferably B, Al, Si, Ti, Zr or Sn, very particularly preferably Al, Si, Ti or Zr, in particular Si;

A steht für einen an die Doppelbindung kondensierten aromatischen oder heteroaromatischen Ring;  A is an aromatic or heteroaromatic ring fused to the double bond;

m steht für 0, 1 oder 2, insbesondere 0; m is 0, 1 or 2, in particular 0;

G steht für O, S oder NH, insbesondere O oder NH und speziell für O;  G is O, S or NH, in particular O or NH and especially O;

Q steht für O, S oder NH, insbesondere für O; Q is O, S or NH, in particular O;

q steht, entsprechend der Wertigkeit und Ladung von M, für 0, 1 oder 2; R ist unabhängig voneinander unter Halogen, CN, Ci-C6-Alkyl, Ci-C6-Alkoxy und Phe- nyl ausgewählt und steht insbesondere für Methyl oder Methoxy; q, corresponding to the valency and charge of M, is 0, 1 or 2; R is independently selected from halogen, CN, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy and phenyl and is in particular methyl or methoxy;

Ra, Rb sind unabhängig voneinander ausgewählt unter Wasserstoff und Methyl oder Ra und R a , R b are independently selected from hydrogen and methyl or R a and

Rb können gemeinsam für ein Sauerstoffatom oder =CH2 stehen, und stehen insbesondere beide für Wasserstoff; R b may together represent an oxygen atom or = CH 2, and in particular both represent hydrogen;

Rc, Rd sind gleich oder verschieden und jeweils unter Ci-C6-Alkyl, C3-C6-Cycloalkyl, Po- lyether-haltiger Rest enthaltend Monomereinheiten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid und Propylenoxid, und Aryl ausgewählt und stehen insbesondere für Methyl. R c , R d are identical or different and are each selected from C 1 -C 6 -alkyl, C 3 -C 6 -cycloalkyl, polyether-containing radical containing monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide, and aryl and are in particular methyl ,

In Formel l i la haben die Variablen die folgenden Bedeutungen: In formula I la the variables have the following meanings:

M steht für ein Metall oder Halbmetall, vorzugsweise B, AI, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V,  M is a metal or semimetal, preferably B, Al, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V,

As, Sb oder Bi, besonders bevorzugt B, AI, Si, Ti, Zr oder Sn, ganz besonders bevorzugt AI, Si, Ti oder Zr, insbesondere Si;  As, Sb or Bi, particularly preferably B, Al, Si, Ti, Zr or Sn, very particularly preferably Al, Si, Ti or Zr, in particular Si;

m steht für 0, 1 oder 2, insbesondere 0; m is 0, 1 or 2, in particular 0;

G steht für O, S oder NH, insbesondere O oder NH und speziell für O;  G is O, S or NH, in particular O or NH and especially O;

Reste R sind unabhängig voneinander unter Halogen, CN, Ci-C6-Alkyl, Ci-C6-Alkoxy und  Radicals R are independently halogen, CN, Ci-C6-alkyl, Ci-C6-alkoxy and

Phenyl ausgewählt und stehen insbesondere für Methyl oder Methoxy;  Phenyl selected and are in particular methyl or methoxy;

Ra, Rb sind unabhängig voneinander ausgewählt unter Wasserstoff und Methyl oder Ra und R a , R b are independently selected from hydrogen and methyl or R a and

Rb können gemeinsam für ein Sauerstoffatom oder =CH2 stehen, und stehen insbesondere beide für Wasserstoff; R b may together represent an oxygen atom or = CH 2, and in particular both represent hydrogen;

Rc, Rd sind gleich oder verschieden und jeweils unter Ci-C6-Alkyl, C3-C6-Cycloalkyl, Po- lyether-haltiger Rest enthaltend Monomereinheiten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid und Propylenoxid, und Aryl ausgewählt und stehen insbe- sondere für Methyl. R c , R d are identical or different and in each case selected from Ci-C6-alkyl, C3-C6-cycloalkyl, polyether-containing radical containing monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide, and aryl and are in particular for methyl.

Beispiele für Monomere der Formel I I I bzw. l i la sind 2,2-Dimethyl-4H-1 ,3,2-benzodioxasilin (Verbindung der Formel l ila mit M = Si, q = 1 , m = 0, G = O, Ra = Rb = Wasserstoff, Rc = Rd = Methyl), 2,2-Dimethyl-4H-1 ,3,2-benzooxazasilin, (Verbindung der Formel l i la mit M = Si, q = 1 , m = 0, G = NH, Ra = R = Wasserstoff, Rc = Rd = Methyl), 2,2-Dimethyl-4-oxo-1 ,3,2- benzodioxasilin (Verbindung der Formel l i la mit M = Si, q = 1 , m = 0, G = O, Ra + Rb = O, Rc = Rd = Methyl) und 2,2-Dimethyl-4oxo-1 ,3,2-benzooxazasilin, (Verbindung der Formel l i la mit M = Si, q = 1 , m = 0, G = NH, Ra + Rb = O, Rc = Rd = Methyl). Derartige Monomere sind bekannt z.B. aus Wieber et al. Journal of Organometallic Chemistry, 1 , 1963, 93, 94. Weitere Beispiele für Monomere l i la sind 2,2-Diphenyl[4H-1 ,3,2-benzodioxasilin] (J. Organomet. Chem. 71 (1974) 225); Examples of monomers of the formula III or IIIa are 2,2-dimethyl-4H-1,3,2-benzodioxasiline (compound of the formula III with M = Si, q = 1, m = 0, G = O, R a = R b = hydrogen, R c = R d = methyl), 2,2-dimethyl-4H-1, 3,2-benzooxazasiline, (compound of the formula IIIa where M = Si, q = 1, m = 0 , G = NH, R a = R = hydrogen, R c = R d = methyl), 2,2-dimethyl-4-oxo-1, 3,2-benzodioxasiline (compound of the formula Ia with M = Si, q = 1, m = 0, G = O, R a + R b = O, R c = R d = methyl) and 2,2-dimethyl-4-oxo-1,3,2-benzooxazasiline, (compound of formula Ia where M = Si, q = 1, m = 0, G = NH, R a + R b = O, R c = R d = methyl). Such monomers are known, for example, from Wieber et al. Journal of Organometallic Chemistry, 1, 1963, 93, 94. Further examples of monomers Ia are 2,2-diphenyl [4H-1,2,2-benzodioxasiline] (J. Organomet. Chem. 71 (1974) 225);

2,2-Di n-butyl[4H-1 ,3,2-benzodioxastannin] (Bull. Soc. Chim. Belg. 97 (1988) 873);  2,2-di-n-butyl [4H-1,2,2-benzodioxastannin] (Bull Soc Soc., Belg., 97 (1988) 873);

2,2-Dimethyl[4-methyliden-1 ,3,2-benzodioxasilin] (J. Organomet. Chem., 244, C5-C8 (1983)); 2- Methyl-2-vinyl[4-oxo-1 ,3,2-benzodioxazasilin]. Die Monomere der Formel III bzw. lila werden vorzugsweise nicht alleine sondern in Kombination mit den Monomeren der Formeln II bzw. IIa copolymerisiert. 2,2-dimethyl [4-methylidene-1,3,2-benzodioxasiline] (J. Organomet. Chem., 244, C5-C8 (1983)); 2-Methyl-2-vinyl [4-oxo-1,2,2-benzodioxazasiline]. The monomers of the formula III or IIIa are preferably not copolymerized alone but in combination with the monomers of the formulas II or IIa.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei den Monomeren AB der allgemeinen Formel I um solche, die durch die allgemeine Formel IV beschrieben werden, According to a further embodiment, the monomers AB of the general formula I are those which are described by the general formula IV,

worin wherein

M steht für ein Metall oder Halbmetall, vorzugsweise B, AI, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V,  M is a metal or semimetal, preferably B, Al, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V,

As, Sb oder Bi, besonders bevorzugt B, AI, Si, Ti, Zr oder Sn, ganz besonders bevorzugt AI, Si, Ti oder Zr, insbesondere Si;  As, Sb or Bi, particularly preferably B, Al, Si, Ti, Zr or Sn, very particularly preferably Al, Si, Ti or Zr, in particular Si;

Ar, Ar' gleich oder verschieden sind und jeweils für einen aromatischen oder heteroaroma- tischen Ring stehen, der gegebenenfalls 1 oder 2 Substituenten aufweist, die unter Ar, Ar 'are the same or different and are each an aromatic or heteroaromatic ring which optionally has 1 or 2 substituents which are listed under

Halogen, CN, Ci-C6-Alkyl, Ci-C6-Alkoxy und Phenyl ausgewählt sind; Halogen, CN, Ci-C6-alkyl, Ci-C6-alkoxy and phenyl are selected;

Ra, Rb, Ra', Rb' unabhängig voneinander ausgewählt sind unter Wasserstoff und Methyl oder R a , R b , R a ' , R b' are independently selected from hydrogen and methyl or

Ra und Rb und/oder Ra' und Rb' jeweils gemeinsam für ein Sauerstoffatom stehen; q entsprechend der Wertigkeit von M für 0, 1 oder 2 steht; R a and R b and / or R a ' and R b' each together represent an oxygen atom; q corresponding to the valence of M is 0, 1 or 2;

X, Y gleich oder verschieden sein können und für O, S, NH oder eine chemische Bindung stehen; und X, Y may be the same or different and represent O, S, NH or a chemical bond; and

R1', R2' gleich oder verschieden sein können und jeweils für Ci-C6-Alkyl, C3-C6-Cycloalkyl, einen Polyether-haltigen Rest enthaltend Monomereinheiten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid und Propylenoxid, sowie Aryl oder einen Rest Ar"-C(Ra",Rb")- stehen, worin Ar" die für Ar angegebenen Bedeutungen hat und Ra",R 1 ' , R 2' may be the same or different and each is C 1 -C 6 -alkyl, C 3 -C 6 -cycloalkyl, a polyether-containing radical containing monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide, and aryl or a radical Ar "-C (R a" , R b " ) - in which Ar" has the meanings given for Ar and R a " ,

Rb" die für Ra, Rb angegebenen Bedeutungen aufweisen oder R1', R2' gemeinsam mit X und Y für einen Rest der Formel A, wie zuvor definiert, stehen. R b "have the meanings given for R a , R b or R 1 ' , R 2' together with X and Y represent a radical of the formula A as defined above.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Monomer AB nicht alleine sondern in Kombination mit wenigstens einem Monomer A1 B1 copolymerisiert, wobei das Monomer AB wenigstens eine erste kationisch polymerisierbare Monomereinheit A, welche ein Metall oder Halbmetall M und wenigstens einen an M kovalent, über ein C-Atom gebundenen Rest ausgewählt aus der Gruppe Ci-C2o-Kohlenwasserstoffrest und Polyether- haltiger Rest, aufweist. In a preferred embodiment of the process according to the invention, the monomer AB is not copolymerized alone but in combination with at least one monomer A1 B1, wherein the monomer AB is at least a first cationically polymerizable monomer unit A, which is a metal or semimetal M and at least one of M covalently via a C atom-bonded radical selected from the group Ci-C2o hydrocarbon radical and polyether-containing radical having.

In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Kompositmaterials dadurch aus, dass es sich bei der Polymerisation wenigstens eines Monomers AB um eine Copolymerisation wenigstens eines Monomers AB, das In a preferred embodiment of the present invention, the method according to the invention for producing a composite material is characterized in that it is in the polymerization of at least one monomer AB to a copolymerization of at least one monomer AB, the

wenigstens eine erste kationisch polymerisierbare Monomereinheit A, welche ein Metall oder Halbmetall M und wenigstens einen an M kovalent, über ein C-Atom gebundenen Rest ausgewählt aus der Gruppe Ci-C2o-Kohlenwasserstoffrest, bevorzugt Ci-C4-Alkyl, insbesondere Methyl, und Polyether-haltiger Rest, insbesondere ein Polyether-haltiger Rest enthaltend Monomereinheiten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylen- oxid und Propylenoxid, bevorzugt Ethylenoxid, aufweist, und  at least one first cationically polymerizable monomer unit A, which is a metal or metalloid M and at least one M bonded to M, bonded via a carbon atom selected from the group Ci-C2o-hydrocarbon radical, preferably Ci-C4-alkyl, especially methyl, and polyether -containing radical, in particular a polyether-containing radical containing monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide, preferably ethylene oxide, and

wenigstens eine zweite kationisch polymerisierbare organische Monomereinheit B auf- weist, die über eine oder mehrere kovalente chemische Bindungen mit der polymerisier- baren Einheit A verbunden ist,  at least one second cationically polymerisable organic monomer unit B, which is connected via one or more covalent chemical bonds to the polymerisable unit A,

mit wenigstens einem Monomer A1 B1 , das with at least one monomer A1 B1, the

wenigstens eine erste kationisch polymerisierbare Monomereinheit A1 , welche ein Metall oder Halbmetall M aufweist, und  at least one first cationically polymerizable monomer unit A1, which has a metal or semimetal M, and

- wenigstens eine zweite kationisch polymerisierbare organische Monomereinheit B1 aufweist, die über eine oder mehrere kovalente chemische Bindungen mit der polymerisier- baren Monmereinheit A1 verbunden ist, handelt, at least one second cationically polymerizable organic monomer unit B1 which is connected to the polymerizable monomer unit A1 via one or more covalent chemical bonds,

wobei die Copolymerisation unter kationischen Polymerisationsbedingungen, unter denen sowohl die polymerisierbaren Monomereinheiten A und A1 als auch die polymerisierbaren Mono- mereinheiten B und B1 unter Bruch der Bindung zwischen A und B und unter Bruch der Bindung zwischen A1 und B1 polymerisieren. wherein the copolymerization under cationic polymerization conditions, under which polymerize both the polymerizable monomer units A and A1 and the polymerizable monomer units B and B1 with breaking of the bond between A and B and breaking the bond between A1 and B1.

