一种含氟磺酸酯类添加剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含氟磺酸酯类添加剂的制备方法。上述含氟磺酸酯类添加剂的制备方法包括将原料1、原料2和催化剂混合后进行反应，以制备得到所述含氟磺酸酯类添加剂的步骤；其中，原料1的结构式为：；其中，原料2的结构式为：；本发明专利技术含氟磺酸酯类添加剂的制备方法，能够一步合成含氟磺酸酯类添加剂，高效便捷，且合成的含氟磺酸酯类添加剂具有良好的化学稳定性，可以在室温下长期保存。在电池电解液中添加本发明专利技术制备得到的含氟磺酸酯类添加剂，可改善锂电池的高温循环性能，使得锂离子电池能满足45℃条件下的以1C充放电循环1000次容量保持率大于85％的充放要求。85％的充放要求。

【技术实现步骤摘要】
一种含氟磺酸酯类添加剂的制备方法


[0001]本专利技术涉及电池电解液
，尤其是涉及一种含氟磺酸酯类添加剂的制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，小型电子设备如智能手机、笔记本电脑、可穿戴电子设备蓬勃发展。另外，近几年以节能环保为目标的电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)也进入快速发展阶段，对电池的续航和安全性能提出新的挑战。众所周知，锂离子电池具有电压高、比功率高、比能量高、工作温度范围广、放电平稳和储存时间长等优点。
[0003]锂电池高温储存过程中，嵌锂态阳极长期处于低电位状态，电解液还原反应消耗活性锂离子，最终生成无机锂盐沉积于阳极于表面，使SEI膜增厚。同时沉积物中的无机组分阻碍了锂离子扩散，使阳极反应动力学性能下降。可通过在电解液中添加SEI膜热稳定添加剂(ASR)提高SEI膜的高温稳定性，减少电解液还原反应，进而减少活性锂离子消耗，提升锂电池高温环境下的容量保持率。
[0004]但是，随着使用时间的增加，锂离子电池存在容量下降的趋势，同时也可能伴随产气等安全问题。为了解决这些问题，人们向电解液中加入了各种各样的添加剂。添加剂在循环初期会发生氧化还原分解，可以在正负极表面形成一层固体电解质界面膜(SEI膜)，从而避免电解液与电极表面直接接触，抑制其发生分解。同时，SEI膜又可以让离子自由通过，从而不会影响电池的正常循环。由此保证在电池长期循环过程中，电池中始终有足够的电解液来保证其正常运行，并保持足够高的容量。然而，当前的添加剂或者分子稳定性不太高，或者长期循环后效果变差。<br/>[0005]基于此，亟需开发一种新型添加剂和该添加剂的制备方法，以解决上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的第一个技术问题是：
[0007]提供一种含氟磺酸酯类添加剂的制备方法。
[0008]本专利技术所要解决的第二个技术问题是：
[0009]所述含氟磺酸酯类添加剂的制备方法的应用。
[0010]为了解决所述第一个技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0011]一种含氟磺酸酯类添加剂的制备方法，包括将原料1、原料2和催化剂混合后进行反应，以制备得到所述含氟磺酸酯类添加剂的步骤；
[0012]其中，原料1的结构式为：
[0013]其中，原料2的结构式为：
[0014]其中，X1与X2独立选自F、Cl、Br或I；
[0015]其中，R1与R3独立地选自氢原子、氟基、羟基、腈基、苯基、甲基、乙基、丙基、乙烯基、丙烯基、磺酰基、氟代磺酰基、磺酸基或氟代磺酸基；
[0016]其中，R2选自氢原子、C1‑8烷基、卤素取代C1‑8烷基或苯基；
[0017]其中，R4选自氢原子、C1‑8烷基、C2‑8烯基、卤素、卤素取代C1‑8烷基、氟代磺酰基、磺酸基、或氟代磺酸基；
[0018]其中，R2和R4中至少有一个选自含有氟元素的基团。
[0019]根据本专利技术的实施方式，所述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：
[0020]本专利技术含氟磺酸酯类添加剂的制备方法，能够一步合成含氟磺酸酯类添加剂，高效便捷，且合成的含氟磺酸酯类添加剂具有良好的化学稳定性，可以在室温下长期保存。在电池电解液中添加本专利技术制备得到的含氟磺酸酯类添加剂，可改善锂电池的高温循环性能，使得锂离子电池能满足45℃条件下的以1C充放电循环1000次容量保持率大于85％的充放要求。
[0021]根据本专利技术的一种实施方式，所述原料1与原料2的重量份比为1
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5：1
‑
10。
[0022]根据本专利技术的一种实施方式，所述原料1与原料2的重量份比为1
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4：1
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10。
[0023]根据本专利技术的一种实施方式，所述原料1与原料2的重量份比为1
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3：1
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10。
[0024]根据本专利技术的一种实施方式，所述原料1与原料2的重量份比为1
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2：1
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10。
[0025]根据本专利技术的一种实施方式，所述原料1与原料2的重量份比为1
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4：1
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9。
[0026]根据本专利技术的一种实施方式，所述原料1与原料2的重量份比为1
