【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及二次電池電解質添加劑領域，尤其涉及一種三嗪類衍生物及其作為除水添加劑在二次電池中的應用，具體的為一種除水電解質添加劑及其在二次電池中的應用。
技術介紹
1、當今世界，儲能電池已經成為生活中不可或缺的重要組成部分之一。政府出臺了一系列政策來引導和支持鋰電池產業的發展。例如，工業和信息化部發布了《鋰電池行業規范條件(2024年本)(征求意見稿)》，從產業布局、生產經營、產品性能、安全和質量管理等方面給出了指導意見和具體建議。這些政策的出臺和實施將有助于規范鋰電池行業的市場秩序、促進企業的技術創新和產業升級。
2、隨著新能源汽車市場的快速發展，動力鋰電池成為鋰電池產業鏈的主要應用領域，新能源汽車銷量的持續增長將直接帶動鋰電池市場的擴大。據預測，2024年中國動力電池出貨量將超過820gwh，同比增長超20％。而儲能系統是鋰電池應用的另一個重要領域；隨著電池技術的進步和成本的降低，鋰電池在儲能系統中的應用也在逐步擴大。預計到2024年，中國儲能電池出貨量將超過200gwh，同比增長超25％。在產業鏈方面，鋰電池產業鏈涵蓋了從原材料開采、生產加工到應用回收等多個環節，需要各個環節的緊密配合和協同發展。隨著產業鏈的不斷完善和成熟，將進一步提升鋰電池產業的整體競爭力。且隨著國內市場競爭的加劇，越來越多的鋰電池產業鏈企業開始走向海外。東南亞、東歐及南美等地區將成為國內鋰電池產業鏈企業海外布局的主要區域。
3、綜上所述，鋰離子電池的發展趨勢呈現出市場需求持續增長、技術創新推動發展、產業鏈協同發展以及政策環境支
4、在電池由實驗室向工廠大規模轉化時，放大效應的產生特別體現在電芯制備及電解液生產配置環節顯得尤為突出，尤其是對水分的嚴格把控，側面體現了一個企業的研發實力及品控管控實力。然而，傳統電芯制備過程中，存在正負極水分過高、難以除去，電解液水分過高、不利于電性能等因水分子而產生的問題。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種三嗪類衍生物及其作為除水添加劑在二次電池中的應用，本專利技術提供的三嗪類衍生物對水分靈敏，可以添加到電解液中，有效反應并除去電解液中的水分子，進而抑制電解液中六氟磷酸鋰遇水分解導致的酸度提升及后續電池中副反應的產生。
2、本專利技術提供一種三嗪類衍生物，其具有式i結構：
3、
4、其中，r1、r2、r3、r4、r5和r6分別獨立地選自雙全氟烷基磺酰亞胺基。
5、一些實施例中，所述r1、r2、r3、r4、r5和r6均為相同的雙全氟烷基磺酰亞胺基。
6、一些實施例中，所述三嗪類衍生物具有式i-1結構：
7、
8、本專利技術提供如前所述的三嗪類衍生物的合成方法，包括以下步驟：
9、將式ii所示的多鹵代三嗪環骨架化合物與全氟化合物進行反應，得到式i所示的三嗪類衍生物；
10、
11、其中，x為鹵族元素；所述全氟化合物雙全氟烷基磺酰亞胺苯。
12、一些實施例中，所述全氟化合物為雙全氟甲基磺酰亞胺苯；
13、所述式ii所示的多鹵代三嗪環骨架化合物的制備包括：將均三嗪格式試劑與單鹵代均三嗪進行類烷基化反應，之后所得反應物與鹵代試劑進行全鹵代反應，得到所述的多鹵代三嗪環骨架化合物。
14、一些實施例中，所述反應物與鹵代試劑的全鹵代反應中，控制反應物與鹵代試劑的摩爾比為1：(6-20)；
15、所述式ii所示的多鹵代三嗪環骨架化合物與全氟化合物的摩爾比為1：(6-20)，且以叔丁醇鋰的叔丁醇溶液為反應溶劑。
16、本專利技術提供如前所述的三嗪類衍生物作為除水添加劑在二次電池中的應用，所述二次電池包括并不限于鋰硫電池、鋰電池、鈉硫電池或鈉電池。
17、一些實施例中，所述二次電池的形式包括并不限于扣式電池、軟包電池、方形電池、鋼殼電池、鋁殼電池和18650電池中的一種或多種。
