组合物制造技术

本公开涉及式1的化合物在非水电池电解质制剂中的用途，其中，

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】组合物
[0001]本公开涉及用于包括电池和电容器的储能装置的非水电解质溶液，特别是用于二次电池和称为超级电容器的装置
。
[0002]有两种主要类型的电池：一次电池和二次电池
。
一次电池也称为非充电电池
。
二次电池也称为可再充电电池
。
一种众所周知的可再充电电池类型是锂离子电池
。
锂离子电池具有高能量密度，无记忆效应且自放电低
。
[0003]锂离子电池通常用于便携式电子产品和电动汽车
。
在电池中，锂离子在放电期间从负极移动到正极，并且在充电时返回
。
[0004]通常，电解质溶液包含非水溶剂和电解质盐，以及添加剂
。
电解质溶液通常是有机碳酸酯的混合物，诸如碳酸乙烯酯
、
碳酸丙烯酯
、
氟代碳酸乙烯酯和含有锂离子电解质盐的碳酸二烷基酯
。
许多带有非配位阴离子的锂盐可用作电解质盐，常见的示例包括六氟磷酸锂
(LiPF6)、
双
(
氟磺酰
)
亚胺锂“LiFSI”和双
(
三氟甲磺酰
)
亚胺锂
(LiTFSI)。
[0005]电解质溶液必须在电池内起到许多不同的作用
。
[0006]电解质的主要作用是促进电荷载流子在阴极和阳极之间的流动
。
这通过在电池内从和
/
或向阳极和阴极中的一者或两者输送金属离子而发生，其中通过化学还原或氧化释放
/
吸收电荷
。
因此，电解质溶液需要提供能够溶解和
/
或支持金属离子的介质
。
[0007]由于锂电解质盐的使用和锂离子与极易与水反应的锂金属的交换，以及其他电池部件对水的敏感性，电解质溶液通常是非水的
。
[0008]另外，在电池暴露和预期执行的典型操作温度下，电解质溶剂必须具有合适的流变性质，以允许
/
增强其中的离子流动
。
[0009]此外，电解质溶剂必须尽可能是化学惰性的或至少以在电化学活性表面上形成稳定界面的方式来反应，以帮助随时间保持电池性能
。
然而，在实践中，发生电解质组分之间以及电解质与活性材料之间的不利副反应缩短了电池寿命
。
通常，这种不利副反应导致气体形成，这可加剧电池单元性能劣化
。
因此，必须努力减少正常电池单元操作期间的气体产生
。
考虑到化学稳定性，易燃性也很重要
。
令人遗憾的是，典型的电解液溶剂可能存在安全隐患，因为它们通常包含易燃材料
。
[0010]这可能是有问题的，因为在放电或被放电时的操作中，电池可能积聚热量
。
对于诸如锂离子电池和具有金属锂阳极的电池的高密度电池尤其如此
。
因此，希望电解质溶剂显示出低易燃性，以及其他相关的特性，诸如高闪点
。
[0011]本专利技术的一个目的是提供一种非水电解质溶液，其提供比现有技术的非水电解质溶液改进的性能
。
[0012]已知通过氰化物源
(
诸如丙酮合氰化氢
)
使环氧化物与氟化侧链反应并开环以产生氟化氰醇
。
这表示如下：
[0013][0014]我们已经发现此类氰醇可以与烷基化剂组合以提供氟化氰基醚
。
此类氟化氰基醚可特别用作锂离子电池中的非水溶剂
。
[0015]本说明书中对显然先前公开的文献的列举或论述不应被视为承认所述文献是现有技术的一部分或公知常识
。
[0016]使用方面
[0017]根据本专利技术的第一方面，提供了式1的化合物在非水电池电解质制剂中的用途
。
[0018]根据本专利技术的第二方面，提供了包含式1的化合物的非水电池电解质制剂在电池中的用途
。
[0019]组合物
/
装置方面
[0020]根据本专利技术的第三方面，提供了一种电池电解质制剂，其包含式1的化合物
。
[0021]根据本专利技术的第四方面，提供了一种制剂，其包含金属离子和式1的化合物，任选地与溶剂组合
。
[0022]根据本专利技术的第五方面，提供了一种电池，其包含含有式1的化合物的电池电解质制剂
。
[0023]方法方面
[0024]根据本专利技术的第六方面，提供了一种提高电池和
/
或电池电解质制剂的闪点的方法，其包括添加包含式1的化合物的制剂
。
[0025]根据本专利技术的第七方面，提供了一种为制品供电的方法，其包括使用包含含有式1的化合物的电池电解质制剂的电池
。
[0026]根据本专利技术的第八方面，提供一种改造电池电解质制剂的方法，其包括
(a)
用包含式1的化合物的电池电解质制剂至少部分地替换电池电解质，以及
/
或者
(b)
用包含式1的化合物的电池电解质制剂补充电池电解质
。
[0027]根据本专利技术的第九方面，提供了一种制备电池电解质制剂的方法，其包括将式1的化合物与含锂盐和其他溶剂或共溶剂混合
。
[0028]根据本专利技术的第十方面，提供了一种制备电池电解质制剂的方法，其包括将包含式1的化合物的组合物与含锂化合物混合
。
[0029]根据本专利技术的第十一方面，提供了一种通过使用式1的化合物来改善电池容量和
/
或电池内的电荷转移和
/
或电池寿命的方法
。
[0030]根据本专利技术的第十二方面，提供了一种制备氰基醚的方法，方便地为式1的氰基醚，该方法通过用氰化物源使环氧化物开环并且用合适的烷基化剂使如此形成的氰醇烷基化以产生氰基醚
。
[0031]根据本专利技术的第十三方面，提供了一种在含有锂离子的电池
/
电池单元的操作期间减少气体产生的方法，其包括添加包含式1的化合物的制剂
。
[0032]式1的化合物
[0033][0034]在一个实施方案中，
R
是任选氟化的烷基，方便地是
C1‑6。
[0035]在进一步的实施方案中，每个
Y
独立地是
H
或
F。
[0036]在一个实施方案中，
X
是
H
；卤素，通常但不一定是
F
；烷基或氟代烷基；此类烷基或氟代烷基通常可以是
C1‑6；
[0037]在一个实施方案中，每个
Z
独立地是卤素，通常但不一定是
F
；或
H。
[0038]在特别优选的实施方案中，所有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
式1的化合物在非水电池电解质制剂中的用途：
‑
其中：
R
是任选氟化的烷基，方便地是
C1‑6；
‑
每个
Y
独立地是
H
或
F
；
‑
X
是
H
；卤素，方便地是
F
；或烷基或氟代烷基，方便地是
C1‑6；
‑
每个
Z
独立地是卤素，方便地是
F
；或
H。2.
