[發明專利]二氟雙丙二酸磷酸鋰的制備方法

在審

• 申請號: 202210120741.8
• 申請日: 2022-02-09
• 公開（公告）號: CN114394996A
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 程鵬飛;范偉貞;信勇;趙經緯
• 申請（專利權）人: 九江天賜高新材料有限公司
• 主分類號: C07F9/6574
• 分類號: C07F9/6574;C07F7/18
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 侯武嬌

本發明涉及一種二氟雙丙二酸磷酸鋰的制備方法，先將式(1)化合物、式(2)化合物和六甲基二硅氮烷混合反應，制備式(3)化合物；然后將所述式(3)化合物與六氟磷酸鋰進行環化反應，制備式(4)所示二氟雙丙二酸磷酸鋰。原料易得、制備過程工藝條件易控，能在制得高純的二氟雙丙二酸磷酸鋰同時，保持較高收率且不產生大量酸性氣體，有利于大規模生產。

技術領域

本發明涉及化合物合成技術領域，特別涉及一種二氟雙丙二酸磷酸鋰的制備方法。

背景技術

鋰離子電池已發展為當前較為成熟的商業化電池體系，廣泛應用于手機、筆記本、數碼相機等便攜式設備中，并正在進入電動車和大規模儲能電站領域。電解液作為鋰離子電池的核心部件之一，對電池的能量密度、循環壽命、倍率性能和安全性能起著至關重要的作用。商業化鋰離子電池電解液主要由LiPF₆導電鋰鹽、線性和環狀碳酸酯溶劑及少量功能添加劑組成。但是，LiPF₆電解液存在著兩個明顯的缺陷：(1)LiPF₆熱穩定性較差，在105℃左右會發生分解；(2)LiPF₆電解液化學穩定性較差，在高溫或質子性雜質存在時，電解液易分解產生高反應活性的O＝PF₃和HF。O＝PF₃和HF會破壞正負極界面保護膜，溶解正極材料中的過渡金屬，并引發碳酸酯溶劑持續分解。因此，如何改善LiPF₆電解液的化學穩定性或開發穩定性更高的電解液體系對實現鋰離子電池在耐高溫、循環壽命和安全性等方面的突破具有十分重要的意義。

科研工作者設計開發不同結構的新型鋰鹽來替代已廣泛應用的商業化鋰鹽LiPF₆，眾多以B、C、N、P為中心原子的弱配位陰離子的新型鋰鹽被設計合成并應用于鋰離子電池電解液中。其中，以P為中心原子的弱配位陰離子的新型鋰鹽，特別是二氟雙丙二酸磷酸鋰化合物受到人們廣泛的關注，例如，二氟雙丙二酸磷酸鋰(LiPF₂(C₃H₂O₄)₂，LiDFBPP)可以避免傳統LiPF₆電解液易分解的問題，改善電極/電解液界面穩定性，提高電池的循環穩定性和高溫存儲性能。

然而，當前技術主要聚焦于評測新型鋰鹽在電池中的電化學性能，對二氟雙丙二酸磷酸鋰的合成制備研究甚少，而傳統的制備方法常產生大量的酸性氣體，不利于大規模生產。

發明內容

基于此，有必要提供一種二氟雙丙二酸磷酸鋰的新制備方法。該制備方法不僅能獲得高純的二氟雙丙二酸磷酸鋰，而且可以保持較高收率且不產生大量酸性氣體，有利于大規模生產。

本發明的一方面，提供一種二氟雙丙二酸磷酸鋰的制備方法，包括如下步驟：

將式(1)化合物、式(2)化合物和六甲基二硅氮烷混合反應，制備式(3)化合物；

將所述式(3)化合物與六氟磷酸鋰LiPF₆進行環化反應，制備式(4)所示二氟雙丙二酸磷酸鋰；

所述式(1)化合物、所述式(2)化合物、所述式(3)化合物和所述式(4)所示二氟雙丙二酸磷酸鋰的結構如下所示：

其中，在其中一些實施例中，所述式(1)中R₁選自碳原子數為1～10的烷烴亞基，R₂選自F、Cl、Br和I中的任意一種。

在其中一些實施例中，所述式(1)化合物、所述式(2)化合物和所述六甲基二硅氮烷的物質的量之比為1.5：(1～1.1)：(1～1.1)。

在其中一些實施例中，所述式(3)化合物與所述六氟磷酸鋰LiPF₆的物質的量之比為(2～2.5)：1。

在其中一些實施例中，所述混合反應的溫度為30℃～45℃，時間為12h～24h。