乙酰磺胺酸锂及其制备方法和其在非水电解液中的应用技术

本发明专利技术公开了一种乙酰磺胺酸锂及其制备方法，该方法包括：(1)、向反应瓶中加入乙酰磺胺酸，加入适量的水，分批加入锂源，搅拌反应；(2)、减压干燥得到乙酰磺胺酸锂粗品；(3)加入极性有机溶剂，搅拌溶解；(4)过滤除去不溶物，减压除去有机溶剂，选择强极性溶剂和弱极性溶剂混合溶剂进行重结晶，减压干燥后得到产品。乙酰磺胺酸锂具有优越的化学稳定性，将其运用于电解液体系中能够避免LiPF

Lithium acetylsulfonate and its preparation and application in nonaqueous electrolyte

【技术实现步骤摘要】
乙酰磺胺酸锂及其制备方法和其在非水电解液中的应用
本专利技术涉及电化学储能领域，更具体地，本专利技术涉及一种乙酰磺胺酸锂的制备方法及含有该锂盐的非水电解液在电化学储能器件中的应用。
技术介绍
锂离子电池电解液一般由电解质盐、溶剂和功能性添加剂组成。对于锂离子电池，目前商品化应用的电解液一般使用LiPF6作为支持电解质。但是LiPF6化学性质不稳定，在较高的温度下(>55℃)，或者遇潮容易分解产生氟化氢，五氟化磷和三氟氧磷等杂质，导致碳酸酯溶剂发生自催化分解反应。因此，LiPF6作为电解液导电锂盐的锂离子电池高温性能较差，使用寿命受限。开发理化性质更稳定的阴离子，避免电池在工作或者存储的过程中由于电解液的分解变质而失效的弊端，对提升锂离子电池的综合性能至关重要。
技术实现思路
鉴于
技术介绍
所存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种乙酰磺胺酸锂的制备方法。本专利技术的另一个目的是提供乙酰磺胺酸锂在非水电解液中的应用。为解决上述的技术问题，本专利技术所述含乙酰磺胺酸锂的结构通式为式(Ⅰ)所示：本专利技术提供上述式(Ⅰ)乙酰磺胺酸锂的制备方法，包括以下步骤：(1)反应瓶中加入乙酰磺胺酸(制备方法参考专利文献CN201380029410)，加入适量的水，分批加入锂源，搅拌反应；(2)减压干燥得到乙酰磺胺酸锂粗品；(3)加入极性有机溶剂，搅拌溶解；(4)过滤除去不溶物，减压除去有机溶剂，选择强极性溶剂和弱极性溶剂混合溶剂进行重结晶，减压干燥后得到产品；优选的，步骤(1)所述的锂源包括碳酸锂和氢氧化锂。优选的，步骤(3)所述的有机溶剂包括乙腈、丙酮、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙醚、甲基叔丁基醚、乙二醇二甲醚，二氧六环，四氢呋喃、二氧戊烷。优选的，步骤(4)所述的强极性溶剂包括乙腈、丙酮、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙醚、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、乙二醇二甲醚、二氧六环。弱极性溶剂包括二氯甲烷、三氯甲烷、正己烷、环己烷、甲苯、二甲苯、氯苯、氟苯。本专利技术提供的乙酰磺胺酸锂在非水电解液中的应用，即在锂电池和锂离子电池中作为电解质的应用。为了实现上述技术方案，本专利技术提供一种乙酰磺胺酸锂的电解液，包括导电锂盐、非水有机溶剂和添加剂，导电锂盐包括乙酰磺胺酸锂。乙酰磺胺酸锂在电解液中的质量百分含量为0.5％～40％，优选0.5％～15％。优选的，所述的导电锂盐还包括LiBF4、LiPF6、LiAsF6、LiClO4、LiSO3CF3、LiB(C2O4)2、LiBF2C2O4、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2F)2中的一种或多种。优选的，所述非水有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、γ-丁内酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯中的一种或几种。优选的，所述添加剂为碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、二氟代碳酸乙烯酯、1,3-丙磺酸内酯、1,4-丁磺酸内酯、硫酸乙烯酯、硫酸丙烯酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、丁二腈、己二腈、1,2-氰乙氧基乙烷中的一种或几种。本专利技术还提供了一种锂二次电池：包括正极片、负极片、隔膜以及本专利技术所述的含有乙酰磺胺酸锂的电解液构成；正极片和负极片包含活性材料、导电剂、集流体、将所述活性材料和导电剂与所述集流体结合的结合剂。