[發明專利]一種鋰離子電池電解液、添加劑及該添加劑的制備方法

在審

• 申請號: 201911217907.2
• 申請日: 2019-12-03
• 公開（公告）號: CN110845380A
• 公開（公告）日: 2020-02-28
• 發明（設計）人: 毛沖;戴曉兵
• 申請（專利權）人: 珠海市賽緯電子材料股份有限公司
• 主分類號: C07C381/00
• 分類號: C07C381/00;H01M10/0525;H01M10/0567
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司 44260
• 代理人: 徐民奎

本發明公開了一種鋰離子電池電解液、添加劑及該添加劑的制備方法，該添加劑為三硫代碳酸酯，該添加劑制備方法包括以下步驟：(1)將硫醇、溶劑置于反應容器中，加入堿預反應得到硫醇鹽，再逐漸滴加二硫化碳生成三硫代碳酸鹽；(2)將所得三硫代碳酸鹽與α，β?不飽和羰基化合物在堿的作用下進行邁克爾加成反應；(3)最后酸化得到所述三硫代碳酸酯精品。上述三硫代碳酸酯可做為離子電池電解液的添加劑，本發明合成的三硫代碳酸酯化合物結構新穎，原料易得，成本低廉，工藝簡單，生產效率高，純度高，產品有望作為電解液添加劑使用。

[技術領域]

本發明涉及鋰離子電池電解液添加劑技術領域具體涉及一種鋰離子電池電解液、添加劑及該添加劑的制備方法，該添加劑為三硫代碳酸酯。

[背景技術]

電解液添加劑(electrolyte additive agent)是指為改善電解液的物理及電化學性能而加入的一些天然或人工合成的有機或無機化合物。電解液添加劑一般不參與電極過程反應，但可以改善電解液或電解液與材料的界面接觸組織的物理性質，進而影響電化學體系的性能。電解液添加劑用量一般很小，但卻是電解液體系不可缺少的部分。

鋰離子電池因高能量密度、高電壓、長壽命、無記憶性效應、無污染等特點被廣泛應用于便攜式電子設備，隨著石油等傳統能源的日益匱乏和環境問題突出，鋰離子電池也普遍應用于新能源動力汽車。然而近年來鋰離子電池的爆炸傷人事件已經頻頻發生，所以鋰離子電池安全和高效一直是行業研究重點，而新型特殊鋰離子電解液添加劑更是解決這一問題的主要研究方向。

[發明內容]

鑒于上述問題，本發明的目的在于提供一種鋰離子電池電解液、添加劑及該添加劑的制備方法，旨在改善現有電解液效率以及安全問題。

一方面提供一種鋰離子電池電解液添加劑，該添加劑為三硫代碳酸酯，該添加劑的結構通式為：

結構式I；

其中R₁、R₂分別選擇C₁-C₈含有或不含有不飽和鍵、羰基、腈基、酯基的任一種。

所述結構式I為下列結構式中的任意一個：

另一方面，所述鋰離子電池電解液的制備方法包括下述步驟：

步驟(1)，將溶劑、堿和硫醇置于反應容器中，冰水浴下緩慢滴加二硫化碳。

步驟(2)，反應完成后加入α，β-不飽和羰基化合物進行邁克爾加成反應，制備得到三硫代碳酸酯粗品。

步驟(3)，加酸酸化，用溶劑洗滌，干燥，重結晶得到三硫代碳酸酯精品。

進一步的，所述步驟(1)的溶劑為乙腈、丙腈、丁腈、N,N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃中的任意一種或幾種。

進一步的，所述步驟(1)的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、乙醇鈉、甲醇鈉、DBU、三乙胺的任意一種。

進一步的，所述步驟(1)的硫醇為甲硫醇、乙硫醇、苯硫酚、2-丙烯-1-硫醇、2-甲基-2-丙烯-1-硫醇、異戊烯基硫醇中的任意一種。

進一步的，所述步驟(1)硫醇與堿的摩爾比為1:1-1:1.3，優選為1:1.05-1:1.1；生成硫醇鹽的反應時間為25～50分鐘；

進一步的，所述步驟(1)滴加二硫化碳的時間為10～60分鐘，溫度為0～10℃。

進一步的，所述步驟(2)的α，β-不飽和羰基化合物為丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、甲基乙烯基甲酮、丙烯酰胺、丁烯酸甲酯、2-丁烯腈、環己烯酮的一種。