[发明专利]一种新型锂盐及其制备方法和应用有效
申请号: | 201711367520.6 | 申请日: | 2017-12-18 |
公开(公告)号: | CN108172900B | 公开(公告)日: | 2019-08-16 |
发明(设计)人: | 林存生;周洪玉;张善国;李庆;石宇;胡葆华;周银波 | 申请(专利权)人: | 中节能万润股份有限公司 |
主分类号: | H01M10/0567 | 分类号: | H01M10/0567;H01M10/0568;H01M10/0525 |
代理公司: | 烟台智宇知识产权事务所(特殊普通合伙) 37230 | 代理人: | 赵文峰 |
地址: | 264006 山东省烟*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 新型锂盐 制备方法和应用 锂离子迁移数 电导率 电解质 非水电解液 耐氧化能力 电极材料 分子结构 耐水解性 热稳定性 相容性 易分离 提纯 产率 次锂 制备 离子 应用 电池 表现 | ||
1.一种新型锂盐,其特征在于,具有式1所示分子结构:
其中,R为CF3 、C2 F5 或C3 F7 中的一种。
2.根据权利要求1所述的新型锂盐,其特征在于,具体结构式为:
3.权利要求1所述的一种新型锂盐的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:在惰性气体保护下,温度为30~100℃的条件下,将2.0~2.4摩尔当量的丙二腈加入到含有1.0摩尔当量的草酰胺和0.1~1.0摩尔当量的有机碱的醇溶液中,进行反应,得到含有中间体一的反应体系后,对反应液减压,保持压力<2600Pa,温度40~80℃条件下,脱溶剂至无馏分,得到中间体一;
步骤2:在惰性气体的保护下,温度为0~180℃的条件下,将1.0~1.2摩尔当量的原料加入到含有1.0摩尔当量的中间体一和1.0~1.3摩尔当量的有机碱的有机溶液中,进行反应,得到中间体二反应溶液,然后减压,保持压力<2600Pa,温度40~120℃脱溶剂至无馏分,加入中间体一质量分数的50%~300%的去离子水,中间体一质量分数的2%~50%的木质活性炭,在温度为30~70℃条件下,搅拌脱色30分钟~2.0小时,过滤,向滤液中加入中间体一质量分数的100%~300%正己烷,回流分水,至无水分分出,而后降温至-10~10℃,抽滤,滤饼采用异丙醇重结晶得到中间体二;其中原料中,R为CF3 、C2 F5 或C3 F7 中的一种;
步骤3:在惰性气体的保护下以及在-80~30℃的温度条件下,将0.5~1.2摩尔当量的锂试剂加入到含有1.0摩尔当量的中间体二的有机溶液,进行反应,得到新型锂盐溶液,进行减压,保持压力<2600Pa,温度40~80℃条件下,浓缩至无馏分,所得产物乙腈重结晶即为新型锂盐。
4.根据权利要求3所述的新型锂盐的制备方法,其特征在于,步骤1中,所述醇为甲醇、乙醇、异丙醇和异丁醇中的一种或多种;所述有机碱为哌啶、2,6-二甲基哌啶、3,5-二甲基哌啶和2,2,6,6-四甲基哌啶中的一种或多种;所述反应的温度为30~100℃,时间为8~24小时,所述有机碱和草酰胺的摩尔比为0.1~1.0:1。
5.根据权利要求3所述的新型锂盐的制备方法,其特征在于,步骤2中,所述原料为碳原子为1~4的全氟代烷基酰氯,R为CF3 、C2 F5 或C3 F7 中的一种;所述有机碱为哌啶、三乙胺、吡啶和N,N-二甲基-4-胺基吡啶中的一种或多种;所述反应的温度为0~180℃,时间为8~24小时,所述有机溶液为甲苯、二甲苯、三甲苯和二氧六环中的一种或多种;所述的活性炭为100~600目木质活性炭。
6.根据权利要求3所述的新型锂盐的制备方法,其特征在于,步骤3中,所述的锂试剂为氢化锂、碳酸锂、氢氧化锂和丁基锂中的一种;所述反应的温度为-80~30℃,时间为1~5小时,所述有机溶液为四氢呋喃、甲苯、乙腈和二氧六环中的一种或多种。
7.权利要求1所述的一种新型锂盐的应用,其特征在于,所述的新型锂盐作为锂离子电池电解液的电解质主盐或添加剂使用。
8.根据权利要求7所述的新型锂盐的应用,其特征在于,所述的新型锂盐作为锂离子电池电解液的电解质导电盐主盐使用时,其浓度为0.2mol/L~2.0mol/L;作为锂离子电池电解液的电解质添加剂使用时,使用量为LiPF6 摩尔量的0.005%~2%。
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