【技术实现步骤摘要】
三氟代环状磷酸酯类化合物及其制备方法和应用
[0001]本专利技术涉及新能源电池电解液添加剂
,具体涉及一类新型三氟代环状磷酸酯类化合物及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]锂离子电池阻燃电解液是研究最早、最多的一类阻燃剂是含磷元素的有机阻燃添加剂,包括烷基磷酸酯类、芳基磷酸酯类、亚磷酸酯类、膦腈类、磷
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氟类等。这些化合物常温下大部分呈液态,与非水介质有一定的互溶性,是锂离子电池电解液重要的阻燃添加剂。磷酸乙烯烃酯(也称烃基磷酸乙烯酯)类添加剂是目前最为重要的一种新型添加剂,该类添加剂可以形成致密的SEI膜(固体电解质界面),具有较好的抗氧化性和阻燃性。2020年Nature Energy(doi:10.1038/s41560
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020
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0567
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z)上报道了一种新型氟化环状磷酸酯添加剂2
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(2,2,2
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三氟乙氧基)
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1,3,2
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二氧磷杂环戊烷
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氧化物(TFEP),这种溶剂分子结合了碳酸酯溶剂与磷酸酯溶剂的优点,提供了一种不含EC和LiPF6的高稳定且不易燃的耐高压电解质。由于氟元素具有强烈的吸电子效应,有利于提高溶剂分子在碳负极表面的还原电位,优化SEI膜,改进阻燃电解液与电极材料的电化学兼容性,提高电池的性能。
[0003]三氟代磷酸酯类化合物由于同时具有一个磷原子和三个直接与之相连的氟原子及环状结构,因而有可能具
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种三氟代环状磷酸酯类化合物或其盐、多晶型物或溶剂合物,所述化合物的化学结构如式I所示:其中:R1、R2、R3、R4各自独立地选自
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H、
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F、取代或未取代的C1~C6烷基、取代或未取代的C2~C5烯基、取代或未取代的C2~C5炔基、取代或未取代的C1~C6烷氧基、取代或未取代的C2~C5炔氧基、取代或未取代的C2~C5烯氧基、取代或未取代的C1~C6硅烷基、取代或未取代的C1~C6硅氧烷基、取代或未取代的C6~C10芳基、取代或未取代的C3~C10杂环基中的任意一种;和/或,R1、R2、R3、R4中相邻的基团键合成环;n选自1~3的整数,当n>1时,各所述R3相同或不同,各所述R4相同或不同。2.根据权利要求1所述的三氟代环状磷酸酯类化合物或其盐、多晶型物或溶剂合物,其特征在于,R1、R2、R3、R4各自独立地选自
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H、
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F、C1~C3烷基、卤代C1~C3烷基、取代或未取代的C2~C3烯基、取代或未取代的C2~C3炔基、取代或未取代的C1~C6烷氧基、取代或未取代的C2~C3炔氧基、取代或未取代的C2~C3烯氧基、取代或未取代的C1~C4硅烷基、取代或未取代的C1~C4硅氧烷基、取代或未取代的C6~C10芳基、三氟代环状磷酸酯中的任意一种;和/或,R1、R2、R3、R4中相邻的基团键合形成C1~C6环烷基、C6~C10芳基或三氟代环状磷酸酯;和/或,n为1、2、或3;当n>1时,各所述R3相同或不同,各所述R4相同或不同。3.根据权利要求1所述的三氟代环状磷酸酯类化合物或其盐、多晶型物或溶剂合物,其特征在于,式Ⅰ所示的化合物中,所述R1、R2、R3、R4各自独立地选自
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H、
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F、甲基、乙基、烯丙基、炔丙基、三氟甲基、中的任意一种;和/或,R1、R2、R3、R4中相邻的基团键合形成环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷、苯基、和/或,n选自1或2;当n为2时,各所述R3相同或不同,各所述R4相同或不同。4.根据权利要求1~3任一项所述的三氟代环状磷酸酯类化合物或其盐、多晶型物或溶剂合物,其特征在于,所述式Ⅰ所示的化合物选自如下结构的任一个或多个:
5.一种三氟代环状磷酸酯类化合物或其盐、多晶型物或溶剂合物的制备方法,包括如下步骤:(1)将式II所示的二醇化合物与三氯化磷进行环合反应得到式III所示化合物;(2)将步骤(1)得到的式III化合物经过卤化反应得到式IV所示化合物;其中,X为氯、溴、碘或氟原子;(3)将步骤(2)得到的式IV所示化合物与含氟化试剂发生氟卤交换反应,制备得到式I所示化合物;其中,步骤(1)、(2)、(3)中R1、R2、R3、R4、n如权利要求1~4中所定义。6.如权利要求5所述的三氟代环状磷酸酯类化合物或其盐、多晶型物...
【专利技术属性】
技术研发人员:许波,李荣,刘陆迪,
申请(专利权)人:如鲲山东新材料科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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