In einer bevorzugten Ausführungsform zeichnet sich die Copolymerisation der Monomere AB mit den Monomeren A1 B1 dadurch aus, dass M in den Monomeren AB und in den Monomeren A1 B1 unabhängig voneinander für Si, AI, Ti oder Zr, insbesondere Si steht und die kationisch polymerisierbaren organischen Monomereinheiten B und B1 in den entsprechenden Monomeren AB und A1 B1 jeweils über ein oder mehrere Sauerstoffatome kovalent an M gebunden sind. In a preferred embodiment, the copolymerization of the monomers AB with the monomers A1 B1 is characterized in that M in the monomers AB and in the monomers A1 B1 independently of one another represents Si, Al, Ti or Zr, in particular Si, and the cationically polymerizable organic Monomer units B and B1 in the corresponding monomers AB and A1 B1 are each covalently bonded to M via one or more oxygen atoms.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zeichnet sich die Copolymerisation der Mono- mere AB mit den Monomeren A1 B1 dadurch aus, dass im Monomer AB das Metall oder Halbmetall M gleich Si ist und die Monomereinheit A zwei gleiche oder verschiedene, jeweils über ein C-Atom an Si gebundene Reste aufweist, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Ci-Ci8-Alkyl, Vinyl, C6-C10 Aryl, C7-Ci4-Alkylaryl und Polyether-haltiger Rest enthaltend Monomereinheiten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid und Propylenoxid, ins- besondere Ethylenoxid. In a further preferred embodiment, the copolymerization of the monomers AB with the monomers A1 B1 is characterized in that in the monomer AB the metal or semimetal M is Si and the monomer unit A is two identical or different, in each case via a carbon atom Si has bonded radicals which are selected from the group consisting of C 1 -C 18 -alkyl, vinyl, C 6 -C 10 -aryl, C 7 -C 14 -alkylaryl and polyether-containing radical containing monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide, in particular special ethylene oxide.

Das Monomer A1 B1 ist prinzipiell so wie das Monomer AB definiert und kann allgemein ebenfalls durch die allgemeine Formel I beschrieben werden. Besonders bevorzugt wird das Monomer A1 B1 durch die oben beschriebenen allgemeinen Formeln II oder IIa charakterisiert. Als Monomere AB oder A1 B1 der allgemeinen Formel I werden vorzugsweise 2,2'-Spiro[4H- 1 ,3,2-benzodioxasilin], 2,2-Dimethyl- [4H-1 ,3,2-benzodioxasilin], 2,2-Diphenyl- [41-1-1 ,3,2- benzodioxasilin], 2,2-Dialkyl- [4H-1 ,3,2-benzodioxasilin], 2-Alkyl-2-Methyl- [4H-1 ,3,2- benzodioxasilin], 2-Methyl-2-Vinyl- [4H-1 ,3,2-benzodioxasilin] oder die in WO 201 1/000858 auf Seite 20, Zeilen 7 bis 18 genannten Verbindungen in dem Polymerisationsschritt zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kompositmaterials eingesetzt. Die Verfahren zur Herstellung verschiedener Monomere AB bzw A1 B2 werden in den jeweiligen Beschreibungen und Experimentalteilen der voranstehenden, bereits genannten Veröffentlichungen WO 2010/1 12581 , WO 2010/128144 und WO 201 1/000858 beschrieben. The monomer A1 B1 is in principle defined as the monomer AB and can generally also be described by the general formula I. More preferably, the monomer A1 B1 is characterized by the general formulas II or IIa described above. As monomers AB or A1 B1 of the general formula I, preference is given to 2,2'-spiro [4H-1,2,2-benzodioxasiline], 2,2-dimethyl- [4H-1,2,2-benzodioxasiline], 2 2-diphenyl- [41-1-1,2,2-benzodioxasiline], 2,2-dialkyl- [4H-1,2,2-benzodioxasiline], 2-alkyl-2-methyl- [4H-1,3 , 2-benzodioxasilin], 2-methyl-2-vinyl- [4H-1, 3,2-benzodioxasilin] or the compounds mentioned in WO 201/000858 on page 20, lines 7 to 18 in the polymerization step for the preparation of the inventive Composite material used. The processes for preparing various monomers AB or A1 B2 are described in the respective descriptions and experimental parts of the above-mentioned publications WO 2010/1 12581, WO 2010/128144 and WO 201 1/000858 already mentioned.

Im Falle einer Copolymerisation der Monomere AB und A1 B1 kann das Molverhältnis der beiden Monomere in einem weiten Bereich variiert werden. Üblicherweise liegt das Molverhältnis der Monomere AB und A1 B1 zueinander im Bereich von 5 : 95 bis 9 : 1 , häufig im Bereich von 1 : 9 bis 4 : 1 oder 1 : 4 bis 2 : 1 , insbesondere im Bereich von 1 : 2 bis 6 : 4. Insbesondere in den Fällen, in denen AB ein Monomer ist, das einen Polyether-haltigen Rest enthält, werden von AB höchstens 50 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der eingesetzten Monomere verwendet und gleichzeitig mindestens 50 Gew.-% eines Monomers A1 B1 der allgemeinen Formel II oder IIa eingesetzt. Es hat sich gezeigt, dass die Polymerisation wenigsten eines Monomers AB bzw. die Copolymerisation wenigstens eines Monomers AB mit wenigstens einem Monomer A1 B1 vorteilhaft in Gegenwart eines Polyethers durchführt werden kann, wodurch die im Kompositmaterial enthaltene Komponente (C) dann dem im Verfahren eingesetzten Polyether entspricht. In diesem Fall muss das Monomer AB keinen Polyether-haltigen Rest enthalten. Die als Komponente (C) ver- wendbaren Polyether und ihre bevorzugten Ausführungsformen wurden bereits im Zusammenhang mit der Beschreibung der Komponente (C) des erfindungsgemäßen Kompositmaterials erläutert. In the case of a copolymerization of the monomers AB and A1 B1, the molar ratio of the two monomers can be varied within a wide range. Usually, the molar ratio of the monomers AB and A1 B1 to one another is in the range from 5:95 to 9: 1, frequently in the range from 1: 9 to 4: 1 or 1: 4 to 2: 1, in particular in the range from 1: 2 to 6: 4. In particular, in the cases where AB is a monomer containing a polyether-containing radical of AB are used at most 50 wt .-% based on the total weight of the monomers used and at the same time at least 50 wt .-% of a Monomers A1 B1 of the general formula II or IIa used. It has been found that the polymerization of at least one monomer AB or the copolymerization of at least one monomer AB with at least one monomer A1 B1 can advantageously be carried out in the presence of a polyether, whereby the component (C) contained in the composite material is then added to the polyether used in the process equivalent. In this case, the monomer AB does not have to contain a polyether-containing radical. The polyethers which can be used as component (C) and their preferred embodiments have already been explained in connection with the description of component (C) of the composite material according to the invention.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet sich das erfindungsge- mäße Verfahren zur Herstellung eines Kompositmaterials dadurch aus, dass die Komponente (C) ein Polyether ist, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Polyethylenglycole, Polypropy- lenglycole und Copolymere aus Ethylenoxid und Propylenoxid. In a further embodiment of the present invention, the process according to the invention for producing a composite material is characterized in that component (C) is a polyether selected from the group comprising polyethylene glycols, polypropylene glycols and copolymers of ethylene oxide and propylene oxide.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet sich das erfindungsge- mäße Verfahren zur Herstellung eines Kompositmaterials dadurch aus, dass die Polymerisation in Gegenwart einer weiteren Komponente (E), bei der es sich um mindestens ein anorganisches (Halb-) Metalloxid in Form von Partikeln handelt, durchgeführt wird. Beispiele für solche Partikel wurden bereits voranstehend im Zusammenhang mit der Beschreibung der Komponente (E) des erfindungsgemäßen Kompositmaterials genannt. In a further embodiment of the present invention, the inventive method for producing a composite material is characterized in that the polymerization in the presence of another component (E), which is at least one inorganic (semi-) metal oxide in the form of particles is performed. Examples of such particles have already been mentioned above in connection with the description of component (E) of the composite material according to the invention.

Die Polymerisationsbedingungen sind im erfindungsgemäßen Verfahren so gewählt, dass bei der Copolymerisation der Monomere AB und A1 B1 die Monomereinheiten, welche die anorga- nische oder (halb-)metallorganische Phase (a) bilden, und Monomereinheiten, welche die organische Polymerphase (b) bilden, also die kationisch polymerisierbare organische Einheit, synchron polymerisieren. Der Begriff "synchron" bedeutet nicht zwingend, dass die Polymerisation der ersten und der zweiten Monomereinheit mit gleicher Geschwindigkeit ablaufen. Vielmehr versteht man unter "synchron", dass die Polymerisation der ersten und der zweiten Monomereinheit kinetisch gekoppelt sind und durch die gleichen Polymerisationsbedingungen ausgelöst werden. The polymerization conditions are selected in the process according to the invention such that in the copolymerization of the monomers AB and A1 B1 the monomer units which carry the inorganic form nic or (semi-) organometallic phase (a), and polymerize monomer units which form the organic polymer phase (b), ie the cationically polymerizable organic moiety synchronously. The term "synchronous" does not necessarily mean that the polymerization of the first and second monomer units proceeds at the same rate. Rather, "synchronous" means that the polymerization of the first and second monomer units are kinetically coupled and triggered by the same polymerization conditions.

Im Falle der Monomere AB und A1 B1 ist eine synchrone Polymerisation dann gewährleistet, wenn man die Copolymerisation unter kationischen Polymerisationsbedingungen durchführt. Die Copolymerisation der Monomere AB und A1 B1 , insbesondere die Copolymerisation der Monomere der zuvor definierten allgemeinen Formeln III oder lila mit Monomeren der allgemeinen Formeln II oder IIa, wird insbesondere unter protischer Katalyse oder in Gegenwart von aprotischen Lewis-Säuren durchgeführt. Bevorzugte Katalysatoren sind hierbei Brönstedt- Säuren, beispielsweise organische Carbonsäuren wie z. B. Trifluoressigsäure, Trichloressigsäu- re, Ameisensäure, Chloressigsäure, Dichloressigsäure, Hydroxyessigsäure (Glykolsäure), Milchsäure, Cyanoessigsäure, 2-Chlorpropansäure, 2,3-Bishydroxypropansäure, Äpfelsäure, Weinsäure, Mandelsäure, Benzoesäure oder o-Hydroxybenzoesäure, sowie organische Sulfon- säuren wie Methansulfonsäure, Trifluormethansulfonsäure oder Toluolsulfonsäure. Ebenfalls geeignet sind anorganische Brönstedtsäuren wie HCl, H2SO4 oder HCIO4. Als Lewis-Säure kann zum Beispiel BF3, BC , SnCU, TiCU, oder AICI3 eingesetzt werden. Auch der Einsatz von komplex gebundenen oder in ionischen Flüssigkeiten gelösten Lewis-Säuren ist möglich. Die Säure wird üblicherweise in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der Monomere eingesetzt. In the case of the monomers AB and A1 B1, a synchronous polymerization is ensured if the copolymerization is carried out under cationic polymerization conditions. The copolymerization of the monomers AB and A1 B1, in particular the copolymerization of the monomers of the previously defined general formulas III or IIIa with monomers of the general formulas II or IIa, is carried out in particular under protic catalysis or in the presence of aprotic Lewis acids. Preferred catalysts here are Bronsted acids, for example organic carboxylic acids such as. Trifluoroacetic acid, trichloroacetic acid, formic acid, chloroacetic acid, dichloroacetic acid, hydroxyacetic acid (glycolic acid), lactic acid, cyanoacetic acid, 2-chloropropanoic acid, 2,3-bishydroxypropanoic acid, malic acid, tartaric acid, mandelic acid, benzoic acid or o-hydroxybenzoic acid, as well as organic sulfonic acids such as methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid or toluenesulfonic acid. Also suitable are inorganic Bronsted acids such as HCl, H2SO4 or HCIO4. As the Lewis acid, for example, BF3, BC, SnCU, TiCU, or AICI3 can be used. The use of complexed or dissolved in ionic liquids Lewis acids is also possible. The acid is usually used in an amount of 0.1 to 10 wt .-%, preferably 0.5 to 5 wt .-%, based on the total weight of the monomers.

