CN115557860A - N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂及其衍生物的合成方法及应用 - Google Patents

N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂及其衍生物的合成方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种N‑三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂及其衍生物的合成方法及应用，所述添加剂是由苯乙烯磺酸钠及其衍生物作为反应的起始原料，通过与酰氯化试剂进行氯化反应和氨化试剂进行氨解反应，对苯乙烯磺酰胺及其衍生物与三氟甲磺酰酐进行加成反应得到N‑三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺及其衍生物，与有机碱性钾盐进行酸碱反应，N‑三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺钾及其衍生物与锂盐进行置换反应得到最终产物。当作添加剂在电解液中使用，可以提高电解液的导电性能，在充放电过程中能够在负极表面形成稳定的SEI膜，可以抑制电解液的分解，有效改善锂离子电池的循环性能。

Description

N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂及其衍生物的合成方法 及应用
技术领域
本发明涉及电解液添加剂的制备和应用领域，具体涉及一种N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂及其衍生物的合成方法。
背景技术
锂离子电池已成功走进我们的生活，随着社会的进步和人们物质水平的提高，人们对锂离子电池的要求越来越高。目前商业化电池在充放电过程中，有机溶剂会与电极材料发生反应，造成电解液的减少和电池容量的衰减，对电池的寿命造成较大的影响。电解液作为电池中很重要的组成部分，可以通过改变电解液的成分来改善电池的性能。N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂及其衍生物作为添加剂应用到电解液里，可以提高电解液的导电性能，在充放电时可以在电池负极表面形成稳定的SEI膜，可以抑制电解液的分解，可以减缓电池容量的衰减，N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂及其衍生物作为添加剂应用到电池里会明显改善电池的循环性能。
目前N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂及其衍生物的提纯技术不成熟，使得原料成本高，反应时间长和反应产率不理想。
发明内容
本发明的目的是鉴于上述现有技术的问题，经过研究，提供一种N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂及其衍生物的合成方法及应用。
本发明采用的技术方案具体如下：
一种添加剂，结构式如下：
Figure BDA0003852525360000011
其中，R1、R2、R3、R4包含氢原子、卤素原子(F、Cl、Br、I)和C1～C4的烷基；
m、n、x、y优选为0～1。
上述的一种添加剂，化学名是N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂及其衍生物。
上述的N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂及其衍生物的合成方法，其特征在于，所述合成方法包含依次进行的以下步骤：
1)取原料苯乙烯磺酸钠及其衍生物加入酰氯化试剂进行氯化反应，减压浓缩去除多余的酰氯化试剂后直接与氨化试剂进行氨解反应得到对苯乙烯磺酰胺及其衍生物，化学反应如下：
Figure BDA0003852525360000021
2)在氮气保护下，取对苯乙烯磺酰胺及其衍生物和三氟甲磺酰酐进行加成反应，有机胺提供碱性环境，加入少量的DMAP(4-二甲氨基吡啶)作为催化剂使用，得N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺及其衍生物，化学反应如下：
Figure BDA0003852525360000022
3)取N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺及其衍生物溶解在醇类溶液中，得体系1；取无机碱性钾盐溶解在水中，得体系2；取体系2溶液，缓慢滴加到体系1醇类溶液进行酸碱反应，得N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺钾及其衍生物，化学反应如下：
Figure BDA0003852525360000023
4)取N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺钾及其衍生物与锂盐在有机溶剂中进行置换反应，得N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂，化学反应如下：
Figure BDA0003852525360000031
该合成方法较现有技术相比，合成原料廉价易得，合成过程较简单，收率有了很大的提高。当作添加剂在电解液中使用，可以提高电解液的导电性能，在充放电过程中能够在负极表面形成稳定的SEI膜，可以抑制电解液的分解，有效改善锂离子电池的循环性能。
