[发明专利]锂盐化合物及其制备方法和包含其的锂离子电池电解液

说明书

本发明提供一种锂盐化合物的制备方法，步骤如下：将烷基亚膦酸二烷基酯加入质子溶剂中，混合均匀，然后边搅拌边加入丙烯酸烷基酯进行反应，得到化合物A；向所述化合物A中加入酸溶液A，加热回流反应，反应完成后加入丙酮，析晶，得到化合物B；向所述化合物B中加入醇溶液和酸溶液B进行酯化反应，得到化合物C；向所述化合物C中加入醇溶液，搅拌均匀，然后加入锂源，搅拌反应，反应结束后浓缩、析晶，即得到锂盐化合物。本发明还提供了包含上述锂盐化合物的锂离子电池电解液。利用本发明提供的方法制得的锂盐化合物兼具阻燃和良好的导电性能，由该锂盐化合物组成的锂离子电池电解液性能稳定、安全可靠。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂盐化合物及其制备方法和包含其的锂离子电池电解液。

背景技术

锂离子电池因具有工作电压高、能量密度大、自放电率低、无记忆效应、循环寿命长和环境友好等优点，被广泛应用于各领域，如手机、数码相机、笔记本电脑、纯电动汽车和混合电动汽车。

当前应用于锂离子电池的液体电解液一般以易燃易爆的碳酸亚乙酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)作为电解质溶剂，配合相应的锂盐组成电解液体系。然而，锂离子电池内部电解液的高度易燃性是引起电池安全问题的重要原因，尤其是在受热或不当使用的条件下，电池内部温度升高，极易发生电池内部电极材料和电解液之间的反应、电解液自身的分解等放热反应，造成电池温度急剧升高，导致“热失控”，最终燃烧、爆炸。因此，安全性是制约大容量锂离子电池商品化应用的瓶颈问题。

目前应用于电解液中的锂盐种类相对偏少，兼具阻燃和导电性能的更少，且不易大规模制备。因此，有必要设计和开发出兼具良好阻燃性能和导电性能的新锂盐品种。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种新型锂盐化合物，该新型锂盐化合物具有良好的阻燃性能和导电性能，本发明还提供了该新型锂盐化合物的制备方法及包含该新型锂盐化合物的锂离子电池电解液，本发明提供的制备方法收率高、操作简便，无须特殊纯化，成本低，具有良好的经济性。

本发明提供一种锂盐化合物的制备方法，包括以下步骤：

步骤S101，将烷基亚膦酸二烷基酯加入质子溶剂中，混合均匀，然后边搅拌边加入丙烯酸烷基酯进行反应，得到化合物A；

步骤S102，向化合物A中加入酸溶液A，加热回流反应，反应完成后加入丙酮，析晶，得到化合物B；

步骤S103，向化合物B中加入醇溶液和酸溶液B进行选择性单酯化反应，得到化合物C；

步骤S104，向化合物C中加入醇溶液，搅拌均匀，然后加入锂源，搅拌反应，反应结束后浓缩、析晶，即得到锂盐化合物；锂盐化合物的结构式如式(Ⅰ)所示：

式(Ⅰ)中：R₁为甲基、乙基、正丙基和异丙基中的任一种；R₄为甲基或乙基。

进一步地，烷基亚膦酸二烷基酯的结构式如式(Ⅱ)所示：

式(Ⅱ)中：R₁为甲基、乙基、正丙基和异丙基中的任一种；R₂为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基中的任一种。

进一步地，丙烯酸烷基酯的结构式如式(Ⅲ)所示：

式(Ⅲ)中：R₃为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基中的任一种。优选地，式(Ⅲ)中的取代基R₃与式(Ⅱ)中的取代基R₂为相同的取代基。

进一步地，化合物A的结构式如式(Ⅳ)所示：