[发明专利]一种双三氟甲基磺酰亚胺锂的制备方法、电解质及锂离子电池

说明书

技术领域

本申请属于能源电池技术领域，特别是涉及一种双三氟甲基磺酰亚胺锂的制备方法、电解质及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高、能量密度大(重量轻)、自放电率低、无记忆效应、循环寿命长和无污染等突出优点。近年来，其以其它电池所不可比拟的优势迅速占领了许多领域，被广泛应用于大家所熟知的移动电话、笔记本电脑、小型摄像机、电动汽车等产品中。随着电动汽车的产业化，锂离子电池的用量势必越来越大。应用表明，锂离子电池是一种理想的小型绿色电源。

电解质是锂离子电池电解液不可或缺的组成部分，是锂离子电池性能的决定因素之一。因此对电解质体系进行改进是改善锂离子电池的电性能和安全性的重要方面。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双三氟甲基磺酰亚胺锂的制备方法、电解质及锂离子电池，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本申请实施例公开了一种双三氟甲基磺酰亚胺锂的制备方法，包括步骤：

(1)、把加入三乙胺的反应器冷却至-65℃，溶入一定量的氨，边搅拌边滴下CF₃SO₂Cl后改在室温下搅拌4h，加热至沸腾，回流反应1h时，然后用二氯甲烷提取，并用水洗3次，有机液层用MgSO₄干燥其所含水分后过滤，取滤液，减压蒸馏出溶媒得到(C₂H₅)₃NH(CF₃SO₂)N和NH₄Cl的混合物；

(2)、将步骤(1)中的混合物加浓硫酸酸化后减压蒸馏得到二(三氟甲基磺酰)亚胺；

(3)、将所得(CF₃SO₂)₂NH用适量的无水异丙醚溶解，在室温下边搅拌边缓慢加入配合量的化学纯Li₂CO₃，当不再产生CO₂后，慢慢加热并利用反应器上的冷却器，维持沸腾回流反应2h，然后用N₂气流冷却后加入无水MgSO₄干燥1h，将未溶解的MgSO₄和Li₂CO₃减压滤去，滤液经减压蒸馏出溶媒得到粗产物，粗产物中加入无水二氯甲烷，析出结晶过滤并在150℃下干燥取得纯净的LiN(CF₃SO₂)₂产品。

相应地，本申请还公开了一种锂离子电池的电解质，该电解质为采用所述方法制备的双三氟甲基磺酰亚胺锂。

相应地，本申请还公开了一种锂离子电池，其包括所述的电解质。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的双三氟甲基磺酰亚胺锂作为锂离子电池的电解质，具有较高的电化学稳定性和电导率，而且在较高的电压下对铝集液体没有腐蚀作用。用EC/DMC配成1mol/L电解质溶液，电导率可达1.0×10^-2S/cm。在-30℃下电导率仍然可达到1.0×10^-3S/cm以上，它在有机溶剂中易溶解，其溶液呈路易斯酸性，在溶液中的解离度大，离子迁移率高，电导率高。

具体实施方式

本发明通过下列实施例作进一步说明：根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

本实施中，双三氟甲基磺酰亚胺锂的制备方法，包括步骤：

(1)、把加入三乙胺的反应器冷却至-65℃，溶入一定量的氨，边搅拌边滴下CF₃SO₂Cl后改在室温下搅拌4h，加热至沸腾，回流反应1h时，然后用二氯甲烷提取，并用水洗3次，有机液层用MgSO₄干燥其所含水分后过滤，取滤液，减压蒸馏出溶媒得到(C₂H₅)₃NH(CF₃SO₂)N和NH₄Cl的混合物；