[发明专利]草酸磷酸盐的制备方法、草酸磷酸盐衍生物及其制备方法、电解质盐

说明书

本发明属于电池材料技术领域，具体涉及一种草酸磷酸盐的制备方法、草酸磷酸盐衍生物及其制备方法、电解质盐。本发明草酸磷酸盐的制备方法为两步反应法，可促进反应物完全反应，使草酸磷酸盐产品更加纯净。本发明草酸磷酸盐及其衍生物的制备方法中，所有的反应物均为有机物，溶剂为非水溶剂，可得到纯度高的草酸磷酸盐及其衍生物，避免了氯离子浓度和游离酸偏高的问题，且反应过程中的原子经济性高、杂质少，无需事先合成反应原料，在简化反应过程、节约生产成本的同时也提升了反应过程的安全性，对环境更加友好。本发明采用类似方法制备草酸磷酸盐及其衍生物，减少了设备投入、劳动力成本和能耗，具有良好的工业化应用前景。

技术领域

本发明属于电池材料技术领域，具体涉及一种草酸磷酸盐的制备方法，一种草酸磷酸盐衍生物及其制备方法，一种电解质盐，一种电解液，以及一种二次电池。

背景技术

锂离子电池是90年代开始发展起来的一种新型高能二次电池，具有能量密度高、体积小质量轻、放电速率快、自放电率低、循环寿命长、无记忆效应等优良性能，在数码产品、动力、以及储能领域得到广泛的应用。

随着社会需求的不断发展，锂离子电池的使用寿命、高低温性能、安全性能、倍率性能等已不能满足动力电池发展的要求。提升动力电池性能有多种途径，其中电解质盐的结构、性质对于离子电池的电化学性能起着至关重要的作用。到目前为止，人们已开发出数目众多的新型离子电池的电解质盐，这些盐虽然具有更好的热稳定性和高低温性能，但也有一些明显的不足，如溶解度低、合成难度大、价格昂贵、腐蚀集流体等。

其中，四氟草酸磷酸锂(LiOTFP)是近年来开发的一种新型电解质锂盐，与六氟磷酸锂相比，LiOTFP具有更好的热稳定性和对水的耐受性，同时还可以在正极材料表面形成更加稳定的固体电解质界面膜(SEI膜)，有效提高电池的高温循环和高温存储性能。然而，现有的制备LiOTFP的方法往往只能得到四氟草酸磷酸盐溶液，难以通过结晶析出纯度高的四氟草酸磷酸盐，容易导致游离酸偏高的问题，限制了其在二次电池电解液中的应用。因此，寻找一种无水草酸磷酸盐的制备方法是当前新型电解质盐的研究重点之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种草酸磷酸盐的制备方法，一种草酸磷酸盐衍生物及其制备方法，一种电解质盐，一种电解液，以及一种二次电池，旨在解决现有草酸磷酸盐的制备方法中存在的产品纯度较低的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供了一种草酸磷酸盐的制备方法，其包括如下步骤：

提供草酸、卤代硅烷化合物、有机碱、六氟磷酸盐和第一非水溶剂，所述六氟磷酸盐的化学通式为MPF₆，且M为Li、Na或K；

在所述第一非水溶剂中，将所述草酸、所述卤代硅烷化合物和所述有机碱进行混合反应，得到草酸硅基酯溶液；

所述草酸硅基酯溶液与所述六氟磷酸盐按照1:(1-3)的摩尔比进行混合反应后，得到所述草酸磷酸盐；所述草酸磷酸盐为四氟草酸磷酸盐，其结构式如式(I)所示，且M为Li、Na或K：

本发明另一方面提供一种草酸磷酸盐衍生物的制备方法，其包括如下步骤：

提供四氟草酸磷酸盐、硅基化合物和第二非水溶剂，所述硅基化合物的结构中含氰基或异氰酸酯基，所述四氟草酸磷酸盐的结构式如式(I)所示，且M为Li、Na或K：