一种含锂的环状硫酸酯的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种含锂的环状硫酸酯的制备方法及其应用，包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种含锂的环状硫酸酯的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及新能源材料合成
，特别是涉及一种含锂的环状硫酸酯的制备方法及其应用
。

技术介绍

[0002]近年来，数码相机
、
智能手机
、
平板设备等便携电子设备的普及显著，与其相伴，作为这些设备的电源使用的
、
能够通过充电反复使用的二次电池等蓄电器件的需要大幅地扩展，同时其高容量化
、
高能量密度化的要求日益高涨
。
在这些蓄电器件中，一般使用在非质子性的有机溶剂中使离子导电性盐溶解而成的溶液作为电解液
。
对于以高电压运转为目标的蓄电器件而言，电解液的耐受电压成为决定器件的上限电位的主要因素，如果在高电压下，将构成电解液的有机溶剂
、
离子导电性盐暴露于高电压，有时在电极表面将其电分解，需要耐电压性更优异的电解液
。
作为提高该电解液的耐受电压的技术，报道了在电解液中加入各种添加剂的方法，但在耐受电压提高效果
、
内部电阻上升抑制方面，有进一步改良的余地
。
在电池过热状态下，由于温度过高，存在电解液燃烧甚至爆炸的风险
。
同时在长期受热环境中，难以保证电性能的稳定性
。
[0003]改善电解液的高温储存能力，以及保证电解液在高温下的稳定性，是非常有必要的
。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一
。
为此，本专利技术提出一种含锂的环状硫酸酯的制备方法及其应用
。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提出了一种含锂的环状硫酸酯的制备方法，包括以下步骤：
[0006]S1.
将卤代醇
、
二氯亚砜和缚酸剂分散后反应得到卤代环状亚硫酸酯；
[0007]S2.
将所述卤代环状亚硫酸酯
、
双氧水和催化剂混合反应得到卤代环状硫酸酯；
[0008]S3.
将所述卤代环状硫酸酯
、
异丁基锂混合反应得到所述含锂的环状硫酸酯
。
[0009]根据本专利技术的一种含锂的环状硫酸酯的制备方法，至少具有以下有益效果：
[0010]含锂的环状硫酸酯分子中的硫元素具有高的电负性，可以与锂离子形成稳定的络合物，络合物的存在可以增强锂离子的稳定性，防止锂离子在电解液中过度溶解或形成锂枝晶，有助于降低电池发生过充
、
过放等问题的风险，提高电池的安全性在电解液中形成可溶性的离子络合物，促进锂离子的运动和传递，从而提高电池的导电性能和稳定性，此外络合物可能参与固体电解质界面
(SEI)
膜的形成，
SEI
膜是锂离子电池中的一层保护膜，有助于阻挡电解液中的电解质溶液渗透，减少电池的极化和容量衰减，从而提高电池的高温下的循环寿命，防止锂离子过度溶解或固化；含锂环状硫酸酯分子中的氧元素与硫元素结合形成环状硫酸酯结构，有利于锂离子的嵌入和脱嵌过程；锂元素可以作为锂离子电池的锂源，在电池充放电过程中，锂元素与环状硫酸酯中的硫和氧元素形成络合物，有助于稳定锂
离子的传导和嵌入
/
脱嵌过程；由异丁基锂制备得到的含锂的环状硫酸酯的反应活性较高，可以迅速发生反应，形成稳定的络合物和
SEI
膜
。
这有助于提高电池的性能和安全性
。
[0011]在本专利技术的一些实施方式中，步骤
S1
中，所述缚酸剂包括二甲基氨基吡啶和三乙胺中的至少一种
。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，步骤
S1
中，步骤
S1
中，所述卤代醇
、
所述二氯亚砜和所述缚酸剂的摩尔比为：1：1～
1.2
：1～
1.2。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，步骤
S1
中，所述反应的温度为
60
～
70℃。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，步骤
S1
中，所述卤代醇包括一卤代或多卤代的乙二醇
。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，步骤
S1
中，制备原料还包括溶剂，所述溶剂包括二氯甲烷和三氯甲烷中的至少一种
。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，步骤
S1
中，所述反应后还包括除杂
。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，步骤
S1
中，所述除杂的步骤包括蒸馏
、
脱酸和干燥
。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，步骤
S2
中，所述环状亚硫酸酯中的硫原子与双氧水中过氧化氢的摩尔比
S
：
H2O2＝
1:1
～
2。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，步骤
S2
中，所述催化剂包括催化组分和助剂组分
。
[0020]在本专利技术的一些实施方式中，步骤
S2
中，所述助剂组分为碱金属或碱土金属的氧化物
、
氯化物
、
硫酸盐
、
碳酸盐
、
磷酸盐
、
硼酸盐
、
羧酸盐或磺酸盐中的至少一种
。
[0021]在本专利技术的一些实施方式中，步骤
S2
中，所述催化组分包括过渡金属元素
。
[0022]在本专利技术的一些实施方式中，步骤
S2
中，所述催化剂还包括固体介质
。
[0023]在本专利技术的一些实施方式中，步骤
S2
中，所述固体介质包括硅溶胶和铝溶胶中的至少一种
。
[0024]在本专利技术的一些实施方式中，步骤
S2
中，所述卤代环状亚硫酸酯包括五元环卤代环状亚硫酸酯
、
六元环卤代环状亚硫酸酯
。
[0025]在本专利技术的一些实施方式中，步骤
S2
中，制备原料还包括溶剂，所述溶剂包括二氯甲烷和三氯甲烷中的至少一种
。
[0026]在本专利技术的一些实施方式中，步骤
S3
中，所述卤代环状硫酸酯
、
所述异丁基锂的摩尔比为1：1～
1.5。
[0027]在本专利技术的一些实施方式中，步骤
S3
中，所述反应的温度为
‑
20
～
20℃。
[0028]在本专利技术的一些实施方式中，步骤
S3
中，制备原料还包括溶剂，所述溶剂包括乙醚
、
甲苯
、
四氢呋喃和二甲基亚砜中的至少一种
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种含锂的环状硫酸酯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.
将卤代醇
、
二氯亚砜和缚酸剂分散后反应得到卤代环状亚硫酸酯；
S2.
将所述卤代环状亚硫酸酯
、
双氧水和催化剂混合反应得到卤代环状硫酸酯；
S3.
将所述卤代环状硫酸酯
、
异丁基锂混合反应得到所述含锂的环状硫酸酯
。2.
根据权利要求1所述的一种含锂的环状硫酸酯的制备方法，其特征在于：步骤
S1
中，所述缚酸剂包括二甲基氨基吡啶和三乙胺中的至少一种
。3.
根据权利要求1所述的一种含锂的环状硫酸酯的制备方法，其特征在于：步骤
S1
中，所述卤代醇
、
所述二氯亚砜和所述缚酸剂的摩尔比为：1：1～
1.2
：1～
1.2。4.
根据权利要求1所述的一种含锂的环状硫酸酯的制备方法，其特征在于：步骤
S1
中，所述反应的温度为
60
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张利娟，邵俊华，孔东波，李海杰，闫志卫，王郝为，郭飞，王亚洲，闫国锋，龚国斌，韩飞，宋东亮，施艳霞，李渠成，谢佳庆，
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：