根据权利要求1所述的用途，其中所有
Y
都是
F。3.
根据权利要求1或权利要求2所述的用途，其中
R
是
CH3、CF3或
CH2CF3。4.
根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中
X
是
H
或
CF3。5.
根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中
Z
是
H
或
F。6.
根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中所有
Y
都是
F
；
R
是
CH3、CF3或
CH2CF3；
X
是
H
或
CF3，并且
Z
是
H
或
F。7.
根据前述权利要求中任一项所述的用途，其中
Z
中的所述卤素中的每个卤素是
F。8.
包含前述权利要求中任一项所述的化合物的非水电池电解质制剂在电池中的用途
。9.
根据权利要求1至8中任一项所述的用途，其中所述制剂包含金属电解质盐，所述金属电解质盐以相对于所述非水电解质制剂的总质量的
0.1
重量％至
99
重量％或以上的量存在
。10.
根据权利要求8或权利要求9所述的用途，其中所述金属盐是锂盐
、
钠盐
、
镁盐
、
钙盐
、
铅盐
、
锌盐或镍盐
。11.
根据权利要求
10
所述的用途，其中所述金属盐是选自由以下项组成的组的锂盐：六氟磷酸锂
(LiPF6)、
六氟砷酸锂一水合物
(LiAsF6)、
高氯酸锂
(LiClO4)、
四氟硼酸锂
(LiBF4)、
三氟甲磺酸锂
(LiSO3CF3)、
双
(
氟磺酰
)
亚胺锂
(Li(FSO2)2N)
和双
(
三氟甲磺酰
)
亚胺锂
(Li(CF3SO2)2N)。12.
根据权利要求1至
11
中任一项所述的用途，其中所述制剂包含占所述制剂的液体组分的
0.1
重量％至
99.9
重量％的量的附加溶剂
。13.
根据权利要求
12
所述的用途，其中所述附加溶剂选自包括以下项的组：氟代碳酸亚乙酯
(FEC)、
环状氟代烷基取代的碳酸酯
、
无环氟代烷基酯
、
碳酸亚丙酯
(PC)、
碳酸亚乙酯
、
碳酸甲乙酯
(EMC)、
碳酸二甲酯
(DMC)、
碳酸二乙酯
(DEC)
或碳酸乙烯酯
(VC)、
环状聚醚诸如二氧戊环，例如二氧戊环
(DOL)
，以及含有氟化取代基的类似物
、
聚醚诸如二甲氧基乙烷
(DME)、
无环氟化醚诸如
1,1,2,2
‑
四氟乙氧基
‑
1,1,2,2
‑
四氟丙烷
(TTE)、
不饱和醚诸如三氟丙烯基醚或含硫化合物诸如环丁砜
(TMS)。14.
一种电池电解质制剂，所述电池电解质制剂包含式1的化合物：
‑
其中：
R
是任选氟化的烷基，方便地是
C1‑6；
‑
每个
Y
独立地是
H
或
F
；
‑
X
是
H
；卤素，方便地是
F
；或烷基或氟代烷基，方便地是
C1‑6；
‑
每个
Z
独立地是卤素，方便地是
F
；或
H。15.
一种制剂，所述制剂包含金属离子和式1的化合物，任选地与溶剂组合
。16.
一种电池，所述电池包含含有式1的化合物的电池电解质制剂：
‑
其中：
R
是任选氟化的烷基，方便地是
C1‑6；
‑
每个
Y
独立地是
H
或
F
；
‑
X
是
H
；卤素，方便地是
F
；或烷基或氟代烷基，方便地是
C1‑6；
‑
每个
Z
独立地是卤素，方便地是
F
；或
H。17.
根据权利要求
14
至
16
中任一项所述的制剂，其中所述制剂包含金属电解质盐，所述金属电解质盐以相对于所述非水电解质制剂的总质量的
0.1
重量％至
100
重量％或以上的量存在
。18.
根据权利要求
17
所述的制剂，其中所述金属盐是锂盐
、
钠盐
、
镁盐
、
钙盐
、
铅盐
、
锌盐或镍盐
。19.
根据权利要求
18
所述的制剂，其中所述金属盐是选自由以下项组成的组的锂盐的盐：六氟磷酸锂
(LiPF6)、
六氟砷酸锂一水合物
(LiAsF6)、
高氯酸锂
(LiClO4)、
四氟硼酸锂
(LiBF4)、
三氟甲磺酸锂
(LiSO3CF3)、
双
(
氟磺酰
)
亚胺锂
(Li(FSO2)2N)
和双...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁，
申请(专利权)人：墨西哥氟石股份公司，
类型：发明
国别省市：