Bevorzugte Katalysatoren sind organische Carbonsäuren, insbesondere organische Carbonsäuren mit einem pKa-Wert (25 °C) im Bereich von 0 bis 5, insbesondere 1 bis 4, z. B. Trifluoressigsäure, Trichloressigsäure, Ameisensäure, Chloressigsäure, Dichloressigsäure, Hydroxyessigsäure (Glykolsäure), Milchsäure, Cyanoessigsäure, 2-Chlorpropansäure, 2,3- Bishydroxypropansäure, Äpfelsäure, Weinsäure, oder o-Hydroxybenzoesäure. Preferred catalysts are organic carboxylic acids, in particular organic carboxylic acids having a pKa value (25 ° C) in the range of 0 to 5, especially 1 to 4, z. Trifluoroacetic acid, trichloroacetic acid, formic acid, chloroacetic acid, dichloroacetic acid, hydroxyacetic acid (glycolic acid), lactic acid, cyanoacetic acid, 2-chloropropanoic acid, 2,3-bishydroxypropanoic acid, malic acid, tartaric acid or o-hydroxybenzoic acid.

Die unter kationischen Bedingungen durchgeführte Polymerisation bzw. Copolymerisation wird in Gegenwart des Grundkörpers aus Vliesstoff (A), des Polyethers oder des Polyether-haltigen Restes (C), gegebenenfalls des Lithiumsalzes (D) und gegebenenfalls des anorganisches (Halb-) Metalloxid in Form von Partikeln (E) durchgeführt. The polymerization or copolymerization carried out under cationic conditions in the presence of the main body of nonwoven fabric (A), the polyether or the polyether-containing radical (C), optionally the lithium salt (D) and optionally the inorganic (semi-) metal oxide in the form of Particles (E) performed.

Prinzipiell kann die Polymerisation in Substanz oder vorzugsweise zumindest teilweise in einem inerten Lösungs- oder Verdünnungsmittel durchgeführt werden. Geeignete Lösungs- oder Verdünnungsmittel sind organische Lösungsmittel, beispielsweise halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Dichlormethan, Trichlormethan, Dichlorethen, Chlorbutan oder Chlorbenzol, aromatische Kohlenwasserstoffe wie Toluol, Xylole, Cumol oder tert.-Butylbenzol, aliphatische und cyc- loaliphatische Kohlenwasserstoffe wie Cyclohexan oder Hexan, cyclische oder alicyclische Ether wie Tetrahydrofuran, Dioxan, Diethylether, Methyl-tert.-butylether, Ethyl-tert.-butylether, Diisopropylether und Gemische der vorgenannten organischen Lösungsmittel. Bevorzugt sind solche organischen Lösungsmittel, in denen die Monomere AB und A1 B1 unter Polymerisationsbedingungen hinreichend löslich sind (Löslichkeit bei 25 °C wenigstens 10 Gew.-%). Hierzu zählen insbesondere aromatische Kohlenwasserstoffe, cyclische und alicyclische Ether und Gemische dieser Lösungsmittel. In principle, the polymerization can be carried out in bulk or preferably at least partially in an inert solvent or diluent. Suitable solvents or diluents are organic solvents, for example halogenated hydrocarbons such as dichloromethane, trichloromethane, dichloroethene, chlorobutane or chlorobenzene, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylenes, cumene or tert-butylbenzene, aliphatic and cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclohexane or hexane, cyclic or alicyclic Ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, diethyl ether, methyl tert-butyl ether, ethyl tert-butyl ether, diisopropyl ether and mixtures of the abovementioned organic solvents. Preference is given to those organic solvents in which the monomers AB and A1B1 are sufficiently soluble under polymerization conditions (solubility at 25 ° C. at least 10% by weight). These include in particular aromatic hydrocarbons, cyclic and alicyclic ethers and mixtures of these solvents.

Vorzugsweise wird die Polymerisation des Monomers AB bzw. die Copolymerisation der Monomere AB und A1 B1 in weitgehender Abwesenheit von Wasser durchgeführt, d. h. die Kon- zentration an Wasser zu Beginn der Polymerisation beträgt weniger als 0,1 Gew.-%. Dementsprechend werden als Monomere AB und A1 B1 bzw. als Monomere der Formel I solche Monomere bevorzugt, die unter Polymerisationsbedingungen kein Wasser abspalten. Hierzu zählen insbesondere die Monomere der Formeln II, IIa, III und lila. Die Polymerisation kann prinzipiell in einem weiten Temperaturbereich durchgeführt werden, bevorzugt im Bereich von 0 bis 200°C, insbesondere im Bereich von 20 bis 120°C. Preferably, the polymerization of the monomer AB or the copolymerization of the monomers AB and A1 B1 is carried out in the substantial absence of water, i. H. the concentration of water at the beginning of the polymerization is less than 0.1% by weight. Accordingly, as monomers AB and A1 B1 or as monomers of the formula I those monomers are preferred which do not split off any water under polymerization conditions. These include in particular the monomers of the formulas II, IIa, III and IIIa. The polymerization can in principle be carried out in a wide temperature range, preferably in the range from 0 to 200 ° C., in particular in the range from 20 to 120 ° C.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Kompositmaterials dadurch aus, dass die Polymerisation bei einer Temperatur zwischen 0 und 200 °C durchgeführt wird. In a further embodiment of the present invention, the inventive method for producing a composite material is characterized in that the polymerization is carried out at a temperature between 0 and 200 ° C.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Kompositmaterials wird man bevorzugt so durchführen, dass das bei der Polymerisation sich bildende Kompositmaterial unmittelbar in Form einer dünnen Schicht anfällt. The process according to the invention for producing a composite material is preferably carried out in such a way that the composite material which forms during the polymerization is produced directly in the form of a thin layer.

Gemäß einer ersten Ausführungsform wird zunächst ein Grundkörper aus Vliesstoff mit den Ausgangsverbindungen der weiteren Komponenten, das heißt insbesondere dem Monomer AB bzw. den Monomeren AB und A1 B1 sowie gegebenenfalls dem Polyether als Komponente (C), dem Leitsalz (D) und/oder den anorganischen (Halb-)Metalloxid-Partikeln (E) beladen und in einem zweiten Verfahrensschritt wird das Monomer AB bzw. die Monomere AB und A1 B1 zum Nanokompositmaterial (B) umgesetzt, in dem die Komponenten (C), (D) und (E) chemisch unverändert eingebettet vorliegen. According to a first embodiment, first a base body of nonwoven fabric with the starting compounds of the other components, that is in particular the monomer AB or the monomers AB and A1 B1 and optionally the polyether as component (C), the conductive salt (D) and / or the loaded inorganic (half) metal oxide particles (E) and in a second process step, the monomer AB or the monomers AB and A1 B1 to the nanocomposite material (B) is reacted in which the components (C), (D) and (E ) are chemically embedded unchanged.

Verfahren zur Herstellung von gefüllten Vliesstoffen sind dem Fachmann prinzipiell bekannt. So kann ein Vliesstoff beispielsweise durch Tränken, Bestreichen, Rakelverfahren, Kalandrierver- fahren oder Kombinationen derselben teilweise bis vollständig mit den notwendigen Ausgangskomponenten beladen oder gefüllt werden. Ein so gefüllter Vliesstoff wird anschließend dann solchen Bedingungen unterworfen, unter denen die Polymerisation bzw. Copolymerisation stattfindet. Methods for producing filled nonwoven fabrics are known in principle to the person skilled in the art. Thus, for example, a nonwoven fabric can be loaded or filled partially or completely with the necessary starting components by impregnation, brushing, doctor blade methods, calendering methods or combinations thereof. A nonwoven fabric filled in this way is then subjected to conditions under which the polymerization or copolymerization takes place.

Die so erhaltenen Kompositmaterialien eignen sich in besonderer Weise als Separator oder als Bestandteil eines Separators in elektrochemischen Zellen. Unter einer elektrochemischer Zelle oder Batterie werden im Rahmen dieser Erfindung Batterien, Kondensatoren und Akkumulatoren (Sekundärbatterien) jeder Art verstanden, insbesondere Alkalimetallzellen bzw. -batterien, wie z. B. Lithium-, Lithiumionen-, Lithium-Schwefel- und Erdalkali-Batterien und -Akkumulatoren und zwar auch in Form von Hochenergie- oder Hoch- leistungssystemen, sowie Elektrolyt-Kondensatoren und Doppelschicht-Kondensatoren, die unter den Bezeichnungen Supercaps, Goldcaps, BoostCaps oder Ultracaps bekannt sind. The resulting composite materials are particularly suitable as a separator or as part of a separator in electrochemical cells. Under an electrochemical cell or battery are understood in the context of this invention, batteries, capacitors and batteries (secondary batteries) of any kind, especially alkali metal cells or batteries such. As lithium, lithium ion, lithium-sulfur and alkaline earth batteries and accumulators and in the form of high-energy or high-performance systems, as well as electrolytic capacitors and double-layer capacitors, which are called Supercaps, Goldcaps, BoostCaps or Ultracaps are known.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Verwendung des vorangehend beschriebenen erfindungsgemäßen Kompositmaterials als Separator oder als Bestandteil eines Separators in elektrochemischen Zellen, Brennstoffzellen oder Superkondensatoren. Another object of the present invention is a use of the above-described composite material according to the invention as a separator or as part of a separator in electrochemical cells, fuel cells or supercapacitors.

Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Separator für eine elektrochemische Zelle enthaltend, insbesondere bestehend aus dem vorangehend beschriebenen erfindungsgemäßen Kompositmaterial. Likewise provided by the present invention is a separator for an electrochemical cell, in particular consisting of the above-described composite material according to the invention.

Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch eine Brennstoffzelle, eine Batterie oder ein Kondensator, einhaltend mindestens einen erfindungsgemäßen Separator, wie vorangehend beschrieben. Bevorzugt sind die erfindungsgemäßen Kompositmaterialien für elektrochemische Zellen geeignet, die auf der Übertragung von Alkalimetall-Ionen beruhen, insbesondere für Lithium- Metall-, Lithium-Schwefel- und Lithium-Ionen-Zellen bzw. -Batterien und speziell für Lithium- Ionen-Sekundärzellen bzw. -Sekundärbatterien. Besonders geeignet sind die erfindungsgemäßen Kompositmaterialien für elektrochemische Zellen aus der Gruppe der Lithium-Schwefel- Zellen. Likewise provided by the present invention is a fuel cell, a battery or a capacitor, comprising at least one separator according to the invention, as described above. Preferably, the composite materials according to the invention are suitable for electrochemical cells which are based on the transfer of alkali metal ions, in particular for lithium metal, lithium sulfur and lithium ion cells or batteries and especially for lithium ion secondary cells or Secondary batteries. Particularly suitable are the composite materials according to the invention for electrochemical cells from the group of lithium-sulfur cells.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine elektrochemische Zelle, enthaltend The subject of the present invention is an electrochemical cell containing

mindestens einen erfindungsgemäßen Separator, wie vorangehend beschrieben, sowie (X) mindestens eine Kathode, und at least one separator according to the invention, as described above, and (X) at least one cathode, and

(Y) mindestens eine Anode. (Y) at least one anode.

Bei der erfindungsgemäßen elektrochemischen Zelle, insbesondere einer wieder aufladbaren elektrochemischen Zelle, handelt es sich vorzugsweise um eine solche, in der der Ladungstransport innerhalb der Zelle maßgeblich durch Lithiumkationen bewerkstelligt wird. The electrochemical cell according to the invention, in particular a rechargeable electrochemical cell, is preferably one in which charge transport within the cell is decisively effected by lithium cations.

Besonders bevorzugte elektrochemische Zellen sind daher Lithiumionen-Zellen, insbesondere Lithiumionen-Sekundärzellen, die wenigstens eine Separatorschicht, die aus dem erfindungsgemäßen, Kompositmaterialien aufgebaut ist, aufweisen. Derartige Zellen weisen in der Regel wenigstens eine für Lithiumionen-Zellen geeignete Anode, eine für Lithiumionen-Zellen geeig- nete Kathode, einen Elektrolyten und wenigstens eine, zwischen der Anode und der Kathode angeordnete Separatorschicht auf, die erfindungsgemäßes Kompositmaterialien umfasst. Bezüglich geeigneter Kathodenmaterialien, geeigneter Anodenmaterialien, geeigneter Elektroly- te und möglicher Anordnungen wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen, z. B. auf entsprechende Monographien und Nachschlagewerke: z. B. Wakihara et al. (Herausgeber): Lithiumion Batteries, 1. Auflage, Wiley VCH, Weinheim, 1998; David Linden: Handbook of Bat- teries (McGraw-Hill Handbooks). 3. Auflage. Mcgraw-Hill Professional, New York 2008; J. O. Besenhard: Handbook of Battery Materials. Wiley-VCH, 1998. Particularly preferred electrochemical cells are therefore lithium-ion cells, in particular lithium-ion secondary cells, which have at least one separator layer, which is composed of the composite materials according to the invention. Such cells generally have at least one anode suitable for lithium-ion cells, a cathode suitable for lithium-ion cells, an electrolyte and at least one separator layer arranged between the anode and the cathode and comprising composite materials according to the invention. With regard to suitable cathode materials, suitable anode materials, suitable electrolytes and possible arrangements, reference is made to the relevant prior art, eg. B. on appropriate monographs and reference works: z. Wakihara et al. (Publisher): Lithiumion Batteries, 1st edition, Wiley VCH, Weinheim, 1998; David Linden: Handbook of Batteries (McGraw-Hill Handbooks). 3. Edition. Mcgraw-Hill Professional, New York 2008; JO Besenhard: Handbook of Battery Materials. Wiley-VCH, 1998.