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4：1
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8。
[0027]根据本专利技术的一种实施方式，所述原料1与原料2的重量份比为1
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4：1
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7。
[0028]根据本专利技术的一种实施方式，所述原料1与原料2的重量份比为1
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4：1
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6。
[0029]根据本专利技术的一种实施方式，所述原料1与原料2的重量份比为1
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4：1
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5。
[0030]根据本专利技术的一种实施方式，所述原料1与原料2的重量份比为1
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4：1
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4。
[0031]根据本专利技术的一种实施方式，所述原料1与原料2的重量份比为1
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4：1
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3。
[0032]根据本专利技术的一种实施方式，所述原料1与原料2的重量份比为1
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4：1
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2。
[0033]根据本专利技术的一种实施方式，所述反应的温度为80
‑
120℃，反应时间为12
‑
48小时。
[0034]根据本专利技术的一种实施方式，所述反应的温度可以在以下任一种温度条件或者任两种温度构成的温度区间：80℃、81℃、82℃、83℃、84℃、85℃、86℃、87℃、88℃、89℃、90℃、91℃、92℃、93℃、94℃、95℃、96℃、97℃、98℃、99℃、100℃、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃、106℃、107℃、108℃、109℃、110℃、111℃、112℃、113℃、114℃、115℃、116℃、117℃、118℃、119℃、120℃。
[0035]根据本专利技术的一种实施方式，所述反应时间可以在以下任一时间或者任两种时间构成的区间：12小时、14小时、16小时、18小时、20小时、22小时、24小时、26小时、28小时、30
小时、32小时、34小时、36小时、38小时、40小时、42小时、44小时、46小时、48小时。
[0036]根据本专利技术的一种实施方式，所述R1与R3独立地选自氢原子、C1‑6烷基、C2‑6烯基、氟、氟原子取代C1‑6烷基、羟基、腈基、苯基、磺酰基、氟代磺酰基、磺酸基、氟代磺酸基。
[0037]根据本专利技术的一种实施方式，所述R2选自氢原子、C1‑6烷基或卤素取代C1‑6烷基。
[0038]根据本专利技术的一种实施方式，所述R4选自氢原子、氟基、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异戊基、异己基、氟代甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含氟磺酸酯类添加剂的制备方法，其特征在于：包括将原料1、原料2和催化剂混合后进行反应，以制备得到所述含氟磺酸酯类添加剂的步骤；其中，原料1的结构式为：其中，原料2的结构式为：其中，X1与X2独立选自F、Cl、Br或I；其中，R1与R3独立地选自氢原子、氟基、羟基、腈基、苯基、甲基、乙基、丙基、乙烯基、丙烯基、磺酰基、氟代磺酰基、磺酸基或氟代磺酸基；其中，R2选自氢原子、C1‑8烷基、卤素取代C1‑8烷基或苯基；其中，R4选自氢原子、C1‑8烷基、C2‑8烯基、卤素、卤素取代C1‑8烷基、氟代磺酰基、磺酸基、或氟代磺酸基；其中，R2和R4中至少有一个选自含有氟元素的基团。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述原料1与原料2的重量份比为1
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5：1
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10。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述反应的温度为80
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120℃，反应时间为12
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48小时。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述R1与R3独立...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵俊华，孔东波，张利娟，李海杰，
申请(专利权)人：湖南法恩莱特新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：