进一步的，步骤1)中，所述的酰氯化试剂为三氯氧磷或者氯化亚砜；
所述的氨化试剂为氨水；
步骤2)中，所述的有机胺为有机叔胺；
步骤3)中，所述的醇类为甲醇、乙醇和异丙醇；
所述的无机碱性钾盐为氢氧化钾和碳酸钾；
步骤4)中，所述的锂盐为六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂、二(三氟甲基磺酰)甲基锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、LiAsF6、LiClO4中的一种或多种。
进一步的，步骤1)中，所述苯乙烯磺酸钠及其衍生物、酰氯化试剂和氨化试剂的摩尔比为：1.0：2.0～5.5：2.0～2.8；
步骤2)中，所述的对苯乙烯磺酰胺及其衍生物和三氟磺酰酐的摩尔比为：1：1.0～1.5；
步骤3)中，所述的N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺及其衍生物和无机碱性钾盐的摩尔比为：1：5.5～9.0；
步骤4)中，所述的N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺钾及其衍生物和锂盐的摩尔比为：1：1.0～1.5。
进一步的，步骤1)中，所述酰氯化反应温度是70～110℃加热回流，时间是3～5h；
所述氨解反应温度是室温5～40℃，时间是4～6h；
步骤2)中，所述加成反应温度是-10～10℃，时间是4～6h；
步骤3)中，所述酸碱反应温度是0～10℃，时间是4～6h；
步骤4)中，所述置换反应温度是0～40℃，时间是6～10h。
进一步的，步骤1)中，反应溶剂是三氯氧磷或氯化亚砜以及氨水；
步骤2)中，反应溶剂是二氯甲烷或1,2-二氯乙烷；
步骤3)中，反应溶剂是甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或多种和水；
步骤4)中，反应溶剂是碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、乙腈和丙酮。
进一步的，步骤1)酰氯反应后进行旋干，然后直接与氨水进行氨解反应，然后用二氯甲烷萃取，水洗，无水硫酸镁干燥，即得所述苯乙烯磺酰胺及其衍生物。
进一步的，步骤2)加成反应后需要水洗，所得有机相用无水硫酸镁干燥，减压浓缩干即得所述N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺及其衍生物。
进一步的，步骤3)反应完成后有白色晶体产生，过滤，用水洗两次，用乙醚漂洗一次，50℃真空烘干，得到N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺钾及其衍生物。
进一步的，步骤4)经过过滤、淋洗和减压浓缩，得到N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂及其衍生物。
一种锂离子电池电解液，包含锂盐、有机溶剂和添加剂，其中，所述添加剂包含权利要求2所述的添加剂的一种或者多种。
上述的锂离子电池电解液，所述锂盐包括六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂、二(三氟甲基磺酰)甲基锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、LiAsF6、LiClO4中的一种或多种按任意比例混合组成。
上述的锂离子电池电解液，所述锂盐质量百分含量为1％～20％。
上述的锂离子电池电解液，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、乙酸乙酯、碳酸亚乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、硫酸乙烯酯、丙烯磺酸内酯、二氟磷酸锂和亚磷酸三苯酯中的一种或几种按任意比例混合组成。
上述的锂离子电池电解液，还包括添加剂，所述添加剂为权利要求2所述的添加剂、碳酸亚乙烯酯、乙烯基碳酸亚乙酯、氟代碳酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、1,3-丙磺酸内酯、二氟磷酸锂、甲基二磺酸亚甲酯、六甲基二硅氮烷、三(三甲基硅烷)硼酸酯、三(三甲基硅烷)亚磷酸酯、联苯、氟苯、腈类、砜类中的一种或多种按任意比例混合组成。
上述的锂离子电池电解液，所述添加剂质量百分含量为0.5％～5％。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明提N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂的合成方法，该方法与现有合成技术相比，反应原料容易获得，价格便宜，合成方法简单，通过控制反应原料的配比可以提高最终产品的产率。作为添加剂应用到电解液里，可以提高电解液的导电性能，并且在充放电过程中可以在电池负极表面形成稳定的SEI膜，抑制电解液的分解，减缓电池容量的衰减，可以明显改善电池的循环性能。
附图说明
图1是本发明实施例制备得到的对苯乙烯磺酰胺的核磁氢谱；
图2是本发明实施例制备得到的N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺的核磁氢谱；
图3是本发明实施例制备得到的三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺钾的核磁氢谱；
图4是本发明实施例制备得到的三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂的核磁氢谱；
