无机盐及其制备方法、锂离子电池电解液添加剂、锂离子电池电解液和锂离子电池技术

本发明专利技术提供一种无机盐及其制备方法、锂离子电池电解液添加剂、锂离子电池电解液和锂离子电池。所述无机盐的结构式为：

【技术实现步骤摘要】
无机盐及其制备方法、锂离子电池电解液添加剂、锂离子电池电解液和锂离子电池
本专利技术涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种无机盐及其制备方法、锂离子电池电解液添加剂、锂离子电池电解液和锂离子电池。
技术介绍
电解液功能添加剂的研究已经成为当今锂离子电池研究的一个焦点。电解液添加剂中被认为起作用的往往是某些特定的官能团或者某些特殊的存在的元素，与电解液进行相应的反应，从而使得电解液环境得到改变，进而提高电池的性能，如，改善电池的高低温性能，增加电池的安全性能等。二次电池的使用寿命和安全性能是核心问题，但由于地域环境的差异以及电池使用过程中本身的放热情况，电池的高低温性能也是需要兼顾的技术难题。现有技术中的电解液添加剂对于电池的性能提升作用有限。有鉴于此，特提出本申请。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无机盐及其制备方法、锂离子电池电解液添加剂、锂离子电池电解液和锂离子电池，以解决上述问题。为实现以上目的，本专利技术特采用以下技术方案：一种无机盐，所述无机盐的结构式为：该无机盐同时具有含氟含硼官能团和含硫官能团，结合了硫代硫酸根和含氟硼酸的结构，能够提高电池的循环性能。含氟含硼官能团的化学稳定性和热稳定性，作为锂离子电池电解液的添加剂，可改善循环寿命，拓宽锂离子电池的工作温度范围，提高电池的高低温放电性能，提高锂离子电池性能。而硫代硫酸根基团能起到与硫酸根基团相似的作用，负二价的硫存在，可以对高镍三元体系中，在充放电过程中溶出的金属离子进行络合，以提高锂离子电池的性能。一种所述的无机盐的制备方法，包括：将包括硫代硫酸盐、含硼化合物在内的原料混合，加热反应后与锂盐进行盐交换反应，固液分离得到滤液；将滤液通过混合溶剂结晶的方法，得到所述无机盐。优选地，所述原料还包括溶剂A，所述溶剂A包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸甲酯中的一种或多种；优选地，所述溶剂A为碳酸二甲酯；优选地，所述盐交换反应中，使用的溶剂B包括乙腈、丙腈、丙酮、甲基丁酮、二甲基亚砜中的一种或多种；优选地，所述溶剂B为乙腈；优选地，所述混合溶剂结晶的方法中，使用的溶剂C包括二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、甲苯、二甲苯、石油醚、正己烷中的一种或多种；优选地，所述溶剂C为二氯甲烷。优选地，所述硫代硫酸盐包括硫代硫酸钠和/或硫代硫酸钾；优选地，所述含硼化合物包括三氟化硼、三氟化硼乙醚络合物、三氟化硼乙胺络合物中的一种或多种；优选地，所述含硼化合物为三氟化硼乙醚络合物；优选地，所述锂盐包括氯化锂、甲酸锂、二氟磷酸锂、硝酸锂和醋酸锂中的一种或多种。需要说明的是，常见的无机锂盐和有机锂盐均可以使用，但考虑到副反应及收率等因素，优选氯化锂。优选地，所述含硼化合物和所述硫代硫酸盐的摩尔比例为2：(1-1.1)。可选地，所述含硼化合物和所述硫代硫酸盐的摩尔比例可以为2：1、2：1.01、2：1.05、2：1.1以及2：(1-1.1)之间的任一值。优选地，所述加热反应的温度为30-80℃，时间为8-36h；优选地，所述加热反应的温度为40-60℃，时间为16-24h；优选地，所述盐交换反应的温度为30-100℃，时间为12-48h；优选地，所述加热反应的温度为40-80℃，时间为24-36h。可选地，所述加热反应的温度可以为30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃以及30-80℃之间的任一值，时间可以为8h、12h、24h、36h以及8-36h之间的任一值；盐交换反应的温度可以为30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃以及30-100℃之间的任一值，时间可以为12h、24h、36h、48h以及12-48h之间的任一值。一种锂离子电池电解液添加剂，包括所述的无机盐。一种锂离子电池电解液，包括所述的锂离子电池电解液添加剂。优选地，所述无机盐的使用量占所述锂离子电池电解液的总质量的0.001％-10％；优选地，所述无机盐的使用量占所述锂离子电池电解液的总质量的0.5％-2％。可选地，所述无机盐的使用量占所述锂离子电池电解液的总质量的比例可以是0.001％、0.005％、0.01％、0.05％、0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％以及0.001％-10％之间的任一值。一种锂离子电池，包括所述的锂离子电池电解液。与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：本申请提供的无机盐，同时具有含氟含硼官能团和含硫官能团，结合两种不同基团的优势，形成一个具有环状结构的锂盐，添加到电解液中，能够有效提高锂离子电池性能；本申请提供的无机盐的制备方法，工艺简单；本申请提供的锂离子电池电解液添加剂和锂离子电池电解液，能够有效提升锂离子电池性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对本专利技术范围的限定。图1为实施例1合成的产物二氟硼酸硫代硫酸锂的19F核磁共振谱；图2为实施例1和对比例1提供的电解液中1.1Ah三元811/石墨软包电池在常温25℃温度下的循环对比示意图；图3为实施例1和对比例1提供的电解液中1.1Ah三元811/石墨软包电池在高温45℃温度下的循环对比示意图；图4是实施例1和对比例2提供的电解液中1.1Ah三元811/石墨软包电池在高温45℃温度下的循环对比示意图；图5是实施例1和对比例3提供的电解液中1.1Ah三元811/石墨软包电池在常温25℃温度下的循环对比示意图。具体实施方式如本文所用之术语：“由……制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。连接词“由……组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由……组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1～5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1～4”、“1～3”、“1～2”、“本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无机盐，其特征在于，所述无机盐的结构式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种无机盐，其特征在于，所述无机盐的结构式为：





2.一种权利要求1所述的无机盐的制备方法，其特征在于，包括：
将包括硫代硫酸盐、含硼化合物在内的原料混合，加热反应后与锂盐进行盐交换反应，固液分离得到滤液；
将滤液通过混合溶剂结晶的方法，得到所述无机盐。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述原料还包括溶剂A，所述溶剂A包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸甲酯中的一种或多种；
优选地，所述溶剂A为碳酸二甲酯；
优选地，所述盐交换反应中，使用的溶剂B包括乙腈、丙腈、丙酮、甲基丁酮、二甲基亚砜中的一种或多种；
优选地，所述溶剂B为乙腈；
优选地，所述混合溶剂结晶的方法中，使用的溶剂C包括二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、甲苯、二甲苯、石油醚、正己烷中的一种或多种；
优选地，所述溶剂C为二氯甲烷。


4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述硫代硫酸盐包括硫代硫酸钠和/或硫代硫酸钾；
优选地，所述含硼化合物包括三氟化硼、三氟化硼乙醚络合物、三氟化硼乙胺络合物中的一种或多种；
优选地，所述含硼化合物为三氟化硼乙醚...

【专利技术属性】
技术研发人员：张忠如，廖颖，石三三，杨勇，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35