[發明專利]在室溫為液體的無游離溶劑的磺酰亞胺鋰鹽組合物及其在鋰離子電池中的用途

在審

• 申請號: 202010136800.1
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111634894A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: R·P·辛格;S·納格斯瓦瑞;胡啟朝
• 申請（專利權）人: 麻省固能控股有限公司
• 主分類號: C01B21/086
• 分類號: C01B21/086;H01M10/0525;H01M10/0568
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 馮永貞

在室溫為液體的無游離溶劑的磺酰亞胺鋰鹽組合物，以及制備無游離溶劑的液體磺酰亞胺鋰鹽組合物的方法。在一個實施方式中，該方法包括將一種或更多種磺酰亞胺鋰鹽與一種或更多種醚基溶劑混合，然后在合適的真空、溫度和時間條件下除去游離溶劑，以獲得在室溫為液體的無游離溶劑的液體磺酰亞胺鋰鹽組合物。在一個實施方式中，僅殘留在液體磺酰亞胺鋰鹽組合物中的溶劑分子與磺酰亞胺鋰鹽分子加合。還公開了用于制備無游離溶劑的液體磺酰亞胺鋰鹽的自動化處理系統的實施例。

相關申請信息

本申請要求于2019年3月1日提交的名稱為“LIQUID LITHIUM SALT:FREE-SOLVENT-FREE LITHIUM ELECTROLYTE WITH12MOLAR CONCENTRATION IN ETHER-BASEDSOLVENTS”的美國臨時專利申請第62/812,446號和于2019年4月8日提交的名稱為“LIQUIDLITHIUM SALT:FREE-SOLVENT-FREE LIQUID LITHIUM BIS(FLUOROSULFONYL)IMIDE”的美國臨時專利申請第62/830,601號的優先權的權益，其每一個以其整體通過引用并入本文。

技術領域

本發明大體上涉及磺酰亞胺鋰鹽的領域。特別地，本發明涉及在室溫為液體的無游離溶劑的磺酰亞胺鋰鹽組合物(free-solvent-free lithium sulfonimide saltcomposition)及其用途。

背景技術

如今，在室溫(即，～20℃至～25℃)，沒有鋰鹽是液體的。人們能夠得到一種含有鋰鹽的室溫液體的唯一方法是通過在溶劑中溶解鋰鹽以形成一溶液。通過常規方法從室溫溶液中除去溶劑，簡單地回收固體鋰鹽。此類別中的一個簡單示例是將固體氯化鋰溶解在水中以得到一室溫溶液。除去室溫溶液中的水，將氯化鋰作為固體回收。

鋰鹽已被用于電解質中，例如，用于鋰離子電池和超級電容器的電解質。如今，有各種各樣可用的鋰鹽，例如，雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)、雙(三氟甲烷磺酰)亞胺鋰(LiTFSI)、和氟磺酰(三氟甲磺酰)亞胺鋰(LiFTFSI)。然而，它們在室溫都是固體。已報道離子液體能夠溶解固體鋰鹽以得到液體的電解液，但是該鋰鹽的濃度不是很高(通常小于3摩爾)。將室溫下為液體的無游離溶劑的鋰鹽用于多種應用，包括鋰基電池，特別是二次鋰基電池和超級電容器等等，將是可取的。例如，液體的，即無游離溶劑的鋰鹽可以直接用作電解質，而無需任何溶劑。用于鋰基電解質的溶劑是易燃的，因此避免使用溶劑減少起火和/或爆炸的可能性。此外，純凈的液體鋰鹽具有很高的鋰離子濃度，可用于電解質中的電能流動。

發明內容

在一個實施方式中，本公開涉及一種合成無游離溶劑的磺酰亞胺鋰鹽組合物的方法。該方法包括，在惰性條件下，將至少一種無水磺酰亞胺鋰鹽與至少一種無水醚基溶劑接觸，以制備含有所述至少一種無水磺酰亞胺鋰鹽的溶液，其中，溶液中所述至少一種無水醚基溶劑包含不加成到所述至少一種無水磺酰亞胺鋰鹽中的游離的部分；以及除去溶液中所述至少一種醚基溶劑的基本上所有的游離的部分，從而保留無游離溶劑的磺酰亞胺鋰鹽組合物，其中，無游離溶劑的磺酰亞胺鋰鹽組合物在室溫為液體。

附圖說明

為了說明本發明，附圖示出了本發明的一個或更多個實施例的方面。然而，應當理解，本發明不限于附圖中所示的精確布置和手段，其中：

圖1是示出用于制備本公開的無游離溶劑的液體磺酰亞胺鋰鹽組合物的自動化處理系統的實施例的簡圖；和

圖2是示出根據本公開的方面制成的電化學裝置的高水平圖。

具體實施方式