氟化二異丙基膦酸鋰電解液的合成及其電化學(xué)性質(zhì)的研究.pdf

1、鋰離子二次電池具有能量密度大、電壓高、放電電壓平穩(wěn)、工作溫度范圍寬、低溫性能好、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，是一種安全、無(wú)環(huán)境公害的理想能源。
　　 目前，六氟磷酸鋰是鋰離子二次電池電解液鋰鹽的主要用鹽。一般是將它溶解在碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)混合溶劑中使用。六氟磷酸鋰極易潮解，不能長(zhǎng)期保存。工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)由于高壓操作，容易發(fā)生爆炸、毒氣泄漏和人員中毒等事故。氟烷基膦酸鋰是近年來(lái)國(guó)際上鋰離子二次電池含氟電解質(zhì)鋰鹽研究最新開(kāi)發(fā)的產(chǎn)

2、品。氟烷基膦酸鋰的電導(dǎo)率和氧化分解電位和六氟磷酸鋰接近，熱穩(wěn)定性、抗水性和生產(chǎn)安全性方面均優(yōu)于六氟磷酸鋰，所以對(duì)氟烷基膦酸鋰的研究開(kāi)發(fā)不僅可以填補(bǔ)國(guó)內(nèi)對(duì)氟烷基膦酸鋰研究的空白，而且有廣闊的應(yīng)用前景和商業(yè)價(jià)值。
　　 本論文主要研究了氯代二異丙基膦和氟化二異丙基膦酸鋰的制備工藝以及氟化二異丙基膦酸鋰作為鋰二次電池電解質(zhì)鋰鹽的性質(zhì)。
　　 本論文分為兩部分。第一部分：合成氯代二異丙基膦。鎂與氯代異丙烷反應(yīng)合成異丙基氯化鎂，異

3、丙基氯化鎂與三氯化磷合成氯代二異丙基膦，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定合成氯代二異丙基膦的最佳反應(yīng)條件。得到合成氯代二異丙基膦的最佳反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度：-30℃～-35℃；滴加時(shí)間：1.25h；物料配比：PCl3：i-C3H7Cl=1:1.8(物質(zhì)的量之比)。氯代二異丙基膦收率為71.25％。其中影響因子以物料配比為最大，其次是反應(yīng)溫度和滴加時(shí)間。
　　 第二部分是西蒙斯電化學(xué)氟化氯代二異丙基膦合成氟化二異丙基膦酸，氟化二異丙基膦酸與氟化鋰

4、在有機(jī)溶劑中生成氟化二異丙基膦酸鋰電解液。采用圓桶式電解槽，以鎳為陽(yáng)極和陰極，電解溫度在0～-5℃左右，電解槽電壓為4.7～5.3V，電流密度為0.15～0.35A/dm2，電解氯代二異丙基膦得到氟化二異丙基膦酸。氟化二異丙基膦酸與氟化鋰在碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)混合溶劑中反應(yīng)得到氟化二異丙基膦酸鋰溶液，此溶液過(guò)濾可直接作為鋰離子二次電池電解液。研究該電解液作為鋰離子二次電池電解液的電化學(xué)性質(zhì)。
　　 氟化二異丙