18、本專利技術提供一種電解液，其采用前文所述的三嗪類衍生物為添加劑。
19、一些實施例中，所述電解液包括碳酸酯類混合物、醚類混合物、砜類混合物或腈類混合物；所述三嗪類衍生物在電解液中的添加量為0.01wt％-5wt％。
20、與現有技術相比，本專利技術提供了一種具有式i結構的三嗪類衍生物，其在結構上分為高度電子離域的三嗪環骨架，以及特色金屬離子源即雙全氟烷基磺酰亞胺基兩部分，。在本專利技術中，所述高度離域的三嗪環骨架具有對水高度敏感的反應活性，可以有效降低或除去電解液體系中的水分子，從而避免了水對整個電池體系的影響(如析氫反應、析氧反應、鹽的分解等)。本專利技術所述特色的金屬離子源部分如鋰離子源，可以有效提升該衍生物整體在電解液體系中的溶解度，起到電解液添加劑微量高效的作用；且1mol該電解液添加劑遇水(或正負極氧化還原)分解后，可產生12mollitfsi鹽等，使得整個電解液整體鹽濃度有所提升。
21、本專利技術優選的雙全氟甲基磺酰亞胺(tfsi)陰離子的存在，使得三嗪環結構對水的反應靈敏度極大提升(約≥50ppm)，可以有效捕捉并反應掉電解液體系中的水分子，使得水分含量降低至50ppm以下，達到國家應用標準。該添加劑的氧化還原及水解產物為草酸鹽及tfsi鹽，可以有效參與構建sei/cei膜的形成，并形成多鹽的協同效應，有效提升電池的電化學性能。
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1.一種三嗪類衍生物，其特征在于，具有式I結構：
2.根據權利要求1所述的三嗪類衍生物，其特征在于，所述R1、R2、R3、R4、R5和R6均為相同的雙全氟烷基磺酰亞胺基。
3.根據權利要求2所述的三嗪類衍生物，其特征在于，所述三嗪類衍生物具有式I-1結構：
4.如權利要求1-3任一項所述的三嗪類衍生物的合成方法，其特征在于，包括以下步驟：
5.根據權利要求4所述的合成方法，其特征在于，所述全氟化合物為雙全氟甲基磺酰亞胺苯；
6.根據權利要求5所述的合成方法，其特征在于，所述反應物與鹵代試劑的全鹵代反應中，控制反應物與鹵代試劑的摩爾比為1：(6-20)；
7.如權利要求1-3任一項所述的三嗪類衍生物作為除水添加劑在二次電池中的應用，所述二次電池包括并不限于鋰硫電池、鋰電池、鈉硫電池或鈉電池。
8.根據權利要求7所述的應用，其特征在于，所述二次電池的形式包括并不限于扣式電池、軟包電池、方形電池、鋼殼電池、鋁殼電池和18650電池中的一種或多種。
9.一種電解液，其特征在于，采用權利要求1-
10.根據權利要求9所述的電解液，其特征在于，所述電解液包括碳酸酯類混合物、醚類混合物、砜類混合物或腈類混合物；所述三嗪類衍生物在電解液中的添加量為0.01wt％-5wt％。
...【技術特征摘要】
1.一種三嗪類衍生物，其特征在于，具有式i結構：
2.根據權利要求1所述的三嗪類衍生物，其特征在于，所述r1、r2、r3、r4、r5和r6均為相同的雙全氟烷基磺酰亞胺基。
3.根據權利要求2所述的三嗪類衍生物，其特征在于，所述三嗪類衍生物具有式i-1結構：
4.如權利要求1-3任一項所述的三嗪類衍生物的合成方法，其特征在于，包括以下步驟：
5.根據權利要求4所述的合成方法，其特征在于，所述全氟化合物為雙全氟甲基磺酰亞胺苯；
6.根據權利要求5所述的合成方法，其特征在于，所述反應物與鹵代試劑的全鹵代反應中，控制反應物與鹵代試劑的摩爾比為1：(6-...
【專利技術屬性】
技術研發人員：喬雨卉葉，田宋煒，劉佳敏，劉振遷，李立飛，周龍捷，
申請(專利權)人：藍固常州新能源有限公司，
類型：發明
國別省市：
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