[發明專利]硼酸酯功能化有機硅氧烷化合物及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011443968.3
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN114621278A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 張靈志;陳程
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: C07F7/08
• 分類號: C07F7/08;H01M4/62;H01M10/0525;H01M10/0567;H01M10/058;H01M10/42
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 蔣歡妹;莫瑤江

1.化學結構式如式1、2、3所示的硼酸酯功能化有機硅氧烷化合物：

其中R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆選自相同或者不同的C1–C10烷基、烷氧基，n₁為C1–C3烷基，n₂為不同鏈長的硅氧烷，A為(CH₂)_n3O[(CH₂)_mO]_x(CH₂)_y，其中n₃、m、x和y分別為0-5的整數。

2.權利要求1所述硼酸酯功能化有機硅氧烷化合物的制備方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：烷氧硅氫烷與雙鍵有機胺化合物或者雙鍵硼酸酯化合物通過在惰性氣體保護下進行硅氫化反應，反應溫度為45～130℃，反應時間為4–24h，雙鍵有機胺化合物與烷氧硅氫烷的摩爾比為1:1.0～1.2,雙鍵硼酸酯與烷氧硅氫烷的摩爾比為1:1.0～1.1，制備得到硼酸酯功能化有機硅氧烷化合物；所述的雙鍵有機胺化合物為2–(烯丙氧基)–N,N–二甲基乙胺或者2–(烯丙氧基)乙氧基–N,N二甲基乙胺；雙鍵硼酸酯化合物為乙烯基硼酸頻哪醇酯或者丙烯基硼酸鄰二叔醇酯；烷氧硅氫烷為1,1,3,3–四甲基二硅氧烷或者1,1,3,3,5,5–六甲基三硅氧烷；硅氫化反應催化劑選自氯鉑酸或Karstedt’s催化劑，加入的量為雙鍵取代的聚醚鏈有機胺化合物或者雙鍵硼酸酯化合物的0.1～1mol。

3.權利要求1中式1所示的硼酸酯功能化有機硅氧烷化合物在鋰二次電池中的應用，其特征在于，所述的硼酸酯功能化有機硅氧烷化合物作為鋰二次電池電解液添加劑：

其中R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆選自相同或者不同的C1–C10烷基、烷氧基，n₁為C1–C3烷基，n₂為不同鏈長的硅氧烷，A為(CH₂)_n3O[(CH₂)_mO]_x(CH₂)_y，其中n₃、m、x和y分別為0-5的整數。

4.根據權利要求3所述的應用，其特征在于，所述的鋰二次電池電解液包括鋰鹽\溶劑和作為電解液添加劑的硼酸酯功能化有機硅氧烷化合物；所述的鋰鹽在電解液中的濃度為0.5–1.5mol/L，所述的電解液添加劑的使用量為鋰鹽和溶劑總質量的0.1％–5％；有機溶劑包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯，三者的質量比1:1:1；所述的導電鋰鹽選自六氟磷酸鋰、二草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、高氯酸鋰、雙三氟甲磺酰亞胺鋰、雙氟磺酰亞胺鋰中的一種或兩種以上；鋰二次電池正極材料使用LiNi_xCo_yMn_zO₂體系或LiCoO₂，x+y+z＝1。