[发明专利]一种含氟烷基硫酸锂盐的制备方法

说明书

本发明公开了一种含氟烷基硫酸锂盐的制备方法，包括：(1)氮气保护下，将锂盐和硫酸双烃基酯在有机溶剂中反应，反应结束后经抽滤、洗涤得到中间产物；(2)将步骤(1)得到的中间产物加入三氟乙醇中反应，反应结束后将反应液抽滤，洗涤，真空干燥得到含氟烷基硫酸锂盐产品。本发明具有工艺简单，反应条件温和，绿色环保，成本低的优点。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种含氟烷基硫酸锂盐的制备方法。

背景技术

近年来，随着人们环境保护意识的不断增强，围绕着绿色可持续发展能源的问题，全球范围内对高能化学电源的研究持续发展，其中锂离子电池成为最具有实用优势的电源种类之一。作为锂离子电池重要组成部分的电解液体系历来是研究的重点。无论是电解质锂盐、新型有机溶剂还是电解液添加剂，对这些组分的研究一直在进行，由于添加剂能够对电池性能产生很大的影响，因此受到广泛的重视。为适应行业的发展，在锂离子电池电解液的开发过程中，研究高电压、高能量密度的添加剂成为了锂电行业的重中之重。

目前，作为电解质锂盐，LiPF₆仍然具有抗高温性、耐水解性较差的缺点，产生的氢氟酸会对电极材料造成破坏，从而会导致锂电容量下降和使用寿命缩短。由于成膜添加剂可以在电极/电解质界面形成一层低阻稳定的界面膜，来阻碍电解液与电极的接触，抑制电解液的分解，从而成为研究高电压，高能量密度的锂离子电池的一个热点。碳酸亚乙烯酯(VC)就是一种常见的成膜添加剂，VC通过在锂离子电池负极表面发生聚合反应，形成一层致密的SEI膜，从而阻止电解液在负极表面发生进一步的还原分解，但是在高温条件下，VC形成的SEI膜的稳定性变差，对锂离子电池性能造成不良影响。另一种常见的成膜添加剂1，3-丙烷磺内酯(PS)形成的SEI膜具有较好的耐高温性能，但是阻抗较大，降低了电池的低温循环效果。

含氟烷基硫酸锂盐能够有效提高电池的循环性能和高温存储性能，是目前重点研究的电解液添加剂，在添加剂合成领域具有广阔的应用前景。然而，目前含氟烷基硫酸锂盐的制备方法报道较少，因此开发一种工艺简单，反应条件温和、成本较低的含氟烷基硫酸锂盐的制备方法显得尤为迫切。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种工艺简单，反应条件温和，绿色环保，成本低的含氟烷基硫酸锂盐的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种含氟烷基硫酸锂盐的制备方法，包括以下步骤：

(1)氮气保护下，将锂盐和硫酸双烃基酯在有机溶剂中反应，反应结束后经抽滤、洗涤得到中间产物；

(2)将步骤(1)得到的中间产物加入三氟乙醇中反应，反应结束后将反应液抽滤，洗涤，真空干燥得到含氟烷基硫酸锂盐产品。

优选的，所述锂盐选自碳酸锂、草酸锂、醋酸锂中的一种或多种。

优选的，所述硫酸双烃基酯为硫酸二甲酯或硫酸二乙酯。

优选的，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、乙基胺、苯、甲苯、丙酮、乙腈中的一种或多种。

优选的，步骤(1)中所述的反应的温度为60～90℃，反应的时间为6～12h。

本发明中，所述锂盐与硫酸双烃基酯的摩尔比对反应的产率和产品的纯度都有影响。当硫酸双烃基酯较少的时候，反应的产率和产品纯度会下降；增大硫酸双烃基酯的用量，反应的产率及产品纯度会提高，但硫酸双烃基酯的用量太大，虽然产物的纯度和反应的产率都不错，但从成本的角度出发不可取。因此，所述锂盐与硫酸双烃基酯的摩尔比优选为1:1～3。

优选的，步骤(1)中所述的硫酸双烃基酯在有机溶剂中的浓度为1～5mol/L。

优选的，步骤(2)中所述的反应的温度为50～100℃，反应的时间为1～8h，所述三氟乙醇与步骤(1)中所述的硫酸双烃基酯的摩尔比为1:15～55。