Als Kathoden kommen insbesondere solche Kathoden in Betracht, bei denen das Kathodenmaterial ein Lithium-Übergangsmetalloxid, z. B. Lithium-Cobaltoxid, Lithium-Nickeloxid, Lithium- Cobalt-Nickel-Oxid, Lithium-Manganoxid (Spinell), Lithium-Nickel-Cobalt-Aluminiumoxid, Lithi- um-Nickel-Cobalt-Manganoxid, oder Lithium-Vanadiumoxid, ein Lithiumsulfid oder Lithiumpolysulfid wie L12S, L12S8, L12S6, L12S4, oder L12S3 oder ein Lithium-Übergangsmetallphosphat wie Lithium-Eisenphosphat als elektroaktiven Bestandteil enthält. Geeignet sind auch Kathodenmaterialien, die lod, Sauerstoff, Schwefel und der gleichen als elektroaktiven Bestandteil enthalten. Will man als Kathodenmaterialien jedoch solche einsetzen, die Schwefel oder Polysulfidbrücken enthaltende Polymere enthalten, muss man dafür Sorge tragen, dass die Anode mit Li0 aufgeladen wird, bevor eine solche elektrochemische Zelle entladen und wieder aufgeladen werden kann. Die erfindungsgemäße elektrochemische Zelle enthält neben dem erfindungsgemäßen Separator und der Kathode (X) weiterhin mindestens eine Anode (Y). Particularly suitable cathodes are cathodes in which the cathode material comprises a lithium transition metal oxide, eg. As lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium cobalt nickel oxide, lithium manganese oxide (spinel), lithium nickel cobalt alumina, lithium nickel-cobalt manganese oxide, or lithium vanadium oxide, a lithium sulfide or lithium polysulfide such as L12S, L12S8, L12S6, L12S4, or L12S3, or a lithium transition metal phosphate such as lithium iron phosphate as the electroactive component. Also suitable are cathode materials containing iodine, oxygen, sulfur and the like as the electroactive component. However, if it is desired to use as cathode materials those containing polymers containing sulfur or polysulfide bridges, care must be taken that the anode is charged with Li 0 before such an electrochemical cell can be discharged and recharged. In addition to the separator according to the invention and the cathode (X), the electrochemical cell according to the invention also contains at least one anode (Y).

In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann man Anode (Y) aus Anoden aus Kohlenstoff, Anoden, die Sn oder Si enthalten, und Anoden, die Lithiumtitanat der Formel Li4+xTi50i2 mit x gleich einem Zahlenwert von > 0 bis 3 enthalten, wählen. Anoden aus Kohlenstoff kann man beispielsweise wählen aus Hart-Carbon, Soft Carbon, Graphen, Graphit und insbesondere Graphit, interkaliertem Graphit und Gemischen von zwei oder mehr der vorstehend genannten Kohlenstoffen. Anoden, die Sn oder Si enthalten, kann man beispielsweise wählen aus nanopartikulärem Si- bzw. Sn-Pulver, Si- bzw. Sn-Fasern, Kohlenstoff-Si- bzw. Koh- lenstoff-Sn-Verbundwerkstoffen und Si-Metall- bzw. Sn-Metall-Legierungen. In one embodiment of the present invention, anode (Y) may be selected from anodes of carbon, anodes containing Sn or Si, and anodes containing lithium titanate of formula Li 4 + x Ti 5 O 2 with x equal to a numerical value of> 0 to 3 , For example, carbon anodes may be selected from hard carbon, soft carbon, graphene, graphite, and especially graphite, intercalated graphite, and mixtures of two or more of the aforementioned carbons. Anodes containing Sn or Si can be selected, for example, from nanoparticulate Si or Sn powder, Si or Sn fibers, carbon-Si or carbon-Sn composite materials and Si-metal or Sn metal alloys.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die erfindungsgemäße elektrochemische Zelle dadurch gekennzeichnet, dass Anode (Y) gewählt wird aus Anoden aus Kohlenstoff, Anoden, die Sn oder Si enthalten, und Anoden, die Lithiumtitanat der Formel Li4+xTi50i2 mit x gleich einem Zahlenwert von > 0 bis 3, enthalten. In a further embodiment of the present invention, the electrochemical cell according to the invention is characterized in that anode (Y) is selected from anodes of carbon, anodes containing Sn or Si, and anodes, the lithium titanate of formula Li4 + xTi 5 0i2 with x being equal a numerical value of> 0 to 3.

Neben den elektroaktiven Bestandteilen können die Anoden und Kathoden auch weitere Bestandteile enthalten, beispielsweise In addition to the electroactive ingredients, the anodes and cathodes may also contain other ingredients, for example

elektrisch leitfähige oder elektroaktive Bestandteile wie Ruß, Graphit, Kohlenstofffasern, Nanocarbonfasern, Nanocarbonröhren oder elektrisch leitfähige Polymere;  electrically conductive or electroactive components such as carbon black, graphite, carbon fibers, nanocarbon fibers, nanocarbon tubes or electrically conductive polymers;

Bindemittel wie Polyethylenoxid (PEO), Cellulose, Carboxymethylcellulose (CMC), Polyethylen, Polypropylen, Polytetrafluorethylen, Polyacrylnitril-Methylmethacrylat, Polytet- rafluorethylen, Styrol-Butadien-Copolymere, Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen- Copolymere, Polyvinylidendifluorid (PVdF), Polyvinylidendifluorid-Hexafluorpropylen- Copolymere (PVdF-HFP), Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymere, Tetrafluor- ethylen, Perfluoralkyl-Vinylether-Copolymere, Vinylidenfluorid-Hexafluorpropylen- Copolymere, Ethylen-Tetrafluorethylen-Copolymere, Vinylidenfluorid-Chlortrifluoroethylen-Binder such as polyethylene oxide (PEO), cellulose, carboxymethylcellulose (CMC), polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, polyacrylonitrile-methyl methacrylate, polytetrafluoroethylene rafluoroethylene, styrene-butadiene copolymers, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymers, polyvinylidene difluoride (PVdF), polyvinylidene difluoride-hexafluoropropylene copolymers (PVdF-HFP), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymers, tetrafluoroethylene, perfluoroalkyl-vinyl ether copolymers, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene Copolymers, ethylene-tetrafluoroethylene copolymers, vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene

Copolymere, Ethylen-Chlorfluorethylen-Copolymere, Ethylen-Acrylsäure-Copolymere (mit und ohne Einschluss von Natriumionen), Ethylen-Methacrylsäure-Copolymere (mit und ohne Einschluss von Natriumionen), Ethylen-Methacrylsäureester-Copolymere (mit und ohne Einschluss von Natriumionen), Polyimide und Polyisobuten. Copolymers, ethylene-chlorofluoroethylene copolymers, ethylene-acrylic acid copolymers (with and without inclusion of sodium ions), ethylene-methacrylic acid copolymers (with and without inclusion of sodium ions), ethylene-methacrylic acid ester copolymers (with and without inclusion of sodium ions), Polyimides and polyisobutene.

Die beiden Elektroden, d. h. die Anode und die Kathode werden unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Separators und eines flüssigen oder auch festen Elektrolyts in an sich bekannter Weise miteinander verbunden. Hierzu kann man beispielsweise ein erfindungsgemäßes Kompositmaterial auf eine der beiden Elektroden, die mit einem Stromableiter versehen ist, (Anode oder Kathode) aufbringen, z. B. auflaminieren, mit dem Elektrolyten tränken, und anschließend die entgegengesetzt geladene Elektrode, die mit einem Stromableiter versehen ist, aufbringen, den so erhalten Sandwich gegebenenfalls wickeln und in ein Batteriegehäuse einbringen. Man kann auch so vorgehen, dass man die schicht- bzw. folienförmigen Bestandteile Stromableiter, Kathode, Separator, Anode, Stromableiter zu einem Sandwich schichtet, den Sandwich gegebenenfalls wickelt, in ein Batteriegehäuse einwickelt, und die Anordnung anschließend mit dem Elektrolyten tränkt. The two electrodes, d. H. the anode and the cathode are connected together using a separator according to the invention and a liquid or else solid electrolyte in a manner known per se. For this purpose, for example, a composite material according to the invention on one of the two electrodes, which is provided with a current conductor, (anode or cathode) apply, for. B. laminate, soak with the electrolyte, and then apply the oppositely charged electrode, which is provided with a current collector, wrap the resulting sandwich if necessary, and bring in a battery case. It is also possible to proceed by sandwiching the layered or film-shaped constituents current collector, cathode, separator, anode, current conductor, optionally winding the sandwich, wrapping it in a battery housing, and then impregnating the arrangement with the electrolyte.

Als flüssige Elektrolyte kommen insbesondere nicht-wässrige Lösungen (Wassergehalt in der Regel < 20 ppm) von Lithiumsalzen und geschmolzene Li-Salze in Frage, z. B. Lösungen von Lithiumhexafluorophosphat, Lithiumperchlorat, Lithiumhexafluoroarsenat, Lithiumtrifluormethyl- sulfonat, Lithium(bis(trifluormethylsulfonyl)imid) oder Lithiumtetrafluoroborat, insbesondere Lithiumhexafluorophosphat oder Lithiumtetrafluoroborat, in geeigneten aprotischen Lösungsmitteln wie beispielsweise Ethylencarbonat, Propylencarbonat und deren Gemische mit einem oder mehreren der folgenden Lösungsmittel: Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat, Dimethoxyethan, Methylpropionat, Ethylpropionat, Butyrolacton, Acetonitril, Ethylacetat, Methylacetat, Toluol und Xylol, speziell in einem Gemisch aus Ethylencarbonat und Diethylcarbonat. In particular, non-aqueous solutions (water content of generally <20 ppm) of lithium salts and molten Li salts are suitable as liquid electrolytes, eg. B. Solutions of lithium hexafluorophosphate, lithium perchlorate, Lithiumhexafluoroarsenat, lithium trifluoromethyl sulfonate, lithium (bis (trifluoromethylsulfonyl) imide) or lithium tetrafluoroborate, in particular lithium hexafluorophosphate or lithium tetrafluoroborate, in suitable aprotic solvents such as ethylene carbonate, propylene carbonate and mixtures thereof with one or more of the following solvents: Dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dimethoxyethane, methyl propionate, ethyl propionate, butyrolactone, acetonitrile, ethyl acetate, methyl acetate, toluene and xylene, especially in a mixture of ethylene carbonate and diethyl carbonate.

Zwischen den Elektroden ist eine erfindungsgemäße Separatorschicht angeordnet, die in der Regel mit dem flüssigen, insbesondere einem flüssigen organischen Elektrolyten getränkt ist. Between the electrodes, a separator layer according to the invention is arranged, which is soaked in the rule with the liquid, in particular a liquid organic electrolyte.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von erfindungsgemäßen elektrochemischen Zellen in Lithium-Ionen-Batterien. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Lithium-Ionen-Batterien, enthaltend mindestens eine erfindungsgemäße elektrochemische Zelle. Erfindungsgemäße elektrochemische Zellen lassen sich in erfindungs- gemäßen Lithium-Ionen-Batterien miteinander kombinieren, beispielsweise in Reihenschaltung oder in Parallelschaltung. Reihenschaltung ist bevorzugt. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von erfindungsgemäßen elektrochemischen Zellen wie vorangehend beschrieben in Automobilen, mit Elektromotor betriebenen Zweirädern, Flugzeugen, Schiffen oder stationären Energiespeichern. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch die Verwendung von erfindungsgemäßen Lithium-Ionen-Batterien in Geräten, insbesondere in mobilen Geräten. Beispiele für mobile Geräte sind Fahrzeuge, beispielsweise Automobile, Zweiräder, Flugzeuge oder Wasserfahrzeuge wie Boote oder Schiffe. Andere Beispiele für mobile Geräte sind solche, die man selber bewegt, beispielsweise Computer, insbesondere Laptops, Telefone oder elektrische Handwerkszeuge, beispielsweise aus dem Bereich des Bauens, insbesondere Bohrmaschinen, Akkubohrschrauber oder Akku-Tacker. Another object of the present invention is the use of electrochemical cells according to the invention in lithium-ion batteries. Another object of the present invention are lithium-ion batteries, containing at least one electrochemical cell according to the invention. Inventive electrochemical cells can be combined with one another in lithium-ion batteries according to the invention, for example in series connection or in parallel connection. Series connection is preferred. Another object of the present invention is the use of electrochemical cells according to the invention as described above in automobiles, electric motor-powered two-wheelers, aircraft, ships or stationary energy storage. Another object of the present invention is therefore also the use of lithium-ion batteries according to the invention in devices, in particular in mobile devices. Examples of mobile devices are vehicles, for example automobiles, two-wheeled vehicles, aircraft or watercraft, such as boats or ships. Other examples of mobile devices are those that you move yourself, such as computers, especially laptops, phones or electrical tools, for example, in the field of construction, in particular drills, cordless screwdrivers or cordless tackers.

