【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电解液领域，具体涉及一种氟磺酰羧酸酯及其制备方法、电解液和电池。
技术介绍
1、随着锂离子电池应用范围越来越广泛，续航能力和使用温度工况成为各个电池企业竞争的关键。提升电池的上限电压是提升电池质量比能量的一条行之有效的途径，但是伴随着电压的提升，传统电解液将不再适用于高电压体系。在传统电解液体系中，碳酸亚乙烯酯是最常用的电解液添加剂，能够很好的在负极表面成膜，延长电池整体的循环稳定性。
2、但是在高电压体系，碳酸亚乙烯酯不稳定，极易在高电压条件下发生氧化，产生副反应导致电池失效。
3、针对碳酸亚乙烯酯高压不稳定的缺陷，常用的方法是采用氟代添加剂改善电解液的耐高压能力，常用的氟代添加剂有氟代碳酸乙烯酯等，这种氟代添加剂能够改善电池表界面，在化成的时候形成薄而致密的的界面保护膜，这样能够提升电池整体耐电压能力。
4、同时为了提升高电压下电池循环性能，通常采用含硫添加剂，如硫酸乙烯酯、1,3-丙烷磺酸内酯等，含硫添加剂能够有效的阻止碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯等溶剂在高电压下的副反应，提升电池整体的循环性能。
5、但是这种氟代添加剂和含硫添加剂加入后，也会带来一定的劣势，特别是电池低温性能的发挥。含氟添加剂的加入会明显提升电解液的整体黏度，严重阻碍了电解液在电极内部的扩散。含硫添加剂的加入，会形成较高阻抗的界面保护膜，同样对电池低温性能的发挥有影响。
6、为了能够改善电池的低温性能，羧酸酯成为目前低温电解液的主流溶剂，羧酸酯能够改变电解液的黏度，提升电池的低温性能。采
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的缺点，提供一种氟磺酰羧酸酯及其制备方法、电解液和电池。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种氟磺酰羧酸酯，其特征在于，具有式(i)结构；
4、
5、其中，r1选自碳原子数为1-6的分子链段，n的数值为1-4。
6、优选的，所述的r1选自碳原子数为1-3的分子链段，n的数值为1-3；优选的，所述的r1为甲基、乙基、异丙基；优选的，n为1。
7、优选的，氟磺酰羧酸酯具体可以为式(a1)、(a2)、(a3)、(a4)中的一种。
8、
9、
10、本专利技术还包括一种所述的氟磺酰羧酸酯的制备方法，如式(i i)示出：
11、
12、其中，r1选自碳原子数为1-6的分子链段，n的数值为1-4。
13、具体的，包括下述步骤：冷却条件下，向r1-noh醇类物质中逐步的滴加四氟乙烷-β-磺内酯；滴加完成后逐步恢复至室温反应，处理后得到产物。
14、四氟乙烷-β-磺内酯与r1-noh醇类物质中醇羟基的摩尔比为1：(1-1.2)。
15、处理过程具体为用氮气吹气出去残余的氢氟酸后，用水和盐水洗涤反应混合物，并且收集有机相；之后干燥过滤蒸馏获取最终的产物。
16、本专利技术还包括一种电解液，包括所述的氟磺酰羧酸酯、溶剂、锂盐以及添加剂。优选的，溶剂占比80-95重量份，锂盐占比12-15重量份，氟磺酰羧酸酯占比0.5-6重量份，添加剂占比1.5-4.5重量份。
17、所述锂盐包括六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂中的一种或者任意混合。
18、所述的溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、丙酸乙酯中的一种或者任意混合。
19、所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂中的一种或者任意混合。
20、本专利技术还包括一种电池，包括所述的电解液。
21、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
22、本专利技术的氟磺酰羧酸酯，能够改善电池成膜阻抗，通过氟代原子形成的氟化锂致密保护膜，减少电池内部的副反应；硫代基团能够在氟化锂外层进一步形成有机保护膜，抑制高电压下对溶剂的氧化反应，提升电池整体的耐高压性能和循环性能。同时通过调控分子结构内羧酸酯链段的长度或者羧酸酯基团的数量，在改善低温的同时，能够兼顾电池的高温性能，避免由于黏度的升高对电池性能的影响。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种氟磺酰羧酸酯，其特征在于，具有式(I)结构；
2.根据权利要求1所述的氟磺酰羧酸酯，其特征在于，所述的R1选自碳原子数为1-3的分子链段，n的数值为1-3；优选的，n为1；优选的，所述的R1为甲基、乙基、异丙基。
3.一种权利要求1或者2所述的氟磺酰羧酸酯的制备方法，其特征在于，如式(II)示出：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：冷却条件下，向R1-nOH醇类物质中逐步的滴加四氟乙烷-β-磺内酯；滴加完成后逐步恢复至室温反应，处理后得到产物。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，处理过程为用氮气吹气出去残余的氢氟酸后，用水和盐水洗涤反应混合物，并且收集有机相；之后干燥过滤蒸馏获取最终的产物。
6.一种电解液，其特征在于，包括权利要求1或者2所述的氟磺酰羧酸酯、溶剂、锂盐以及添加剂；优选的，溶剂占比80-95重量份，锂盐占比12-15重量份，氟磺酰羧酸酯占比0.5-6重量份，添加剂占比1.5-4.5重量份；
7.根据权利要求6所述的电解液，其特征在于，所述锂盐包括六
8.根据权利要求6所述的电解液，其特征在于，所述的溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯、丙酸乙酯中的一种或者任意混合。
9.根据权利要求6所述的电解液，其特征在于，所述添加剂包括碳酸亚乙烯酯、硫酸乙烯酯、二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂中的一种或者任意混合。
10.一种电池，其特征在于，包括权利要求6-9任一项所述的电解液。
...【技术特征摘要】
1.一种氟磺酰羧酸酯，其特征在于，具有式(i)结构；
2.根据权利要求1所述的氟磺酰羧酸酯，其特征在于，所述的r1选自碳原子数为1-3的分子链段，n的数值为1-3；优选的，n为1；优选的，所述的r1为甲基、乙基、异丙基。
3.一种权利要求1或者2所述的氟磺酰羧酸酯的制备方法，其特征在于，如式(ii)示出：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：冷却条件下，向r1-noh醇类物质中逐步的滴加四氟乙烷-β-磺内酯；滴加完成后逐步恢复至室温反应，处理后得到产物。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，处理过程为用氮气吹气出去残余的氢氟酸后，用水和盐水洗涤反应混合物，并且收集有机相；之后干燥过滤蒸馏获取最终的产物。
6.一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵彬涛，王姣姣，张悦，
申请(专利权)人：天津力神新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。