可以用作鋰電池用電解質(zhì)溶劑的特殊磺酸酯化合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及氟化的化合物、它們的制備方法以及它們作為溶劑的用途，這些溶劑 特別使得鋰鹽的溶解成為可能。
[0002] 因此，非常自然地，這些化合物可以在電解質(zhì)并且特別是旨在形成鋰電池的結(jié)構(gòu) 的一部分的電解質(zhì)的領(lǐng)域中得到應(yīng)用。
[0003] 鋰電池對(duì)于其中自主性（autonomie)是一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)的領(lǐng)域是特別有利的，如在 計(jì)算、視頻、移動(dòng)電話、運(yùn)輸（如電動(dòng)汽車或混合動(dòng)力車）領(lǐng)域或還有醫(yī)療、空間或微電子學(xué) 領(lǐng)域就是這種情況。
[0004] 從功能的角度，鋰電池是基于鋰在該電池的電化學(xué)池的電極的構(gòu)成材料內(nèi)的嵌入 /脫嵌的原理。
[0005] 更確切地，導(dǎo)致產(chǎn)生電流（也就是說，當(dāng)該電池是處于放電模式時(shí)）的反應(yīng)涉及 通過一種傳導(dǎo)鋰離子的電解質(zhì)傳遞鋰陽離子（源于一個(gè)負(fù)電極，將嵌入正電極的受體網(wǎng)絡(luò) 中），而產(chǎn)生于負(fù)電極處反應(yīng)的電子將供給正負(fù)電極所連接到的外電路。
[0006] 這些電解質(zhì)可以由一種混合物組成，該混合物包含至少一種有機(jī)溶劑和至少一種 鋰鹽以便確保所述鋰離子的傳導(dǎo)，這要求該鋰鹽溶解在所述有機(jī)溶劑中。
[0007] 這種有機(jī)溶劑可以是一種屬于碳酸酯、羧酸酯或直鏈醚或環(huán)醚家族的溶劑，向該 溶劑中加入了添加劑 ：
[0008] -如與乙烯基碳酸酯類相結(jié)合的磺內(nèi)酯化合物，如US2004/0137333中所描述的， 旨在保護(hù)非可石墨化的基于碳的陽極免于在其表面上形成突起；
[0009] -如與包含_S= 0基團(tuán)的化合物相結(jié)合的單腈或二腈化合物，如在US 2004/0013946中所描述的，旨在減少包括在電池中的內(nèi)部金屬組分的侵蝕現(xiàn)象；
[0010] -如包含兩個(gè)磺?；沫h(huán)狀磺酸酯化合物或包含兩個(gè)磺?；闹辨溁撬狨セ?物，如在US2010/0062332中所描述的，旨在保護(hù)由石墨制成的負(fù)電極免于在第一次充電 過程中含鋰化合物的沉積現(xiàn)象；
[0011] -如（二）（叔丁基）苯基烷烴磺酸酯或（二）（叔丁基）苯基芳烴磺酸酯化合物， 如在US2010/0055576中所描述的，為了改善鋰電池的循環(huán)性能的目的；
[0012] -如與包含1，3_二氧六環(huán)基團(tuán)的磺酸酯化合物相結(jié)合的硅氧烷化合物，如在US 2012/0034532中所描述的，旨在限制長時(shí)間使用的電池的容量的惡化現(xiàn)象。
[0013] 如從以上示出，在這些電解質(zhì)涉及，除了存在一種或多種有機(jī)溶劑和一種或多種 鋰鹽之外，存在一種或多種添加劑的情況下，這些電解質(zhì)可以是性質(zhì)上相對(duì)復(fù)雜的。
[0014] 本發(fā)明的諸位發(fā)明人因此著手開發(fā)新穎的化合物，這些化合物呈現(xiàn)以下特征：
[0015] -可以用作溶劑以便參與鋰電池用電解質(zhì)的組成的化合物；
[0016] -呈現(xiàn)出就粘度（例如，小于OmPa.S的粘度）、傳導(dǎo)率（例如，大于lmS/cm的傳導(dǎo) 率）以及熔點(diǎn)（例如，小于-20°C的熔點(diǎn)）來說適用于形成電解質(zhì)的特性的化合物；
[0017] -使得有可能限制，事實(shí)上甚至消除電解質(zhì)添加劑的存在的化合物。