优选的，所述正极片包括能够可逆地嵌入/脱嵌锂离子的正极活性材料，正极活性材料优选为锂的复合金属氧化物，金属氧化物包括镍、钴、锰元素及其任何比例组合的氧化物；正极活性材料还进一步包括化学元素中的一种或者若干种，所述化学元素包括有Mg、Al、Ti、Sn、V、Ge、Ga、B、Zr、Cr、Fe、Sr和稀土元素；正极活性材料还进一步包括聚阴离子锂化合物LiMx(PO4)y(M为Ni、Co、Mn、Fe、Ti、V，0≤x≤5，0≤y≤5)。优选的，所述负极片包括能够接受或释放锂离子的负极活性材料，所述负极活性材料包括锂金属、锂合金、结晶碳、无定型碳、碳纤维、硬碳、软碳；其中结晶碳包括天然石墨、石墨化焦炭、石墨化MCMB、石墨化中间相沥青碳纤维；所述的锂合金包括锂和铝、锌、硅、锡、镓、锑金属的合金。具体实施方式下面将结合具体实施例对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。下面通过示例性的实施例具体说明本专利技术。应当理解，本专利技术的范围不应局限于实施例的范围。任何不偏离本专利技术主旨的变化或改变能够为本领域的技术人员所理解。本专利技术的保护范围由所附权利要求的范围确定。实施例1500mL反应瓶中加入81.5g(0.5mol)乙酰磺胺酸，加入200mL去离子水，分批加入19.24g(0.26mol)碳酸锂，搅拌反应至体系没有酸性。减压干燥得到白色固体，加入200mL碳酸二甲酯，搅拌充分溶解，静置后过滤得到澄清液，减压干燥得到白色固体，碳酸二甲酯/甲苯混合溶剂重结晶，过滤，减压干燥后得到82.8g白色固体产品，产率98％。实施例2500mL反应瓶中加入81.5g(0.5mol)乙酰磺胺酸，加入200mL去离子水，分批加入22.26g(0.53mol)碳酸钠，搅拌反应至体系没有酸性。减压干燥得到白色固体，加入200mL乙酸乙酯，搅拌充分溶解，静置后过滤得到澄清液，减压干燥得到白色固体，乙酸乙酯/二氯甲烷混合溶剂重结晶，过滤，减压干燥后得到81.12g白色固体产品，产率96％。实施例3(1)电解液的制备在氩气氛围的手套箱中(H2O<1ppm)，将有机溶剂按质量比为EC(碳酸乙烯酯)∶DMC(碳酸二甲酯)：EMC(碳酸甲乙酯)＝40∶40∶20与乙酰磺胺酸锂(14％)混合，加入总重量1％的VC(碳酸亚乙烯酯)，2％的PS(丙磺酸内酯)，3％的FEC(氟代碳酸乙烯酯)，3％的SN(丁二腈)。将上述各原料依次加入，充分搅拌均匀，即得到本专利技术所述的锂二次电池电解液(游离酸<15ppm，水分<10ppm)。(2)正极极片的制备将质量百分比为3％的聚偏氟乙烯(PVDF)溶解于1-甲基-2-吡咯烷酮溶液中，将质量百分比94％的LiCoO2和3％的导电剂炭黑加入上述溶液并混合均匀，将混制的浆料涂布在铝箔的两面后，烘干、滚压后得到正极极片。其它正极材料LiMn2O4、LiFePO4、LiNi0.5Co0.3Mn0.2、LiNi0.3Co0.3Mn0.3按同样的方法制备。(3)负极极片的制备将质量百分比为4％的SBR粘结剂，质量百分比为1％的CMC增稠剂溶于水溶液中，将质量百分比为95％的石墨加入上述溶液，混合均匀，将混制的浆料涂布在铜箔的两面后，烘干、滚压后得到负极极片。其它负极材料Li4Ti5O12按类似的方法制备。(4)锂离子电池的制作将上述制备的正极极片、负极极片和隔离膜以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.乙酰磺胺酸锂，其结构通式为式(Ⅰ)所示：/n

【技术特征摘要】
1.乙酰磺胺酸锂，其结构通式为式(Ⅰ)所示：





2.一种制备如权利要求1所述的乙酰磺胺酸锂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、向反应瓶中加入乙酰磺胺酸，加入适量的水，分批加入锂源，搅拌反应；
(2)、减压干燥得到乙酰磺胺酸锂粗品；
(3)加入极性有机溶剂，搅拌溶解；
(4)过滤除去不溶物，减压除去有机溶剂，选择强极性溶剂和弱极性溶剂混合溶剂进行重结晶，减压干燥后得到产品。


3.如权利要求2所述的乙酰磺胺酸锂的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的锂源包括碳酸锂和氢氧化锂。


4.如权利要求2所述的乙酰磺胺酸锂的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述的极性有机溶剂包括乙腈、丙酮、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙醚、甲基叔丁基醚、乙二醇二甲醚，二氧六环，四氢呋喃、二氧戊烷。


5.如权利要求2所述的乙酰磺胺酸锂的制备方法，其特征在于：步骤(4)所述的强极性溶剂包括乙腈、丙酮、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：董金祥，韩鸿波，成青，
申请(专利权)人：惠州市大道新材料科技有限公司，常德市大度新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44