Die Verwendung von erfindungsgemäßen Lithium-Ionen-Batterien, die erfindungsgemäßen Separator enthalten, in Geräten bietet den Vorteil einer längeren Laufzeit vor dem Nachladen, ei- nen geringeren Kapazitätsverlust bei längerer Laufzeit sowie ein vermindertes Risiko einer durch Kurzschluss verursachten Selbstentladung und Zerstörung der Zelle. Wollte man mit elektrochemischen Zellen mit geringerer Energiedichte eine gleiche Laufzeit verwirklichen, so müsste man ein höheres Gewicht für elektrochemische Zellen in Kauf nehmen. Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kompositmaterials einsetzbaren Monomere AB, die wenigstens einen Polyether-haltigen Rest enthalten, sind neu. Hergestellt werden können solche speziellen Monomere AB nach bekannten Methoden, die auch zur Herstellung der literaturbekannten Monomere AB verwendet werden können, wobei die Einführung des Polyether-haltigen Restes nach Methoden erfolgt, die einem Fach- mann, insbesondere einem organischen Chemiker bekannt sind. The use of lithium ion batteries according to the invention, which contain separator according to the invention, in devices offers the advantage of a longer running time before recharging, a lower capacity loss with longer term and a reduced risk of self-discharge and destruction of the cell caused by short circuit. If one wanted to realize an equal running time with electrochemical cells with a lower energy density, then one would have to accept a higher weight for electrochemical cells. The monomers AB which can be used in the process according to the invention for producing the composite material according to the invention, which contain at least one polyether-containing radical, are new. Such special monomers AB can be prepared by known methods which can also be used for the preparation of the monomers AB known from the literature, the introduction of the polyether-containing radical being carried out by methods which are known to a person skilled in the art, in particular to an organic chemist.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Monomer AB, das Another object of the present invention is also a monomer AB, the

wenigstens eine erste kationisch polymerisierbare Monomereinheit A, welche ein Metall oder Halbmetall M aufweist, und  at least one first cationically polymerizable monomer unit A, which has a metal or semimetal M, and

- wenigstens eine zweite kationisch polymerisierbare organische Monomereinheit B aufweist, die über eine oder mehrere kovalente chemische Bindungen mit dem Metall oder Halbmetall M der polymerisierbaren Monomereinheit A verbunden ist, at least one second cationically polymerizable organic monomer unit B, which is connected via one or more covalent chemical bonds to the metal or metalloid M of the polymerizable monomer unit A,

dadurch gekennzeichnet, dass das Monomer AB mindestens einen Polyether-haltigen Rest enthält. characterized in that the monomer AB contains at least one polyether-containing radical.

Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Monomer AB, worin M gleich Si ist, die kationisch polymerisierbare organische Monomereinheit B über zwei Sauerstoffatome kovalent an M gebunden ist und die Monomereinheit A zwei gleiche oder verschiedene, jeweils über ein C-Atom an Si gebundene Reste aufweist, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Ci-Cis-Alkyl, Vi- nyl, C6-C10 Aryl, C7-Ci4-Alkylaryl und Polyether-haltiger Rest enthaltend Monomereinheiten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid und Propylenoxid, wobei mindestens einer der beiden über ein C-Atom an Si gebundenen Reste ein Polyether-haltiger Rest ist. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist Monomer AB ausgewählt aus Verbindungen der allgemeinen Formel lila' Preference is given to a monomer AB according to the invention in which M is Si, the cationically polymerizable organic monomer unit B is covalently bonded to M via two oxygen atoms and the monomer unit A has two identical or different radicals which are bonded to Si via a carbon atom are from the group consisting of Ci-cis-alkyl, vinyl, C6-C10 aryl, C7-C14 alkylaryl and polyether-containing radical containing monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide, wherein at least one of the two via a C-atom bonded to Si is a polyether-containing radical. In one embodiment of the present invention, monomer AB is selected from compounds of general formula IIIa '

worin wherein

R gleich oder verschieden sein können und unter Halogen, CN, Ci-C6-Alkyl, C1-C6- Alkoxy und Phenyl ausgewählt sind, R may be the same or different and are selected from halogen, CN, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy and phenyl,

m für 0, 1 oder 2, insbesondere 0 steht, m is 0, 1 or 2, in particular 0,

Ra, Rb unabhängig voneinander für Wasserstoff oder Methyl, insbesondere Wasserstoff stehen, R a , R b independently of one another represent hydrogen or methyl, in particular hydrogen,

Rr für Ci-C6-Alkyl, C3-C6-Cycloalkyl, einen über ein C-Atom gebundenen Polyether- haltigen Rest enthaltend Monomereinheiten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid und Propylenoxid, sowie Aryl oder einen Rest Ar'-C(Ra',Rb')- stehen, worin Ar' die für Ar angegebenen Bedeutungen hat und Ra', Rb' die für Ra, Rb angegebenen Bedeutungen aufweisen, und Rr is C 1 -C 6 -alkyl, C 3 -C 6 -cycloalkyl, a polyether-containing radical bonded via a carbon atom, containing monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide, and aryl or a radical Ar'-C (R a '). , R b ' ) - are, in which Ar' has the meanings given for Ar and R a ' , R b' have the meanings given for R a , R b , and

R2' für einen über ein C-Atom gebundenen Polyether-haltigen Rest enthaltend Monomereinheiten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid und Propylenoxid, insbesondere Ethylenoxid stehen. R 2 'is a bonded via a carbon atom polyether-containing radical containing monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide, in particular ethylene oxide.

In Formel lila' steht R bevorzugt für Ci-C6-Alkyl, insbesondere Methyl. In formula IIIa 'R is preferably C 1 -C 6 -alkyl, in particular methyl.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet sich bevorzugtes Monomer AB, wie vorangehend beschrieben, dadurch aus, das der über ein C- Atom an Si gebundene Polyether-haltiger Rest für einen Rest der Formel C-PEG steht, worin In a particularly preferred embodiment of the present invention, preferred monomer AB, as described above, is characterized in that the polyether-containing radical bonded to Si via a C atom is a radical of the formula C-PEG, wherein

o für 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 18, bevorzugt 1 bis 6, insbesondere 1 steht, und n für eine ganze Zahl von 1 bis 100, bevorzugt 5 bis 50, insbesondere 8 bis 30 steht. Die Erfindung wird durch folgende, die Erfindung jedoch nicht einschränkende Beispiele erläutert. o is 0 or an integer from 1 to 18, preferably 1 to 6, in particular 1, and n is an integer from 1 to 100, preferably 5 to 50, in particular 8 to 30. The invention is illustrated by the following, but not limiting examples of the invention.

Angaben in Prozent beziehen sich jeweils auf Gew.-%, wenn nicht ausdrücklich anders ange- geben. Percentages are by weight in each case, unless expressly stated otherwise.

I. Herstellung von Monomeren, die einen Polyether-haltigen Rest enthalten I. Preparation of monomers containing a polyether-containing radical

1.1 Synthese von 2-Methyl-2-(3-(polyethylenglycol-500^-methylether-)-propandiyl-1 )-[4H- 1 ,3,2-benzodioxasilin] 1.1 Synthesis of 2-methyl-2- (3- (polyethyleneglycol-500 ^ -methylether) -propanediyl-1) - [4H-1,2,2-benzodioxasiline]

mit n = 1 1 1.1 . a Hydrosilylierung von Polyethylenglycol-a-allylether^-methylether mit Dichlor-methylsilan with n = 1 1 1.1. a Hydrosilylation of polyethylene glycol a-allyl ether ^ -methyl ether with dichloromethylsilane

mit n = 1 1 Zur Entfernung von Wasser wurden unter einer Stickstoffschutzgasatmosphäre 250 g (0,46 mol) Polyethylenglycol-a-allylether^-methylether (käuflich erhältlich als Uniox-MA 500 der NOF Cooperation; n = 1 1 , M = 540 g/mol, Wasserrestgehalt: 0,26 Gew.-% bestimmt mittels Karl- Fischer Titration) in 200 ml wasserfreiem Toluol gelöst und mit 10 g (0,09 mol) Trimethylchlor- silan (M = 108,64 g/mol) versetzt. Die Mischung wurde für 3 Stunden auf 120 °C erhitzt. Nach Abkühlen auf 20°C wurden Toluol und weitere flüchtige Verbindungen wie Hexamethyldisiloxan ((CH3)3SiOSi(CH3)3) bei 80 °C / 5 mbar entfernt. with n = 1 1 To remove water, 250 g (0.46 mol) of polyethylene glycol a-allyl ether .alpha.-methyl ether (commercially available as Uniox MA 500 of the NOF Cooperation; n = 11, M = 540 g) were added under a nitrogen blanket / mol, residual water content: 0.26 wt .-% determined by Karl Fischer titration) dissolved in 200 ml of anhydrous toluene and treated with 10 g (0.09 mol) of trimethylchlorosilane (M = 108.64 g / mol). The mixture was heated to 120 ° C for 3 hours. After cooling to 20 ° C, toluene and other volatile compounds such as hexamethyldisiloxane ((CH 3 ) 3 SiOSi (CH 3 ) 3) were removed at 80 ° C / 5 mbar.

0,8 μΙ einer Lösung von 205 mg Hexachlorplatin(IV)säure-Hydrat (F PtCle * 6 H2O) in 0,5 ml iso- Propanol wurden zum getrockneten Allylether gegeben. Dazu wurden bei 50 °C innerhalb 1 Stunde tropfenweise 58,6 g (0,51 mol) Dichlormethylsilan (C SiH CHs), M = 1 15 g/mol) gege- ben, und das Reaktionsgemisch anschließend für 2 Stunden weiter bei 80 °C gerührt. Es wurden 301 g Produkt (M = 655 g/mol) in quantitativer Ausbeute erhalten. H-NMR (CDCIs, 500 Mhz): δ = 0,7 ppm (3H, CH3S1CI2-R), 1 ,1 -1 ,2 ppm (2 H, m, 0.8 μΙ of a solution of 205 mg of hexachloroplatinum (IV) acid hydrate (F PtCle * 6H 2 O) in 0.5 ml of isopropanol was added to the dried allyl ether. 58.6 g (0.51 mol) of dichloromethylsilane (C SiH CHs), M = 15 g / mol) were added dropwise at 50 ° C. within 1 hour, and the reaction mixture was then further at 80 ° for 2 hours C stirred. There were obtained 301 g of product (M = 655 g / mol) in quantitative yield. H-NMR (CDCIs, 500 MHz): δ = 0.7 ppm (3H, CH 3 SCl 2 R), 1, 1 -1, 2 ppm (2 H, m,

RC SiCHzCHzCHzOR), 1 ,6 - 1 ,7 ppm (2 H, m, RC SiCHzCHzCHzOR), 3,3 ppm (3H, s, -OCH3), 3,4 - 3,5 ppm (2H, dd, RC SiCHzCHzCHzOR), 3,5 - 3,7 (44H, m, R^CHzCH^nOCHs). 1.1. b Synthese von 2-Methyl-2-(3-(polyethylenglycol-500^-methylether-)-propandiyl-1 )-[4H- 1 ,3,2-benzodioxasilin] RC SiCHZCHZCHZOR), 1, 6 - 1, 7 ppm (2 H, m, RC SiCHZCHZCHzOR), 3.3 ppm (3H, s, -OCH 3 ), 3.4 - 3.5 ppm (2H, dd, RC SiCH 2 CHZORO), 3.5-3.7 (44H, m, R 1 CH 2 CH 3 nOCHs). 1.1. b Synthesis of 2-methyl-2- (3- (polyethyleneglycol-500 ^ -methylether -) -propanediyl-1) - [4H-1,2,2-benzodioxasiline]

mit n = 1 1  with n = 1 1

58,3 g (0,45 mol) Diisopropylethylamin (Hünig Base, M = 129,24 g/mol), das zuvor über Calci- umhydrid destilliert worden war, wurde zusammen mit 28 g (0,22 mol) 2-Hydroxybenzylalkohol (Saligenin, M = 124,1 g/mol) in 150 ml wasserfreiem Toluol unter einer Stickstoffatmosphäre vorgelegt. 147 g (0,23 mol) des in Beispiel 1.1 . a erhaltenen Dichlorsilans (n = 1 1 , M = 655 g/mol) wurden in 150 ml wasserfreiem Toluol gelöst und innerhalb von 75 Minuten zu der ersten Mischung getropft, wobei die Temperatur 40 °C nicht überschritt. Anschließend wurde das Reaktionsgemisch auf 80 °C erhitzt und bei dieser Temperatur eine Stunde gerührt. Nach Abkühlen auf 20°C wurde das Hydrochlorid des Diisopropylamins abfiltriert und das Lösungsmittel bei 80 °C und 5 mbar entfernt. Es wurden 140 g des gewünschten Produktes (87 %, M = 707 g/mol) erhalten. H-NMR (CD2CI2, 500 Mhz): δ = 0,15 ppm (3H, CH3S1-R), 0,55-0,65 (2 H, m, 58.3 g (0.45 mol) of diisopropylethylamine (Hünig base, M = 129.24 g / mol), which had been previously distilled over calcium hydride, together with 28 g (0.22 mol) of 2-hydroxybenzyl alcohol ( Saligenin, M = 124.1 g / mol) in 150 ml of anhydrous toluene under a nitrogen atmosphere. 147 g (0.23 mol) of the example 1.1. a obtained dichlorosilane (n = 1 1, M = 655 g / mol) were dissolved in 150 ml of anhydrous toluene and added dropwise within 75 minutes to the first mixture, wherein the temperature did not exceed 40 ° C. Subsequently, the reaction mixture was heated to 80 ° C and stirred at this temperature for one hour. After cooling to 20 ° C, the hydrochloride of diisopropylamine was filtered off and the solvent removed at 80 ° C and 5 mbar. 140 g of the desired product (87%, M = 707 g / mol) were obtained. H-NMR (CD2Cl2, 500 MHz): δ = 0.15 ppm (3H, CH3S1-R), 0.55-0.65 (2H, m,

R3S1CH2CH2CH2OR), 1 ,4-1 ,5 ppm (2 H, m, R3S1CH2CH2CH2OR), 3,15 ppm (3H, s, -OCH3), 3,2 - 3.3 ppm (2H, dd, R3S1CH2CH2CH2OR), 3,3 - 3,5 (44H, m, R(OCH2CH2)iiOCH3), 4,75 ppm (2R3S1CH2CH2CH2OR), 1, 4-1, 5 ppm (2 H, m, R3S1CH2CH2CH2OR), 3.15 ppm (3H, s, -OCH3), 3.2 - 3.3 ppm (2H, dd, R3S1CH2CH2CH2OR), 3, 3 - 3.5 (44H, m, R (OCH 2 CH 2 ) 2 OCH 3), 4.75 ppm (2

H, s, Ar-CH2-OR), 6,7 - 7,1 ppm (4H, m, Ar-H). H, s, Ar-CH 2 -OR), 6.7-7.1 ppm (4H, m, Ar-H).

