[發明專利]一種用于鋰金屬/鋰離子/鋰硫電池的含氟醚類電解液共溶劑及電解液與鋰二次電池

在審

• 申請號: 202011196277.8
• 申請日: 2020-10-31
• 公開（公告）號: CN112382792A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 王朝陽;鄧曉嵐;張光照;鄧永紅
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01M10/0569
• 分類號: H01M10/0569;H01M10/42;H01M10/052;H01M10/0525;C07C41/16;C07C43/12;C07C29/70;C07C31/38;C07C303/28;C07C309/73
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

1.一種用于鋰金屬/鋰離子/鋰硫電池的含氟醚類電解液共溶劑，其特征在于，包括含氟醚類化合物；所述含氟醚類化合物的結構式為下式(I)-(VI)中的一種以上：

2.根據權利要求1所述的用于鋰金屬/鋰離子/鋰硫電池的含氟醚類電解液共溶劑，其特征在于，所述含氟醚類化合物的制備，包括：

(1)將對甲苯磺酰氯、氟醇和堿金屬氫氧化物混合處理，使得對甲苯磺酰氯與氟醇生成對甲苯磺酸酯；

(2)將所述對甲苯磺酸酯、氟醇和堿金屬氫氧化物混合處理，氟醇與堿金屬氫氧化物反應生成氟醇有機堿，所述氟醇有機堿與所述對甲苯磺酸酯發生雙分子親核取代反應，生成所述含氟醚類化合物。

3.根據權利要求2所述的用于鋰金屬/鋰離子/鋰硫電池的含氟醚類電解液共溶劑，其特征在于，步驟(1)所述堿金屬氫氧化物為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種以上；所述對甲苯磺酰氯、氟醇和堿金屬氫氧化物的摩爾比為1:1:1-1:1:3。

4.根據權利要求2所述的用于鋰金屬/鋰離子/鋰硫電池的含氟醚類電解液共溶劑，其特征在于，步驟(1)所述混合處理的溫度為-5℃～10℃。

5.根據權利要求2所述的用于鋰金屬/鋰離子/鋰硫電池的含氟醚類電解液共溶劑，其特征在于，步驟(2)所述對甲苯磺酸酯、氟醇和堿金屬氫氧化物的摩爾比為1:1:1-1:1:3。

6.根據權利要求2所述的用于鋰金屬/鋰離子/鋰硫電池的含氟醚類電解液共溶劑，其特征在于，步驟(2)所述混合處理的溫度為-5℃～10℃；步驟(2)所述雙分子親核取代反應的溫度為30℃-60℃；所述雙分子親核取代反應的時間為3h-8h。

7.一種電解液，其特征在于，包括權利要求1-6任一項所述的用于鋰金屬/鋰離子/鋰硫電池的含氟醚類電解液共溶劑。

8.根據權利要求7所述的電解液，其特征在于，該電解液還包括電解質和添加劑中一種以上；所述電解質為六氟磷酸鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、雙氟磺酰亞胺鋰中的至少一種；所述電解質的濃度為0.5mol/L-4mol/L；所述添加劑為氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯中的至少一種；所述添加劑的質量占所述電解液總質量的0.2％-5％。

9.根據權利要求7所述的電解液，其特征在于，該電解液還包括電解質和添加劑；所述電解質為六氟磷酸鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、雙氟磺酰亞胺鋰中的至少一種；所述電解質的濃度為0.5mol/L-4mol/L；所述添加劑為氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯中的至少一種；所述添加劑的質量占所述電解液總質量的0.2％-5％。

10.一種鋰二次電池，其特征在于，包括權利要求8-9任一項所述的電解液。