[发明专利]一种含有环三磷腈环的锂离子电池阻燃电解质的制备方法

权利要求书

1.一种含有环三磷腈环的锂离子电池阻燃电解质的制备方法，其特征在于：电解质采用含有环三磷腈环的磷酸锂离子盐LiTHP为主要组份复配而成的阻燃电解质；其LiTHP为有环三磷腈环的六磷酸十二锂，可以溶解在有机溶剂中，其溶液可以电离出多个锂离子，所以，溶液的电导率高；分子中含有的环三磷腈环和磷酸基团均属于阻燃性的基团，所以，LiTHP具有很好的阻燃性能；锂离子电池电解液中加入LiTHP不但可以提高电解液的锂离子电导率，而且具有很好的阻燃性能；用LiTHP与环三磷腈基六磷酸酯RTHP和防过冲剂、SEI膜形成剂电解质添加剂复配得到复配物用于锂离子电池、锂-氧电池、锂-硫电池阻燃电解质，其具体制备方法如下：

(1)将六氯环三磷腈HCCP在搅拌下0.5～2h内分批慢慢加入亚磷酸酯中，升温至90～140℃反应6～12h，冷却后加入石油醚中过夜，抽滤得到环三磷腈基六磷酸酯RTHP；将RTHP在浓盐酸中加热、搅拌、回流反应24～72h，在50℃～70℃下，减压蒸出HCl、醇和水，用水和有机溶剂萃取，将水相浓缩，真空干燥得环三磷腈基六元磷酸THP；将THP溶于水，加入氢氧化锂、氧化锂或碳酸锂溶液反应可以得到环三磷腈基六元磷酸锂LiTHP；

(2)LiTHP与RTHP按照一定比例混合，溶解到合适溶剂中，加入防过充剂、SEI膜形成剂电解质添加剂复配得到锂离子电池阻燃电解质用于锂离子电池、锂-氧电池、锂-硫电池。

2.根据权利要求1所述的一种含有环三磷腈环的锂离子电池阻燃电解质的制备方法，其特征在于：制备LiTHP的工艺中，原料HCCP中的磷-氯键非常活泼，卤素容易被亲核基团取代；其亚磷酸酯选用：亚磷酸三甲酯、亚磷酸三乙酯、亚磷酸三丙酯或亚磷酸三异丙酯中的一种或几种的混合物，其特征在于：水解反应生成的醇沸点低，容易被蒸发去除。

3.根据权利要求1所述的一种含有环三磷腈环的锂离子电池阻燃电解质的制备方法，其特征在于：LiTHP与RTHP的摩尔比为8:1～2:1；所用溶剂为：碳酸甲酯、碳酸乙酯、碳酸丙酯、碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮这些溶剂中的一种或几种的混合液作为电解质的溶剂。

4.根据权利要求1所述的一种含有环三磷腈环的锂离子电池阻燃电解质的制备方法，其特征在于：防过充剂为，二乙酰基二茂铁、二联或三联吡啶的过渡金属配合物、邻菲罗啉的过渡金属配合物、大茴香醚、环己基苯、2,7-二乙酰基噻蒽、N-苯基马来酰胺中的一种或几种的混合物，添加质量比为5％～20％；SEI膜形成剂为，氟代碳酸乙烯酯、氟代碳酸丙烯酯、九氟代丁基乙基醚、丁磺内酯、1,3-丙基磺内酯、乙烯基三甲氧基硅烷、2-苯基咪唑、4-氟苯基异氰酸酯中的一种或几种的混合物为添加剂，添加质量比为3％～15％。