[发明专利]一种锂电池用阻燃添加剂、制备方法及电解液、锂电池

说明书

本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及一种锂电池用阻燃添加剂、制备方法及电解液、锂电池，其中，锂电池用阻燃添加剂包括具有式一结构的噻吩磷酸酯类化合物A、具有式二结构的噻吩磷酸酯类化合物B中的至少一种。本发明的阻燃添加剂的结构中含有一个或者多个磺酸酯类基团，其含有阻燃元素硫和/或卤素，能够增加本阻燃添加剂的阻燃性能。同时，本阻燃添加剂具有一个或者多个磷酸酯或者磺酸酯基团，由于这两个基团都比较大，所以会产生较大的空间位阻，使得在合成的时候，由于有大基团的阻碍，其产物更加单一，所含杂质更少，产率更高，也不容易被电解液中的其他物质所取代而分解，稳定性更高，阻燃性能更好。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及一种锂电池用阻燃添加剂、制备方法及电解液、锂电池。

背景技术

锂离子电池在过充等条件下，由于温度过高会发生爆炸，从而给人的生命财产造成不可挽回的损失，其爆炸的作用机理为，在受热条件下，电池内的电解液分解形成氧气以及氢气，甲烷等可燃气体，同时，电池内部为封闭的空间，当电池内部的氧气和可燃气体达到一定浓度后就会发生爆炸，可见，在电池发生爆炸时，其一般是电解液先开始分解燃烧，因此，提高电解液的热稳定性是提高电池安全性能的一个关键点。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的第一目的在于提供一种锂电池用阻燃添加剂，其具有高热稳定性和阻燃性的优点。

本发明的第二目的在于提供一种锂电池用阻燃添加剂的制备方法，该方法操作简单，生产效率高。

本发明的第三目的在于提供一种电解液，采用本发明的电解液的电池，能够防止电池由于外部过充、撞击、挤压等外部条件所导致的安全问题。

本发明的第四目的在于提供一种锂电池，其安全性能更高。

本发明的第一目的通过下述技术方案实现：

一种锂电池用阻燃添加剂，其包括具有式一结构的噻吩磷酸酯类化合物A、具有式二结构的噻吩磷酸酯类化合物B中的至少一种；

其中，R1、R4和R5分别为氟原子、氯原子、溴原子、直链烷基、氟代烷基、溴代烷基、氯代烷基、芳香基、烷氧基、磺酸酯类基团、磷酸酯类基团、苯基、呋喃、噻吩、吡咯、噻唑、咪唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪中的至少一种；R2和R3分别为直链烷基、氟代烷基、溴代烷基、氯代烷基中的至少一种；

其中，R6为氟原子、氯原子、溴原子、直链烷基、氟代烷基、溴代烷基、氯代烷基、芳香基、烷氧基中的至少一种；R9、R10分别为氢原子、氟原子、氯原子、溴原子、直链烷基、氟代烷基、溴代烷基、氯代烷基、芳香基、烷氧基、苯基、呋喃、噻吩、吡咯、噻唑、咪唑、吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、磺酸酯、硫酸酯中的至少一种；R7、R8分别为直链烷基、氟代烷基、溴代烷基、氯代烷基中的至少一种。

本发明的化合物含有一个或者多个磺酸酯类基团，其含有阻燃元素硫和/或卤素，能够增加本化合物的阻燃性能。同时，本化合物具有一个或者多个磷酸酯或者磺酸酯基团，由于这两个基团都比较大，所以会产生较大的空间位阻，使得在合成的时候，由于有大基团的阻碍，其产物更加单一，所含杂质更少，产率更高，也不容易被电解液中的其他物质所取代而分解，稳定性更高，阻燃性能更好。

其中，所述R1、R2、R3、R4、R5中至少有一个含有卤素原子。优选地，所述R1、R4、R5中至少有一个含有卤素原子，所述R2、R3中至少有一个含有卤素原子。

卤素原子有利于提高阻燃添加剂的阻燃效果，因为聚合物的燃烧是一个热氧化反应过程，而含有卤素的化合物在高温下分解产生卤原子，它将与聚合物中的氢原子反应生成卤化氢。卤化氢可与燃烧反应所生成的自由基结合，从而中止氧化反应起到阻燃作用。

其中，所述R6、R7、R8、R9、R10中至少有一个含有卤素原子。