I.2 Synthese von 2-Methyl-2-(3-(polyethylenglycol-1000^-methylether-)-propandiyl-1 )-[4H-I.2 Synthesis of 2-methyl-2- (3- (polyethyleneglycol-1000) -methylether -) - propanediyl-1) - [4H-

1 ,3,2-benzodioxasilin] 1, 3,2-benzodioxasiline]

mit n = 22 l.2.a Allylierung von Polyethylenglycol -methylether mit Allylchlorid with n = 22 l.2.a Allylation of polyethylene glycol methyl ether with allyl chloride

1. NaH 1. NaH

2. allylchlorid 2. allyl chloride

mit n = 22 with n = 22

Unter einer Stickstoffatmosphäre wurden 300 g (0,3 mol) Polyethylenglycol -methylether (käuflich erhältlich als Pluriol 1020 E der BASF SE; M = 1000 g/mol) in 350 ml wasserfreiem Tetra- hydrofuran gelöst. Dazu wurden in kleinen Portionen innerhalb eines Zeitraums von 45 Minuten insgesamt 13,2 g (0,33 mol) Natriumhydrid (M = 24.0 g/mol) als 60 Gew.-% Dispersion in Öl gegeben. Zur Vervollständigung der Reaktion wurde das Reaktionsgemisch anschließend für 75 Minuten bei 60 °C gerührt. Das Lösungsmittel THF wurde am Rotationsverdampfer entfernt, und Dichlormethan wurde zum Rückstand gegeben. Die organische Phase wurde zweimal mit Wasser gewaschen und Dichlormethan destillativ entfernt. Es wurden 247 g des allylierten Po- lyethylenglycols (78 %, M = 1040 g/mol) erhalten. H-NMR (CDCIs, 500 Mhz): δ = 3,3 ppm (3H, s, -OCH3), 3,4 - 3,6 (88H, m, CH2=CH- CH2(OCH2CH2)220CH3), 3,9 ppm (2H, d, m (2H, d, CH2=CH-CH2(OCH2CH2)220CH3), 5,9 pp l.2.b Hydrosilylierung von Polyethylenglycol-a-allylether^-methylether mit Dichlormethylsilan Under a nitrogen atmosphere, 300 g (0.3 mol) of polyethylene glycol methyl ether (commercially available as Pluriol 1020 E from BASF SE, M = 1000 g / mol) were dissolved in 350 ml of anhydrous tetrahydrofuran. To this was added in small portions over a period of 45 minutes a total of 13.2 g (0.33 mol) of sodium hydride (M = 24.0 g / mol) as a 60% by weight dispersion in oil. To complete the reaction, the reaction mixture was then stirred for 75 minutes at 60 ° C. Solvent THF was removed on a rotary evaporator and dichloromethane was added to the residue. The organic phase was washed twice with water and dichloromethane removed by distillation. 247 g of the allylated polyethylene glycol (78%, M = 1040 g / mol) were obtained. H-NMR (CDCIs, 500 MHz): δ = 3.3 ppm (3H, s, -OCH 3), 3.4 to 3.6 (88H, m, CH2 = CH- CH2 (OCH2CH2) 220CH 3 ), 3.9 ppm (2H, d, m (2H, d, CH 2 = CH-CH 2 (OCH 2 CH 2) 220CH3), 5.9 pp l.2.b Hydrosilylation of polyethylene glycol a-allyl ether, methyl ether with dichloromethylsilane

mit n = 22  with n = 22

Unter einer Stickstoffatmosphäre wurden 242 g (0,23 mol) des in Beispiel l.2.a erhaltenen Po- lyethylenglycol-a-allylether^-methylether (n = 22, M = 1040 g/mol, Wasserrestgehalt: 0,26 Gew.-% nach Karl-Fischer Titration) in 200 ml trockenem Toluol zusammen mit 6 g (0.06 mol) Trimethylchlorsilan (M = 108,64 g/mol) vorgelegt und für 3 Stunden auf 120 °C erhitzt. Nach Abkühlen auf 20°C wurden Toluol und weitere flüchtige Verbindungen wie Hexamethyldisiloxan ((CH3)3SiOSi(CH3)3) bei 80 °C / 4 mbar entfernt. Under a nitrogen atmosphere, 242 g (0.23 mol) of the obtained in Example l.2.a polyethylenglycol a-allyl ether ^ -methylether (n = 22, M = 1040 g / mol, residual water content: 0.26 wt. % by Karl Fischer titration) in 200 ml of dry toluene together with 6 g (0.06 mol) of trimethylchlorosilane (M = 108.64 g / mol) and heated to 120 ° C for 3 hours. After cooling to 20 ° C., toluene and further volatile compounds such as hexamethyldisiloxane ((CH 3 ) 3SiOSi (CH 3 ) 3) were removed at 80 ° C./4 mbar.

0,5 μΙ einer Lösung von 205 mg Hexachlorplatin(IV)säure-Hydrat (H2PtCl6 * 6 H2O) in 0,5 ml iso- Propanol wurden zum getrockneten Allylether gegeben. Dazu wurden bei 50 °C innerhalb 1 Stunde tropfenweise 29,7 g (0,26 mol) Dichlormethylsilan (CI2SiH(CH3), M = 1 15 g/mol) gege- ben, und das Reaktionsgemisch anschließend für 2 Stunden weiter bei 80 °C gerührt. Es wurden 272 g Produkt (M = 1 155 g/mol) in quantitativer Ausbeute erhalten. H-NMR (CDCI3, 500 Mhz): δ = 0,7 ppm (3H, CH3S1CI2-R), 1 ,1 -1 ,2 ppm (2 H, m, RC SiCHzCHzCHzOR), 1 ,6 - 1 ,7 ppm (2 H, m, RC SiCHzCHzCHzOR), 3,3 ppm (3H, s, -OCH3), 3,4 - 3,5 ppm (2H, dd, RC SiCHzCHzCHzOR), 3,5 - 3,7 (88H, m, R(OCH2CH2)22OCH3). I.2.C Synthese von 2-Methyl-2-(3-(polyethylenglycol-1000^-methylether-)-propandiyl-1 )-[4H- 1 ,3,2-benzodioxasilin] 0.5 μΙ of a solution of 205 mg of hexachloroplatinum (IV) acid hydrate (H2PtCl6 * 6H2O) in 0.5 ml of isopropanol was added to the dried allyl ether. 29.7 g (0.26 mol) of dichloromethylsilane (CI 2 SiH (CH 3 ), M = 15 g / mol) were added dropwise at 50 ° C. within 1 hour, and the reaction mixture was then continued for 2 hours stirred at 80 ° C. There were obtained 272 g of product (M = 1 155 g / mol) in quantitative yield. H-NMR (CDCl3, 500 MHz): δ = 0.7 ppm (3H, CH3S1Cl2-R), 1, 1-1, 2 ppm (2H, m, RC SiCH2CH2CH2 OR), 1.6-7.7 ppm (2 H, m, SiCHzCHzCHzOR RC), 3.3 ppm (3H, s, -OCH 3), 3.4 to 3.5 ppm (2H, dd, RC SiCHzCHzCHzOR), 3.5 to 3.7 (88H , m, R (OCH 2 CH 2) 22 OCH 3 ). I.2.C Synthesis of 2-methyl-2- (3- (polyethyleneglycol-1000-methylmethyl) -propanediyl-1) - [4H-1,2,2-benzodioxasiline]

mit n = 22  with n = 22

60,4 g (0,47 mol) Diisopropylethylamin (Hünig Base, M = 129,24 g/mol), das zuvor über Calci- umhydrid destilliert worden war, wurde zusammen mit 29 g (0,224 mol) 2-Hydroxybenzylalkohol (Saligenin, M = 124,1 g/mol) in 160 ml wasserfreiem Toluol unter einer Stickstoffatmosphäre vorgelegt. 270,9 g (0,234 mol) des in Beispiel l.2.b erhaltenen Dichlorsilans (n = 22, M = 1 155 g/mol) wurden in 100 ml wasserfreiem Toluol gelöst und innerhalb von 30 Minuten zu der ersten Mischung getropft, wobei die Temperatur 40 °C nicht überschritt. Anschließend wurde das Reaktionsgemisch auf 80 °C erhitzt und bei dieser Temperatur eine Stunde gerührt. Nach Abkühlen auf 20°C wurde das Hydrochlorid des Diisopropylamins abfiltriert und das Lösungsmittel bei 80 °C und 5 mbar entfernt. Es wurden 231 g des gewünschten Produktes (82 %, M = 1207 g/mol) erhalten. H-NMR (CD2CI2, 500 Mhz): δ = 0,05 ppm (3H, CH3S1-R), 0,55-0,65 (2 H, m, 60.4 g (0.47 mol) of diisopropylethylamine (Hünig base, M = 129.24 g / mol), which had been previously distilled over calcium hydride, together with 29 g (0.224 mol) of 2-hydroxybenzyl alcohol (saligenin, M = 124.1 g / mol) in 160 ml of anhydrous toluene under a nitrogen atmosphere. 270.9 g (0.234 mol) of the dichlorosilane obtained in Example 1.2.b (n = 22, M = 1155 g / mol) were dissolved in 100 ml of anhydrous toluene and added dropwise to the first mixture within 30 minutes, the temperature did not exceed 40 ° C. Subsequently, the reaction mixture was heated to 80 ° C and stirred at this temperature for one hour. After cooling to 20 ° C, the hydrochloride of diisopropylamine was filtered off and the solvent removed at 80 ° C and 5 mbar. There were obtained 231 g of the desired product (82%, M = 1207 g / mol). H NMR (CD2Cl2, 500 MHz): δ = 0.05 ppm (3H, CH3S1-R), 0.55-0.65 (2H, m,

R3S1CH2CH2CH2OR), 1 ,3 -1 ,4 ppm (2 H, m, R3S1CH2CH2CH2OR), 3,05 ppm (3H, s, -OCH3), 3,1 - 3,2 ppm (2H, dd, R3S1CH2CH2CH2OR), 3,3 - 3,5 (88H, m, R(OCH2CH2)22OCH3), 4,6 ppm (2 H, s, Ar-CH2-OR), 6,5 - 6,9 ppm (4H, m, Ar-H). R3S1CH2CH2CH2OR), 1, 3 -1, 4 ppm (2 H, m, R3S1CH2CH2CH2OR), 3.05 ppm (3H, s, -OCH3), 3.1-3.2 ppm (2H, dd, R3S1CH2CH2CH2OR) 3.3 to 3.5 (88H, m, R (OCH2CH2) 22 OCH 3), 4.6 ppm (2 H, s, Ar-CH 2 -O), 6.5 to 6.9 ppm (4H, m, Ar-H).

