接枝聚硅烷类化合物及其制备方法和在电池电解液中的应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种接枝聚硅烷类化合物及其制备方法和应用，其中接枝聚硅烷类化合物的化学结构式可用下式表示：其中，聚合度n为18～23；-CH2-链节个数m为0～6；接枝取代率x为0～0.8。本发明还提供了一种前述接枝聚硅烷类化合物的制备方法，包括以下步骤：将碳酸亚乙烯酯类化合物通过硅氢加成反应接枝到聚氢甲基硅烷的支链上得到接枝聚硅烷。本发明提供的接枝聚硅烷类化合物可作为稳定剂应用于电池电解液中，由此提高电池在高温下的充放电循环稳定性。
【专利说明】接枝聚枯烧类化合物及其制备方法和在电池电解液中的应 用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及裡离子电池【技术领域】，具体涉及一种接枝聚娃焼类化合物，还涉及该 接枝聚娃焼类化合物的制备方法和在电池电解液中的应用。
【背景技术】
[0002] 裡离子电池的使用温度范围主要取决于电解液的性能，要求裡离子电池电解液具 有较高离子电导率，较低凝固点，较高的沸点W及化学和电化学稳定性。当前广泛使用的有 机液体电解质W其低成本，高离子电导率和更稳定的电化学性能的优势，仍然牢牢占据着 商用裡离子电池市场的大部分份额。
[0003] 目前，在商品化的裡离子电池中应用最广泛的电解液是将导电裡盐六氣磯酸 裡（LiPFe)溶解在W碳酸己帰醋为基础的二元或H元的混合溶剂中。有机液体裡离子电 池电解液主要包括两种碳酸醋，一种是高极性、高粘度的环状碳酸醋，如碳酸己帰醋巧C， 2, 5-二氧五环-1-丽）；另一种是低极性、低粘度的线型碳酸醋，如碳酸二甲醋值MC)、碳酸 二己醋触C)和碳酸甲己醋（EMC)。其中，EC是碳酸醋基电解液中的关键组分，因为其可W 在石墨负极上形成有效的SEI膜阻止充放电过程石墨片层结构的破坏；线型碳酸醋可W有 效的扩大电解液体系的液态范围。
[0004] 但是，通过添加液体组分同时提高低温性能和高温性能往往是不可能的实现的。 为了提高电解液在低温下的电导率，通常加入低凝固点、低粘度的共溶剂来降低整个H元 或四元电解液体系的粘度。目前常常采用的共溶剂有己二醇二甲離值ME)、四氨巧喃（THF) 应用于低温倍率型电解液中。但该些化合物往往都有较高的蒸气压和较低的闪点，可能会 降低电解液在6(TCW上环境中应用的安全性；高温下，碳酸醋和裡盐自身分解速率加快， 同时电解液与正负极材料的电化学氧化/还原反应的趋势明显增强，电池的高温循环稳定 性会变差。通常会加入裡盐稳定剂、抗过冲剂、阻燃剂等，但该些组分通常凝固点高，粘度 大，对电解液低温性能带来不利影响。同时，分子结构较为复杂，合成工艺难度大；同时在新 电解液体系中该溶剂的使用量大，可能造成电解液成本的高昂。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种对电池低温性能的影 响较小、溶解性好的接枝聚娃焼类化合物，还提供了一种制备工艺简单、产物收率高、纯度 高的接枝聚娃焼类化合物的制备方法。提供还提供了一种接枝聚娃焼类化合物作为稳定剂 在电池电解液中的应化添加量小，应用效率高。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供了一种接枝聚娃焼类化合物，前述接枝聚娃焼 类化合物的化学结构式可用式（I)表示：
[0007]
【权利要求】
1. 接枝聚硅烷类化合物，其特征在于，所述接枝聚硅烷类化合物的化学结构式用式 (I)表示：
其中，聚合度η为18?23; -CH2-链节个数m为O?6 ; 接枝取代率X为〇?0.8。
2. -种权利要求1所述接枝聚硅烷类化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 将碳酸亚乙烯酯或碳酸亚乙烯酯的烯基取代物通过硅氢加成反应接枝到聚氢甲基硅烷的 支链上得到接枝聚硅烷。
3. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，还包括后处理步骤：将所述接枝聚硅 烷在Ar气氛下依次加入正己烷、甲醇进行分离萃取得到接枝聚硅烷纯品。
4. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述硅氢加成反应的具体步骤为：将 碳酸亚乙烯酯或碳酸亚乙烯酯的烯基取代物与聚氢甲基硅烷溶解于有机溶剂中得到混合 溶液，将所述混合溶液在60?70°C下回流12h。
5. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在所述混合溶液中加入引发剂，然后 再进行回流。
6. 根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为四氢呋喃；所述引发 剂为偶氮二异丁腈。
7. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述引发剂的添加量为0.lwt%? 5wt% 〇
8. 根据权利要求2至7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述碳酸亚乙烯酯或碳酸 亚乙烯酯的烯基取代物与所述聚氢甲基硅烷的质量比为1 : 10?2.5 : 1，所述碳酸亚乙 烯酯的烯基取代物为碳酸乙烯亚乙酯。
9. 一种权利要求1所述的接枝聚硅烷类化合物或按照权利要求2至8任一项所述制备 方法制备得到的接枝聚硅烷类化合物作为稳定剂在电池电解液中的应用。
10. 根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述稳定剂的添加量为0. 1?2wt%。
【文档编号】C08G77/60GK104448324SQ201410782778
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月16日 优先权日:2014年12月16日
【发明者】郑春满, 李山河, 芦伟, 谢凯, 盘毅, 韩喻, 王珲, 洪晓斌 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学, 天津中聚新能源科技有限公司