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锂电池电解液新添加剂—1,3,6己烷三腈|1772-25-4|

摘要随着时代和科技的进步,锂电池已经覆盖了几乎整个地球陆地,锂电池已经出现在几乎所有人的视野里,而作为锂电池电解液添加剂也成为了热门的研究对象,本文介绍了一种锂电池电解液的新添加剂—1,3,6-己烷三腈。
关键词:电池电解液添加剂,合成,专利,应用
 
前言
 
1,3,6-己烷三腈,淡黄色液体,沸点255-260 °C/2 mmHg(lit.),折光率:n20/D 1.466(lit.),主要用作有机合成中间体,高沸点溶剂,电解液添加剂。电解液的组分限制了正负极材料在高电压中的应用,传统的有机碳酸酯( 如链状碳酸酯DEC,DMC,EMC 以及环状碳酸酯PC,EC 等) 在高电压下会发生分解。因此,发展具有较宽电化学窗口、对锂盐溶解度高且低毒的新型有机溶剂成为开发高电压电解液的重点之一。
 
1,3,6-己烷三腈的合成
 
亚科化学试剂股份有限公司申请专利[1]制备方法步骤如下:
 
1   1-氨基-2-氰基-1-环戊烯制备:在氩气保护下,碱性条件下,以甲苯为溶剂;加热至50-70℃;搅拌下加入己二腈,并控制温度为50-80℃;析出浅黄色固体时,高速搅拌使反应体系充分混匀,并加热反应,待反应结束后,收集产物1-氨基-2-氰基-1-环戊烯;
 
2   粗产品制备:取氢氧化钠水溶液,然后加入甲苯、叔丁基邻苯二酚氯化铵、苄基三乙基氯化铵以及经过1步骤获得的1-氨基-2-氰基-1-环戊烯,搅拌均匀,得到混合液;接着向混合液中加入丙烯腈,加入过程中控制混合液的温度;接着,将加入丙烯腈后的混合液在一定温度的条件下反应,得到反应液;接着,将反应液冷却至室温,然后加入纯水,然后将反应液进行分液处理,得到水相和有机相;接着,将有机相进行干燥、减压浓缩处理,得到褐色油状物,即粗产品;
 
3   粗产品提纯:将2步骤获得的粗产品进行减压蒸馏处理,得到橙黄色液体,将橙黄色液体用乙酸乙酯溶解,然后加入强氧化剂,搅拌;接着进行过滤,并乙酸乙酯洗涤滤饼,收集滤液,将滤液进行分液处理,得到水相和有机相,将有机相水洗一次后进行干燥处理,接着进行浓缩处理,得到浅黄色油状物,即产品;
 
1,3,6-己烷三腈的合成的应用
 
1   1,3,6-己烷三腈是许多工业应用产品的重要中间体,例如,能够用作洗涤剂的三羧基可以通过水解来得到。三腈的相应氢化生成1,3,6-三氨基己烷,然后其能够在另外的步骤中经光气化作用形成1,3,6-三异氰酸根合己烷。该化合物在聚氨酯(PU)化学中用作重要的基本结构单元,例如制备聚氨酯粘合剂或聚氨酯涂料中。
 
2   1,3,6-己烷三腈是重要的电解液添加剂
 
电解液的组分限制了正负极材料在高电压中的应用,传统的有机碳酸酯( 如链状碳酸酯DEC,DMC,EMC 以及环状碳酸酯PC,EC 等) 在高电压下会发生分解[23。因此,发展具有较宽电化学窗口、对锂盐溶解度高且低毒的新型有机溶剂成为开发高电压电解液的重点之一。腈类有机溶剂通常具有较宽的电化学窗口、高阳极稳定性、低黏度和高沸点等优良特性4,此外,含腈基的有机溶剂分解产物一般是羧化物、醛或相应的有机胺,使用过程中不会有剧毒的CN离子产生5~7。腈类溶剂具有较宽的电化学窗口,是较有发展前途的新型有机溶剂。但是从锂离子电池的电化学性能来看,腈类溶剂还存在与负极的兼容性问题,与碳酸酯溶剂形成共混体系或加入共混盐LiBOB 在一定程度上可以改善这一问题。
 
参考文献
 
[1] 袁永坤;卞福江;马欣;张玉泉, 一种1,3,6-己烷三腈的制备方法, CN104387291A
[2] Yang L,Ravdel B,Lucht B L.Electrochem.Solid-State Lett,2010,13(8): A95.
[3] Oh S W,Park S H,Kim J H,Bae Y C,Sun Y K. J. Power Sources,2006,157(1): 464.
[4] 尹成果(Yin C G),马玉林(Ma Y L),程新群(Cheng X Q),尹鸽平(Yin G P). 化学进展(Progress in Chemistry),2013,25(1): 54.
[5] Ue M,Ida K,Mori S. J. Electrochem. Soc. ,1994,141(11):2989.
[6] Wang Q,Zakeeruddin S M,Exnar I. J. Electrochem. Soc. ,2004,151(10): A1598.
[7] Garcia B,Armand M. J. Power Sources,2004,132: 206.
 
 
本文由苏州亚科科技股份有限公司编辑