II. Herstellung von erfindungsgemäßen Kompositmaterialien II. Production of Composite Materials According to the Invention

11.1 Allgemeine Vorschrift zur Herstellung erfindungsgemäßer Kompositmaterialien 11.1 General procedure for the production of composite materials according to the invention

Polyethylenglycol-methylether mit einem Molekulargewicht von etwa 500 g/mol (kommerziell erhältlich als Pluriol® A 500E von BASF SE) und Lithiumtrifluorsulfonsäureimid (LiTFSI) wurden bei 85°C homogeniesiert. Dazu wurden 266 mg (1 ,6 mmol) 2,2-Dimethyl-[4H-1 ,3,2- Benzodioxasilin] (hergestellt nach Tetrahedron Lett. 24 (1983) 1273) gegeben. Anschließend transferierte man die Mischung in 436 mg (1 ,6 mmol) geschmolzenes 2,2' -Spirobi-[4H-1 ,3,2- Benzodioxasilin] (hergestellt wie in WO 201 1/000858, Seite 28, Zeilen 9 bis 19 beschrieben). Zum Starten der Polymerisation gab man eine Initiator-Lösung bestehend aus 5,45 mg Zinntetrachlorid (SnCU) in 56 mg d-Chloroform (CDC ) zu. Polyethylene glycol methyl ether having a molecular weight of about 500 g / mol (commercially available as Pluriol A 500E ® from BASF SE) and Lithiumtrifluorsulfonsäureimid (LiTFSI) were homo genie carbonized at 85 ° C. To this was added 266 mg (1.6 mmol) of 2,2-dimethyl- [4H-1,2,3-benzodioxasiline] (prepared according to Tetrahedron Lett. 24 (1983) 1273). The mixture was then transferred to 436 mg (1.6 mmol) of molten 2,2 '-spirobi [4H-1,2,2-benzodioxasiline] (prepared as described in WO 201/000858, page 28, lines 9-19 described). To initiate the polymerization, an initiator solution consisting of 5.45 mg of tin tetrachloride (SnCU) in 56 mg of d-chloroform (CDC) was added.

Die reaktive Monomermischung wurde für 10 Minuten bei 95 °C polymerisiert und anteilig auf eine auf 95°C im Exsikkator vorgewärmte Metallplatte mit PET-Vlies (kommerziell erhältlich als Vlies„PES20" der Fa. APODIS Filtertechnik OHG; 8 g/m2, Dicke 20 μηι, 5 x 3,5 cm Fläche) überführt, so dass flächige Kompositmaterialien mit Schichtdicken von 30 bis 90 μηη erhalten wurden. Anschließend polymerisierte man im Trockenschrank bei 95°C für 3 h unter einem Stickstoffstrom und temperte nachfolgend bei 195°C für 30 min unter Vakuum nach. The reactive monomer mixture was polymerized for 10 minutes at 95 ° C. and fractionated onto a metal plate with PET nonwoven (commercially available as fleece "PES20" from APODIS Filtertechnik OHG, 8 g / m.sup.2, thickness ) , prewarmed to 95 ° C. in the desiccator 20 μηι, 5 x 3.5 cm surface), so that sheet-like composite materials were obtained with layer thicknesses of 30 to 90 μηη then polymerized in a drying oven at 95 ° C for 3 h under a stream of nitrogen and then annealed at 195 ° C for After 30 minutes under vacuum.

Elektrolyt: 1 M LiTFSI in Dioxolan und Dimethylether (1 : 1 vol/vol) Electrolyte: 1 M LiTFSI in dioxolane and dimethyl ether (1: 1 vol / vol)

