一种硫基类不饱和杂链三氟化硼盐电解质及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种硫基类不饱和杂链三氟化硼盐电解质及其制备方法和应用，所述电解质包括以下通式I：在通式Ⅰ中，R或R1独立地为无或一链，且R和R1不同时为无；R2、R3独立地为无或第二链；M为金属阳离子；第一链、第二链以及链式取代基中含有至少一个杂原子和至少一个不饱和键。该三氟化硼盐在电解质中既可作为添加剂应用又可作为盐应用，对于可聚合的单体，聚合后还可作为单离子导体聚合物电解质兼高分子骨架应用。本申请的结构可以应用于液态电池、固液混合电池、半固态电池、凝胶电池、准固态电池和全固态电池中，有助于提高电池的能量密度、循环稳定性、寿命。并且原料价格低廉、合成工艺简单，具有良好的经济效益。具有良好的经济效益。具有良好的经济效益。具有良好的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
一种硫基类不饱和杂链三氟化硼盐电解质及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及电池
，具体涉及一种硫基类不饱和杂链三氟化硼盐电解质及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]由于便携式电子设备的广泛应用和电动汽车的日益普及，二次电池在过去几十年中受到了广泛的关注。高能量密度的二次电池在手机、便携式电子产品和电动汽车中占据了很大的市场，然而，未来大规模储能等的需求对电池的容量和能量密度要求进一步放大，对电池材料的要求也不断提高。
[0003]以锂电池为例，为了提高电池的能量密度，需要提高电池的工作电压和放电容量，使用高电压高容量正极材料和低电压高容量负极材料；如高电压钴酸锂(LCO)、高镍三元(NCM811、NCM622、NCM532和NCA)、镍锰酸锂(LNMO)等正极材料和金属锂、石墨、硅氧碳等负极材料。同时要匹配电化学窗口宽的电解质或在电极的表面形成稳定的钝化层从而提高电池的循环稳定性。
[0004]电解质主要包括液态电解质和固态电解质。尽管目前商用的电池主要采用液态电解质，其具有导电率高、在电极表面具有良好润湿性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硫基类不饱和杂链三氟化硼盐电解质，其特征在于：所述电解质包括以下通式I所表示的硫基类不饱和杂链三氟化硼盐：在以上通式Ⅰ中，R或R1独立地为无或含有至少一个原子的第一链；且R和R1不同时为无；R2、R3独立地为无或含有至少一个原子的第二链；M为金属阳离子；所述第一链和第二链中的任意一个C上的H均可独立地被取代基取代，该取代基包括H、含有至少一个原子的链式取代基以及环状取代基；所述第一链、第二链以及链式取代基中含有至少一个非碳的杂原子以及含有至少一个不饱和键，所述不饱和键包括双键或三键。2.根据权利要求1所述的电解质，其特征在于：所述杂原子包括卤素原子、S、N、O、P、Se、Ca、Al、B或Si；与
‑
SBF3M连接的原子为碳原子C；所述不饱和键包括C＝C、C≡C、C≡N、C＝N、C＝O、P＝O、S＝O和N＝O中的至少一个。3.根据权利要求2所述的电解质，其特征在于：在通式Ⅰ中，R2、R3独立地为0
‑
5个原子长的链；R、R1独立地为1
‑
25个原子长的链；所述杂原子包括卤素原子、S、N、O、P、Ca、Al、B或Si；优选地，通式Ⅰ结构中的主链为1
‑
25个原子长的链；R2、R3独立地为0
‑
3个原子长的链；优选地，与
‑
SBF3M连接的碳原子C包括羰基碳和非羰基碳，所述羰基碳包括
‑
C＝O或
‑
C＝S，所述非羰基碳为C原子上不含有＝O或＝S的结构。4.根据权利要求2所述的电解质，其特征在于：所述链式取代基选自卤素原子、醚氧基、醚硫基、硝基、氰基、羰基、酯基、醛基、氨基、磺基烷、酰胺、磺酰胺基、磺基、烷基、杂烷基、烯基、杂烯基、炔基、杂炔基、烯炔基、＝O、＝S、＝N
‑
R7、盐类取代基和这些取代基中任意一个C上的H被卤素取代后的取代基团；其中，所述酯基包括羧酸酯、碳酸酯、磺酸酯和磷酸酯，杂烷基、杂烯基以及杂炔基中的杂原子选自权利要求2或3中所述的杂原子；R5、R6和R7独立地为H、烷基、杂烷基、烯基、杂烯基、炔基、杂炔基和烯炔基，所述盐类取代基包括但不限于硫酸盐、磺酸盐、磺酰亚胺盐、碳酸盐、羧酸盐、硫醚盐、氧醚盐、铵盐、盐酸盐、硝酸盐、叠氮盐、硅酸盐、磷酸盐；所述环状取代基包括三元环、四元环、五元环、六元环、七元环、八元环和同时含有两个或两个以上环结构的多环取代基；所述环状取代基上能够选择性连接第一取代基，该第一取代基与所述取代基所限定的类型一致；且可选择地，所述取代基还包括以上任意一个取代基结构中的任意一个C＝O被C＝S替代后的基团。5.根据权利要求4中所述的电解质，其特征在于：对于所述的通式Ⅰ，其包括：(1)R2与R3均为无，R与R1独立地为含有至少一个原子的第一链，记为两个
‑
SBF3M分别连接于R和R1中的任意一个C原子上；(2)R1、R2与R3均为无，R为含有至少一个原子的第一链，两个
‑
SBF3M连接于同一个C上，记为(3)R和R1独立地为含有至少一个原子的第一链，R2与R3独立地为无或1
‑
4个原子的第二链，且二者不同时为无，记为两个
‑
SBF3M分别连接于R2和R3中的任意一个C原子上；所述R、R1、R2或R3上能够连接有所述取代基。6.根据权利要求5所述的电解质，其特征在于：对于所述的通式Ⅰ，其结构包括但不限于以下任意一个结构：(A)(A)
(B)(B)
(C)(C)
(D)(D)
在上述(A)、(B)、(C)和(D)中，Q1、Q2代表
‑
SBF3M；每个结构中的Z0～Z
28
独立地选自权利要求1
‑
5中任意一项所述的取代基所限定的种类；R1、R2、R3独立地选自烷基、杂烷基、烯基、杂烯基、炔基、杂炔基或这些基团中任意一个C上的H被卤素取代以后的卤代基团；R
10
、R
11
、R
12
、R
13
独立地选自环状取代基、烷基、杂烷基、烯基或杂烯基；E
‑
为阴离子；M1为金属阳离子；且在(B)中，每个结构中，至少有一个取代基Z为含有＝O、
‑
N＝O、＝S、＝N
‑
R7、
‑
P＝O、硝基、酯基、氰基、杂烯基、杂炔基、醛基、酰胺、磺酰胺基或磺基的结构；在(C)中，每个结构中，至少有一个取代基Z为含有不饱和键的取代基；在(D)中，每个结构中，至少有一个取代基Z为含有杂原子的取代基，该杂原子选自...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞会根，杨萌，程勇斌，
申请(专利权)人：北京卫蓝新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：