[0018] 發(fā)明說明
[0019] 因此，本發(fā)明涉及具有下式（I)的磺酸酯化合物：
[0020]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有下式（I)的磺酸酯化合物：
其中R1是一個(gè)包含至少4個(gè)碳原子的支鏈非環(huán)狀烴基。
2. 如權(quán)利要求1所述的磺酸酯化合物，該磺酸酯化合物對(duì)應(yīng)于下式（II): 其中：
-R2代表一個(gè)氫原子、甲基或乙基； -當(dāng)R2是一個(gè)氫原子時(shí)，R3是一個(gè)異丙基、異丁基、叔丁基、2- 丁基、異戊基或3-戊基； -當(dāng)R2是一個(gè)甲基時(shí)，R3是一個(gè)正丙基、異丙基、叔丁基、2- 丁基、異戊基或3-戊基；或 -當(dāng)R2是一個(gè)乙基時(shí)，R3是一個(gè)乙基、丙基、異丙基、叔丁基、2- 丁基、異戊基或3-戊基。
3. 如權(quán)利要求2所述的化合物，其中R2是H或CH 3并且R 3是一個(gè)選自叔丁基或3-戊 基的基團(tuán)。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的化合物，該化合物是一種具有下式（III)的化合物：
〇
5. 如權(quán)利要求2或3所述的化合物，該化合物是一種具有下式（IV)的化合物：
〇
6. 如權(quán)利要求2或3所述的化合物，該化合物是一種具有下式（V)的化合物：
O
7. 如權(quán)利要求2所述的化合物，該化合物對(duì)應(yīng)于下式（VI):
〇
8. -種用于制備具有下式（I)的磺酸酯化合物的方法：
其中R1是一個(gè)包含至少4個(gè)碳原子的支鏈非環(huán)狀烴基， 所述方法包括在具有式R1-OH, R1是如上所定義的，的醇化合物與丙烷磺酰鹵化合物之 間在介質(zhì)中的一個(gè)反應(yīng)階段，該介質(zhì)包含至少一種堿和一種有機(jī)溶劑。
9. 如根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所定義的化合物作為至少一種鋰鹽的有機(jī)溶劑的用 途。
10. -種組合物，包含至少一種如根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所定義的化合物和至少 一種鋰鹽。
11. 如權(quán)利要求10所述的組合物，該組合物是一種傳導(dǎo)鋰離子的電解質(zhì)。
12. -種鋰電池，包含至少一個(gè)電化學(xué)池，該電化學(xué)池包含置于正電極與負(fù)電極之間的 一種如權(quán)利要求11中所定義的電解質(zhì)。
13. 如權(quán)利要求12所述的鋰電池，其中該負(fù)電極由一種基于含鋰的鈦氧化物材料如 Li4Ti5O12 制成。
14. 如權(quán)利要求12或13所述的鋰電池，其中該正電極是基于一種具有式LiMn 2_zNiz04 的材料，其中〇〈z〈2。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種磺酸酯化合物，該磺酸酯化合物具有下式(I)：其中R1是一個(gè)包含至少4個(gè)碳原子的非環(huán)狀支鏈烴基。所述化合物作為一種電解質(zhì)溶劑用于鋰電池的用途。
【IPC分類】C07C303-28, C07C309-65, H01M10-0567
【公開號(hào)】CN104684890
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201380046497
【發(fā)明人】H·加利亞諾, S·卡德拉
【申請(qǐng)人】雷諾兩合公司
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2013年7月26日
【公告號(hào)】EP2877450A1, WO2014016530A1