[发明专利]一种双氟磺酰亚胺钠的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及钠离子电池电解质材料技术领域，具体而言，涉及一种双氟磺酰亚胺钠的制备方法及其应用。制备方法包括：在惰性气氛中，将双氟磺酰亚胺、钠源和非水溶剂混合均匀后进行反应，反应完成后固液分离，得到双氟磺酰亚胺钠；非水溶剂包括乙腈、戊腈、吡啶、氯乙醇、氯仿、正丙醇、甲苯、乙醚、丙酮、四氢呋喃、二甲苯、二甲基亚砜、N,N‑二甲基甲酰胺和甲基叔丁基醚中的至少一种；钠源包括氢氧化钠、碳酸氢钠和碳酸钠中的至少一种。通过使用双氟磺酰亚胺和钠源在可与水形成共沸物的非水溶剂中反应得到双氟磺酰亚胺钠，简化了除水过程，避免除水过程引入杂质，有效控制了产品中水的含量，且提高了双氟磺酰亚胺钠的收率和主含量。

技术领域

本发明涉及钠离子电池电解质材料技术领域，具体而言，涉及一种双氟磺酰亚胺钠的制备方法及其应用，更具体地，涉及一种双氟磺酰亚胺钠的制备方法和一种钠离子电池。

背景技术

钠离子电池是一种二次电池(充电电池)，主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来工作。与锂离子电池相比，钠离子电池具有如下优势：(1)钠盐原材料储量丰富，价格低廉；(2)由于钠盐特性，允许使用低浓度电解液，降低成本；(3)钠离子不与铝形成合金，负极可采用铝箔作为集流体，可进一步降低成本，并降低了重量；(4)由于钠离子电池无过放电特性，允许钠离子电池放电到零伏。

双氟磺酰亚胺钠是钠离子电池中关键的高性能电解质材料，具有很高的应用价值。

然而，在现有技术中，双氟磺酰亚胺钠的制备方法中存在着一定的不足。例如，反应水去除过程复杂，除水过程引入杂质多，以及收率低等。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种双氟磺酰亚胺钠的制备方法，通过使用双氟磺酰亚胺和钠源在可与水形成共沸物的非水溶剂中反应得到双氟磺酰亚胺钠，简化了除水过程，避免除水过程引入杂质，有效控制了产品中水的含量，提高了双氟磺酰亚胺钠的收率和主含量。

本发明的第二目的在于提供一种钠离子电池。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种双氟磺酰亚胺钠的制备方法，包括如下步骤：

在惰性气氛中，将双氟磺酰亚胺、钠源和非水溶剂混合均匀后进行反应，反应完成后固液分离，得到双氟磺酰亚胺钠(粗品)；

其中，所述非水溶剂包括乙腈、戊腈、吡啶、氯乙醇、氯仿、正丙醇、甲苯、乙醚、丙酮、四氢呋喃、二甲苯、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺和甲基叔丁基醚中的至少一种；

所述钠源包括氢氧化钠、碳酸氢钠和碳酸钠中的至少一种。

采用上述种类的钠源具有反应速率快的特点，并且副反应的产物为气体和水，可直接排出气体，加入吸水剂可以去除绝大多数水分，减少产物与水的相互反应，可进一步提纯产物。

本发明通过使用双氟磺酰亚胺和钠源在可与水形成共沸物的非水溶剂中反应得到双氟磺酰亚胺钠，不仅简化了除水过程，避免除水过程引入杂质，有效控制了产品中水的含量，而且还提高了双氟磺酰亚胺钠的收率和主含量。

其中，主含量是指所制得的双氟磺酰亚胺钠粗品中的双氟磺酰亚胺钠的含量。

在本发明一些具体的实施例中，所述将双氟磺酰亚胺、钠源和非水溶剂混合均匀的过程中，可以先将双氟磺酰亚胺和非水溶剂混合均匀，然后再向其中分批次滴加钠源；也可以先将钠源和非水溶剂混合均匀，然后再向其中滴加双氟磺酰亚胺。

在本发明一些具体的实施例中，所述惰性气氛所用的气体包括氩气、氮气、氦气和氖气中的至少一种。

在本发明一些具体的实施例中，所述碳酸钠为无水碳酸钠。