[發明專利]一種含有飽和碳鏈結構的電解質及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011421129.1
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN114621264A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 俞會根;楊萌;程勇斌
• 申請（專利權）人: 北京衛藍新能源科技有限公司
• 主分類號: C07F5/02
• 分類號: C07F5/02;H01M10/0525;H01M10/0567
• 代理公司: 北京智丞瀚方知識產權代理有限公司 11810
• 代理人: 白月霞

1.一種含有飽和碳鏈結構的電解質，其特征在于，所述電解質包括三氟化硼鹽，所述三氟化硼鹽的結構如通式Ⅰ所示：

MF₃BS-R₁-R 通式Ⅰ

其中，M為金屬陽離子；R獨立地為無或含有至少一個碳原子的第一鏈；R₁獨立地為無或含有至少一個碳原子的第二鏈；所述第一鏈和所述第二鏈均為飽和碳鏈，并且所述第一鏈和第二鏈中的任意一個C上的H均可獨立地被取代基取代。

2.根據權利要求1所述的電解質，其特征在于，

在通式Ⅰ中，R為1-30個原子的飽和碳鏈；R₁為0-10個原子的飽和碳鏈；

優選地，通式Ⅰ中，R為1-20個原子的飽和碳鏈；R₁為0-5個原子的飽和碳鏈。

3.根據權利要求2所述的電解質，其特征在于，所述取代基包括H、飽和烷基和環狀取代基；

優選地，所述環狀取代基包括三元環、四元環、五元環、六元環、七元環、八元環和同時含有兩個或兩個以上環結構的飽和碳鏈取代基；

所述環狀取代基上能夠選擇連接第一取代基。

4.根據權利要求3所述的電解質，其特征在于，所述通式Ⅰ包括以下結構：

在以上結構中，Q表示-SBF₃M或-R₁-SBF₃M；A₁-A₂₁獨立地選自權利要求1-3中任意一項所述的取代基，優選所述取代基選自H、C₁-C₆烷基或所述環狀取代基。

5.根據權利要求4所述的電解質，其特征在于，所述取代基選自H、甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、環丙基、環丁基、環戊基、環己基和飽和碳鏈，環狀取代基中的任意一個H均可獨立地被所述第一取代基取代；優選地，第一取代基選自H、甲基、乙基、鹵素、硝基、氰基、醛基、酯基取代。

6.根據權利要求5所述的電解質，其特征在于，連接于末尾碳原子上的取代基為H或甲基；

所述環狀取代基選自環丙烷基、環丙烯、環氧乙烷、氮丙環、環丁烷基、環丁烯基、環丁雜烯基、環己烷基、二噻烷、1,2-二噻烷、苯環、苯磺酰基、吡啶環、環戊烷基、環戊烯、呋喃、吡咯、噻吩或

7.根據權利要求1-6任意一項所述的電解質，其特征在于，所述通式Ⅰ中的M包括Na⁺、K⁺、Li⁺、Mg²⁺或Ca²⁺，優選Na⁺、K⁺或Li⁺；

任意一種通式Ⅰ中所有碳原子上的全部或部分氫原子獨立地被鹵素原子取代；優選地，任意一種通式Ⅰ中所有碳原子上的全部或部分氫原子獨立地被氟原子取代；

任意一種通式Ⅰ中全部或部分的氧原子獨立地被硫原子取代。

8.一種權利要求1-7任意一項所述的含有飽和碳鏈結構的電解質的制備方法，其特征在于，所述電解質通過巰基、三氟化硼類化合物和M源進行反應得到。

9.一種權利要求1-7中任意一項所述的含有飽和碳鏈結構的電解質在二次電池中的應用，其特征在于，所述應用為：所述三氟化硼鹽既能夠作為電解質的添加劑應用也能夠作為鹽應用；

優選地，所述應用包括在液態電解質、凝膠電解質、混合固液電解質、準固態電解質、全固態電解質中的應用，所述液態電解質、凝膠電解質、混合固液電解質、準固態電解質、全固態電解質均獨立地包括權利要求1-7中任意一項所述的含有飽和碳鏈結構的電解質；

優選地，所述應用還包括作為電池或電池組的應用，所述電池包括權利要求1-7中任意一項所述的含有飽和碳鏈結構的電解質以及正極、負極和封裝外殼，所述液態電解質、凝膠電解質、混合固液電解質、準固態電解質、全固態電解質可應用于液態電池、混合固液電池、半固態電池、凝膠電池、準固態電池和全固態電池；所述電池組包括所述電池。