Claims

Patentansprüche claims Kompositmaterial, umfassend Komponenten Composite material comprising components (A) mindestens einen Grundkörper aus Vliesstoff; (A) at least one base body made of nonwoven fabric; (B) mindestens ein Nanokompositmaterial, enthaltend  (B) at least one nanocomposite material containing (a) wenigstens eine anorganische oder (halb-)metallorganische Phase (a), welche wenigstens ein Metall oder Halbmetall M enthält; und  (a) at least one inorganic or (semi-) organometallic phase (a) containing at least one metal or metalloid M; and (b) wenigstens eine organische Polymerphase (b), worin die organische Polymerphase (b) und die anorganische oder (halb-)metall-organische Phase (a) im Wesentlichen co-kontinuierliche Phasendomänen bilden, wobei der mittlere Abstand zweier benachbarter Domänen identischer Phasen maximal 100 nm beträgt;  (b) at least one organic polymer phase (b), wherein the organic polymer phase (b) and the inorganic or (semi-) metal organic phase (a) form substantially co-continuous phase domains, wherein the mean distance between two adjacent domains of identical phases maximum 100 nm; (C) mindestens einen Polyether oder mindestens einen Polyether-haltigen Rest, wobei der Polyether-haltige Rest an der (halb-)metallorganischen Phase (a) oder organischen Polymerphase (b) kovalent gebunden ist; und  (C) at least one polyether or at least one polyether-containing radical, wherein the polyether-containing radical is covalently bound to the (semi-) organometallic phase (a) or organic polymer phase (b); and (D) optional mindestens ein Lithiumsalz.  (D) optionally at least one lithium salt. Kompositmaterial nach Anspruch 1 , worin der Grundkörper aus Vliesstoff (A) zumindest teilweise von dem Nanokompositmaterial (B) durchdrungen ist. A composite material according to claim 1, wherein the nonwoven fabric main body (A) is at least partially penetrated by the nanocomposite material (B). Kompositmaterial nach Anspruch 1 oder 2, worin der Grundkörper aus Vliesstoff (A) aus organischen Polymeren gefertigt ist, die aus der Gruppe der Polymere bestehend aus Po- lyolefine, Polymere von Heteroatom-haltigen Vinylmonomeren, Polyester, Polyamide, Po- lyimide, Polyetheretherketone, Polysulfone und Polyoxymethylen ausgewählt sind. A composite material according to claim 1 or 2, wherein the base body of nonwoven fabric (A) is made of organic polymers selected from the group of polymers consisting of polyolefins, polymers of heteroatom-containing vinyl monomers, polyesters, polyamides, polyimides, polyetheretherketones, Polysulfone and polyoxymethylene are selected. Kompositmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das Metall oder Halbmetall M der Phase (a) ausgewählt ist unter B, AI, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V, As, Sb, Bi und deren Mischungen. A composite material according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal or metalloid M of phase (a) is selected from B, Al, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V, As, Sb, Bi and the like mixtures. Kompositmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Metall oder Halbmetall M zu wenigstens 90 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge an M, Silizium umfasst. A composite material according to any one of claims 1 to 4, wherein the metal or semimetal M comprises at least 90 mol%, based on the total amount of M, of silicon. Kompositmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin das Lithiumsalz (D) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Lithiumhexafluorophosphat, Lithiumperchlorat, Li- thiumhexafluoroarsenat, Lithiumtrifluormethylsulfonat, Lithium(bis(trifluormethylsulfonyl)- imid) und Lithiumtetrafluoroborat. A composite material according to any one of claims 1 to 5, wherein the lithium salt (D) is selected from the group consisting of lithium hexafluorophosphate, lithium perchlorate, lithium hexafluoroarsenate, lithium trifluoromethylsulfonate, lithium (bis (trifluoromethylsulfonyl) imide) and lithium tetrafluoroborate. Kompositmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin das Nanokompositmaterial (B) ein Polymerisationsprodukt von wenigstens einem Monomer AB ist, das A composite material according to any one of claims 1 to 6, wherein the nanocomposite material (B) is a polymerization product of at least one monomer AB which wenigstens eine erste kationisch polymerisierbare Monomereinheit A, welche ein at least one first cationically polymerizable monomer unit A, which is a Metall oder Halbmetall M aufweist, und wenigstens eine zweite kationisch polymerisierbare organische Monomereinheit B aufweist, die über eine oder mehrere kovalente chemische Bindungen mit der poly- merisierbaren Monomereinheit A verbunden ist, Metal or metal M has, and at least one second cationically polymerizable organic monomer unit B, which is connected via one or more covalent chemical bonds to the polymerisable monomer unit A, wobei das Polymerisationsprodukt unter kationischen Polymerisationsbedingungen erhalten wird, unter denen sowohl die polymerisierbare Monomereinheit A als auch die polymerisierbare Monomereinheit B unter Bruch der Bindung zwischen A und B polymerisieren, und wobei das Monomer AB in Gegenwart des Grundkörpers aus Vliesstoff (A), des Po- lyethers oder des Polyether-haltigen Restes (C) und gegebenenfalls des Lithiumsalzes (D) polymerisiert wird.  wherein the polymerization product is obtained under cationic polymerization conditions under which polymerize both the polymerizable monomer unit A and the polymerizable monomer unit B with breaking of the bond between A and B, and wherein the monomer AB in the presence of the body of nonwoven fabric (A), the polymer lyethers or the polyether-containing radical (C) and optionally the lithium salt (D) is polymerized. Verfahren zur Herstellung eines Kompositmaterials, umfassend die Komponenten A method of making a composite material comprising the components (A) mindestens einen Grundkörper aus Vliesstoff; (A) at least one base body made of nonwoven fabric; (B) mindestens ein Nanokompositmaterial, enthaltend  (B) at least one nanocomposite material containing (a) wenigstens eine anorganische oder (halb-)metallorganische Phase (a), welche wenigstens ein Metall oder Halbmetall M enthält; und  (a) at least one inorganic or (semi-) organometallic phase (a) containing at least one metal or metalloid M; and (b) wenigstens eine organische Polymerphase (b);  (b) at least one organic polymer phase (b); (C) mindestens einen Polyether oder mindestens einen Polyether-haltigen Rest, wobei der Polyether-haltige Rest an der(halb-)metallorganische Phase (a) oder organischen Polymerphase (b) kovalent gebunden ist; und  (C) at least one polyether or at least one polyether-containing radical, wherein the polyether-containing radical is covalently bonded to the (semi-) organometallic phase (a) or organic polymer phase (b); and (D) optional ein Lithiumsalz; durch Polymerisation wenigstens eines Monomers AB, das  (D) optionally a lithium salt; by polymerization of at least one monomer AB, the wenigstens eine erste kationisch polymerisierbare Monomereinheit A, welche ein Metall oder Halbmetall M aufweist, und  at least one first cationically polymerizable monomer unit A, which has a metal or semimetal M, and wenigstens eine zweite kationisch polymerisierbare organische Monomereinheit B aufweist, die über eine oder mehrere kovalente chemische Bindungen mit der poly- merisierbaren Monomereinheit A verbunden ist,  at least one second cationically polymerizable organic monomer unit B, which is connected via one or more covalent chemical bonds to the polymerisable monomer unit A, unter kationischen Polymerisationsbedingungen, unter denen sowohl die polymerisierbare Monomereinheit A als auch die polymerisierbare Monomereinheit B unter Bruch der Bindung zwischen A und B polymerisieren, wobei die Polymerisation in Gegenwart des Grundkörpers aus Vliesstoff (A), des Polyethers oder des Polyether-haltigen Restes (C) und gegebenenfalls des Lithiumsalzes (D) durchgeführt wird.  under cationic polymerization conditions under which polymerize both the polymerizable monomer unit A and the polymerizable monomer unit B with breaking of the bond between A and B, wherein the polymerization in the presence of the base body of nonwoven fabric (A), the polyether or the polyether-containing radical (C ) and optionally the lithium salt (D) is carried out. Verfahren nach Anspruch 8, worin das Metall oder Halbmetall M der Monomereinheit A in den Monomeren AB ausgewählt ist unter B, AI, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V, As, Sb, Bi und deren Mischungen. A method according to claim 8, wherein the metal or metalloid M of the monomer unit A in the monomers AB is selected from B, Al, Si, Ti, Zr, Hf, Ge, Sn, Pb, V, As, Sb, Bi and mixtures thereof. 0. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Metall oder Halbmetall M der Monomereinheit A zu wenigstens 90 mol-%, bezogen auf die Gesamtmenge an M, Silizium umfasst. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Monomere AB, welche wenigstens eine Monomereinheit A und wenigstens eine Monomereinheit B aufweisen, durch die allgemeine Formel I beschrieben werden: 0. The method of claim 9, wherein the metal or metalloid M of the monomer unit A comprises at least 90 mol%, based on the total amount of M, of silicon. Method according to one of claims 8 to 10, wherein the monomers AB, which have at least one monomer unit A and at least one monomer unit B, are described by the general formula I: R1— Q /X-R1 ' R 1 - Q / XR 1 ' (I)  (I) 2 / \ 2, 2 / \ 2 , R2— G (Y-R2 )Q worin R 2 - G (YR 2 ) Q wherein M für ein Metall oder Halbmetall steht;  M is a metal or semimetal; R1, R2 gleich oder verschieden sein können und jeweils für einen Rest R 1 , R 2 may be the same or different and each represents a radical Ar-C(Ra,Rb)- stehen, worin Ar für einen aromatischen oder heteroaromatischen Ring steht, der gegebenenfalls 1 oder 2 Substituenten aufweist, die unter Halogen, CN, Ci-C6-Alkyl, Ci-C6-Alkoxy und Phenyl ausgewählt sind und Ra, Rb unabhängig voneinander für Wasserstoff oder Methyl stehen oder gemeinsam ein Sauerstoffatom oder eine Methylidengruppe (=CH2) bedeuten, oder die Reste R1Q und R2G zusammen für einen Rest der Formel la Ar-C (R a , R b ) - where Ar is an aromatic or heteroaromatic ring which optionally has 1 or 2 substituents which are halogen, CN, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy and phenyl are selected and R a , R b independently of one another represent hydrogen or methyl or together denote an oxygen atom or a methylidene group (= CH 2), or the radicals R 1 Q and R 2 G together represent a radical of the formula Ia stehen, worin A für einen an die Doppelbindung kondensierten aromatischen oder heteroaromatischen Ring steht, m für 0, 1 oder 2 steht, die Reste R gleich oder verschieden sein können und unter Halogen, CN, Ci-C6-Alkyl, Ci- C6-Alkoxy und Phenyl ausgewählt sind und Ra, Rb die zuvor genannten Bedeutungen aufweisen; where A is an aromatic or heteroaromatic ring fused to the double bond, m is 0, 1 or 2, the radicals R may be identical or different and are halogen, CN, C 1 -C 6 -alkyl, C 1 -C 6 -alkoxy and phenyl are selected and R a , R b have the meanings given above; G für O, S oder NH steht;  G is O, S or NH; Q für O, S oder NH steht;  Q is O, S or NH; q entsprechend der Wertigkeit von M für 0, 1 oder 2 steht, q corresponding to the valence of M is 0, 1 or 2, X, Y gleich oder verschieden sein können und jeweils für O, S, NH oder eine chemische Bindung stehen;  X, Y may be the same or different and each represents O, S, NH or a chemical bond; R1', R2' gleich oder verschieden sein können und jeweils für Ci-C6-Alkyl, C3-C6-R 1 ' , R 2' may be identical or different and in each case represents C 1 -C 6 -alkyl, C 3 -C 6 -alkyl, Cycloalkyl, einen Polyether-haltigen Rest enthaltend Monomereinheiten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid und Propylenoxid, sowie Aryl oder einen Rest Ar'-C(Ra',Rb')- stehen, worin Ar' die für Ar angegebenen Bedeutungen hat und Ra', Rb' die für Ra, Rb angegebenen Bedeutungen aufweisen oder R1', R2' gemeinsam mit X und Y für einen Rest der Formel A, wie zuvor definiert, stehen; oder, wenn X für Sauerstoff steht, der Rest R1' für einen Rest der Formel Ib: Cycloalkyl, a polyether-containing radical containing monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide, and aryl or a radical Ar'-C (R a ' , R b' ) - are, wherein Ar 'has the meanings given for Ar and R a ' , R b' have the meanings given for R a , R b or R 1 ' , R 2' together with X and Y is a radical of the formula A as defined above; or, when X is oxygen, the radical R 1 'is a radical of the formula Ib: R—Q # R-Q # M' (Ib)  M '(Ib) 2 \ 2'  2 \ 2 ' R— G (Y-R )q stehen kann, worin q, R1, R2, R2', Y, Q und G die zuvor genannten Bedeutungen haben und # die Bindung an X bedeutet. R-G (YR) q may be where q, R 1 , R 2 , R 2 ' , Y, Q and G are as defined above and # is the bond to X. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei es sich bei der Polymerisation wenigstens eines Monomers AB um eine Copolymerisation wenigstens eines Monomers AB, das Process according to one of the preceding claims, wherein the polymerization of at least one monomer AB is a copolymerization of at least one monomer AB, the wenigstens eine erste kationisch polymerisierbare Monomereinheit A, welche ein Metall oder Halbmetall M und wenigstens einen an M kovalent, über ein C-Atom gebundenen Rest ausgewählt aus der Gruppe Ci-C2o-Kohlenwasserstoffrest und Po- lyether-haltiger Rest, aufweist, und  at least one first cationically polymerizable monomer unit A, which has a metal or metalloid M and at least one radical bonded to M covalently bound via a carbon atom and selected from the group consisting of C 1 -C 20 -hydrocarbon radical and polyether-containing radical; wenigstens eine zweite kationisch polymerisierbare organische Monomereinheit B aufweist, die über eine oder mehrere kovalente chemische Bindungen mit der polymerisierbaren Einheit A verbunden ist,  at least one second cationically polymerizable organic monomer unit B, which is connected via one or more covalent chemical bonds to the polymerisable unit A, mit wenigstens einem Monomer A1 B1 , das with at least one monomer A1 B1, the wenigstens eine erste kationisch polymerisierbare Monomereinheit A1 , welche ein Metall oder Halbmetall M aufweist, und  at least one first cationically polymerizable monomer unit A1, which has a metal or semimetal M, and wenigstens eine zweite kationisch polymerisierbare organische Monomereinheit B1 aufweist, die über eine oder mehrere kovalente chemische Bindungen mit der polymerisierbaren Monmereinheit A1 verbunden ist, handelt,  at least one second cationically polymerizable organic monomer unit B1, which is connected via one or more covalent chemical bonds to the polymerizable monomer unit A1, wobei die Copolymerisation unter kationischen Polymerisationsbedingungen, unter denen sowohl die polymerisierbaren Monomereinheiten A und A1 als auch die polymerisierbaren Monomereinheiten B und B1 unter Bruch der Bindung zwischen A und B und unter Bruch der Bindung zwischen A1 und B1 polymerisieren. wherein the copolymerization under cationic polymerization conditions under which polymerize both the polymerizable monomer units A and A1 and the polymerizable monomer units B and B1 with breaking of the bond between A and B and breaking the bond between A1 and B1. Verfahren nach Anspruch 12, wobei M in den Monomeren AB und in den Monomeren A1 B1 unabhängig voneinander für Si, AI, Ti oder Zr steht und die kationisch polymerisierbaren organischen Monomereinheiten B und B1 in den entsprechenden Monomeren AB und A1 B1 jeweils über ein oder mehrere Sauerstoffatome kovalent an M gebunden sind. A process according to claim 12, wherein M in the monomers AB and in the monomers A1 B1 independently of one another represents Si, Al, Ti or Zr and the cationically polymerizable organic monomer units B and B1 in the corresponding monomers AB and A1 B1 in each case via one or more Oxygen atoms are covalently bound to M Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei im Monomer AB das Metall oder Halbmetall M gleich Si ist und die Monomereinheit A zwei gleiche oder verschiedene, jeweils über ein C-Atom an Si gebundene Reste aufweist, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Ci-Ci8-Alkyl, Vinyl, C6-C10 Aryl, C7-Ci4-Alkylaryl und Polyether-haltiger Rest enthaltend Monomereinheiten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid und Pro- pylenoxid. A process as claimed in claim 12 or 13, wherein in the monomer AB the metal or semimetal M is Si and the monomer unit A has two identical or different radicals, each bonded via a carbon atom to Si, selected from the group consisting of Ci8-alkyl, vinyl, C6-C10 aryl, C7-Ci4-alkylaryl and polyether-containing radical containing monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, wobei die Komponente (C) ein Polyether ist, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Polyethylenglycole, Polypropylenglycole und Copolymere aus Ethylenoxid und Propylenoxid. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15, worin die Polymerisation in Gegenwart einer weiteren Komponente (E), bei der es sich um mindestens ein anorganisches (Halb-) Metalloxid in Form von Partikeln handelt, durchgeführt wird. 15. The method according to any one of claims 8 to 14, wherein the component (C) is a polyether selected from the group comprising polyethylene glycols, polypropylene glycols and copolymers of ethylene oxide and propylene oxide. 16. The method according to any one of claims 8 to 15, wherein the polymerization in the presence of another component (E), which is at least one inorganic (semi-) metal oxide in the form of particles, is carried out. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 16, worin die Polymerisation bei einer Tempe- ratur zwischen 0 und 200 °C durchgeführt wird. 17. The method according to any one of claims 8 to 16, wherein the polymerization is carried out at a temperature between 0 and 200 ° C. 18. Verwendung des Kompositmaterials nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als Separator o- der als Bestandteil eines Separators in elektrochemischen Zellen, Brennstoffzellen oder Superkondensatoren. 18. Use of the composite material according to any one of claims 1 to 7 as a separator o- as part of a separator in electrochemical cells, fuel cells or supercapacitors. 19. Separator für eine elektrochemische Zelle enthaltend Kompositmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7. 19. Separator for an electrochemical cell containing composite material according to one of claims 1 to 7. 20. Elektrochemische Zelle, enthaltend mindestens einen Separator gemäß Anspruch 19 so- wie mindestens eine Kathode, und 20. An electrochemical cell, comprising at least one separator according to claim 19 and at least one cathode, and mindestens eine Anode.  at least one anode. Elektrochemische Zelle nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass Anode (Y) gewählt wird aus Anoden aus Kohlenstoff, Anoden, die Sn oder Si enthalten, und Anoden, die Lithiumtitanat der Formel Li4+xTi50i2 mit x gleich einem Zahlenwert von > 0 bis 3, enthalten. Electrochemical cell according to claim 20, characterized in that anode (Y) is selected from anodes of carbon, anodes containing Sn or Si, and anodes, the lithium titanate of formula Li4 + xTi 5 0i2 with x equal to a number of> 0 to 3, included. Verwendung von elektrochemischen Zellen nach Anspruch 20 oder 21 in Lithium-Ionen- Batterien. Use of electrochemical cells according to claim 20 or 21 in lithium-ion batteries. 23. Lithium-Ionen-Batterie, enthaltend mindestens eine elektrochemische Zelle nach Anspruch 20 oder 21 . 23. Lithium-ion battery containing at least one electrochemical cell according to claim 20 or 21. 24. Verwendung von elektrochemischen Zellen nach Anspruch 20 oder 21 in Automobilen, mit Elektromotor betriebenen Zweirädern, Flugzeugen, Schiffen oder stationären Energiespeichern. Monomer AB, das 24. Use of electrochemical cells according to claim 20 or 21 in automobiles, powered by electric motor two-wheelers, aircraft, ships or stationary energy storage. Monomer AB, the wenigstens eine erste kationisch polymerisierbare Monomereinheit A, welche ein Metall oder Halbmetall M aufweist, und  at least one first cationically polymerizable monomer unit A, which has a metal or semimetal M, and wenigstens eine zweite kationisch polymerisierbare organische Monomereinheit B aufweist, die über eine oder mehrere kovalente chemische Bindungen mit dem Metall oder Halbmetall M der polymerisierbaren Monomereinheit A verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Monomer AB mindestens einen Polyether-haltigen at least one second cationically polymerizable organic monomer unit B, which is connected via one or more covalent chemical bonds with the metal or semimetal M of the polymerizable monomer unit A, characterized in that the monomer AB at least one polyether-containing Rest enthält. Contains rest. Monomer AB gemäß Anspruch 25, worin M gleich Si ist, die kationisch polymerisierbare organische Monomereinheit B über zwei Sauerstoffatome kovalent an M gebunden ist und die Monomereinheit A zwei gleiche oder verschiedene, jeweils über ein C-Atom an Si gebundene Reste aufweist, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus C1-C18- Alkyl, Vinyl, C6-C10 Aryl, Cz-C-u-Alkylaryl und Polyether-haltiger Rest enthaltend Monomereinheiten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid und Propylenoxid, wobei mindestens einer der beiden über ein C-Atom an Si gebundene Reste ein Polyether- haltiger Rest ist. Monomer AB according to claim 25, wherein M is Si, the cationically polymerizable organic monomer unit B is covalently bonded to M via two oxygen atoms and the monomer unit A has two identical or different, each bonded via a carbon atom to Si radicals selected from the group consisting of C1-C18-alkyl, vinyl, C6-C10 aryl, Cz-Cu-alkylaryl and polyether-containing radical containing monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide, wherein at least one of the two via a carbon atom Si bonded radicals is a polyether-containing radical. Monomer AB ausgewählt aus Verbindungen der allgemeinen Formel lila' Monomer AB selected from compounds of general formula IIIa ' worin wherein R gleich oder verschieden sein können und unter Halogen, CN, Ci-C6-Alkyl, C1- R may be the same or different and is halogen, CN, Ci-C6-alkyl, C1- C6-Alkoxy und Phenyl ausgewählt sind, C6 alkoxy and phenyl are selected, m für O, 1 oder 2 steht, m is 0, 1 or 2, Ra, Rb unabhängig voneinander für Wasserstoff oder Methyl stehen, R a , R b independently of one another represent hydrogen or methyl, R1' für Ci-C6-Alkyl, C3-C6-Cycloalkyl, einen über ein C-Atom gebundenen Polyether-haltigen Rest enthaltend Monomereinheiten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid und Propylenoxid, sowie Aryl oder einen Rest Ar'-C(Ra',Rb')- stehen, worin Ar' die für Ar angegebenen Bedeutungen hat undR 1 'is Ci-C6-alkyl, C3-C6-cycloalkyl, a bonded via a carbon atom polyether-containing radical containing monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide, and aryl or a radical Ar'-C (R a ' , R b' ) - are, in which Ar 'has the meanings given for Ar, and Ra', Rb' die für Ra, Rb angegebenen Bedeutungen aufweisen, undR a ' , R b' have the meanings given for R a , R b , and R2' für einen über ein C-Atom gebundenen Polyether-haltigen Rest enthaltend R 2 ' for a bonded via a carbon atom containing polyether-containing radical Monomereinheiten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenoxid und Propylenoxid stehen. Monomer AB gemäß Anspruch 26 oder 27, worin der über ein C-Atom an Si gebundene Polyether-haltige Rest für einen Rest der Formel C-PEG steht, worin Monomer units selected from the group consisting of ethylene oxide and propylene oxide. Monomer AB according to Claim 26 or 27, in which the polyether-containing radical bonded to Si via a C atom is a radical of the formula C-PEG, wherein o für 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 18 steht, und o stands for 0 or an integer from 1 to 18, and n für eine ganze Zahl von 1 bis 100 steht. n is an integer from 1 to 100.
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