图5为对比例和实施例13、14和15制备的锂离子电池电解液制备电池的循环性能图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的描述，但不构成对本发明的任何限制，任何在本发明权利要求范围所做的有限次的修改，仍在本发明的权利要求范围内。
为了详细说明本发明的技术内容，以下结合实施方式作进一步说明。
合成部分
本实施例中的添加剂，R1、R2、R3、R4为C1～C4的烷基，x为0，y为0，m为0，n为0，具体为N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂的合成方法，其合成方法如下：
实施例1
步骤1称取10.0g苯乙烯磺酸钠加入35g三氯氧磷体系中，加热升温至110℃回流反应4h后，减压浓缩去除多余的三氯氧磷后直接滴加到100ml25％氨水中，滴加完毕，室温(25～30℃)继续反应4h，待反应结束后，加入100ml*2二氯甲烷萃取，水洗，得到的有机溶剂用无水MgSO4干燥，过滤，减压旋干得8.0g对苯乙烯磺酰胺，收率90％。
步骤2在氮气保护条件下，称取7.50g对苯乙烯磺酰胺溶解于150ml二氯甲烷中，分别加入8.3g三乙胺，0.2g催化剂，在0～5℃条件下滴加11.60g三氟甲磺酸酐，滴加完毕继续保温反应5h，待反应完毕后，水洗，得到的有机相用无水MgSO4干燥，过滤，减压旋干得到18.40gN-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺。
步骤3称取16.50g N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺溶解在150ml乙醇中，缓慢滴加到100g25％的氢氧化钾水溶液中，在0～5℃条件下反应5h，过滤，滤饼用20ml*2水洗，20ml乙醚淋洗，50℃真空干燥得到12.46gN-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺钾，以对苯乙烯磺酰胺计算，收率为86％。
步骤4称取10.0g N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺钾溶解在200ml碳酸二甲酯中，2.65g四氟硼酸锂溶解在53ml碳酸二甲酯，在0～10℃条件下，缓慢滴加四氟硼酸锂溶液，滴加完毕，在25～30℃继续反应8h，过滤，滤饼用20ml*3碳酸二甲酯淋洗，合并滤液，减压浓缩得8.1gN-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂，收率89.1％；四步反应的总收率是68.9％
实施例2
反应步骤与实施例1相同，不同之处在于将步骤1中三氯氧磷替换为氯化亚砜，最终得到N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂的收率为65.7％。
实施例3
反应步骤与实施例1相同，不同之处在于将步骤1中三氯氧磷替换为草酰氯，最终得到N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂的收率为63.5％。
实施例4
反应步骤与实施例1相同，不同之处在于将步骤4中碳酸二甲酯替换为碳酸二乙酯，最终得到N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂的收率为69.2％。
实施例5
反应步骤与实施例1相同，不同之处在于将步骤4中碳酸二甲酯替换为乙腈，最终得到N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂的收率为56.1％。
实施例6
反应步骤与实施例1相同，不同之处在于将步骤4中碳酸二甲酯替换为丙酮，最终得到N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂的收率为58.3％。
实施例7
反应步骤与实施例1相同，不同之处在于将步骤4中四氟硼酸锂替换为二氟草酸硼酸锂，最终得到N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂的收率为65.2％。
实施例8
反应步骤与实施例1相同，不同之处在于将步骤4中四氟硼酸锂替换为二氟磷酸锂，最终得到N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂的收率为63.8％。
实施例9
反应步骤与实施例1相同，不同之处在于将步骤4中四氟硼酸锂替换为高氯酸锂，最终得到N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂的收率为64.9％。
实施例10
反应步骤与实施例1相同，不同之处在于将步骤4中四氟硼酸锂替换为六氟磷酸锂，最终得到N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂的收率为62.7％。
实施例11
反应步骤与实施例1相同，不同之处在于将步骤4中四氟硼酸锂替换为碳酸锂，最终得到N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂的收率为62.3％。
测试部分
实施例12
在水分≤10ppm的封闭环境条件下，以电解液的总重为基准，电解液由以下质量分数的组分组成：碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯/碳酸二乙酯按质量比约为1:1:1配置成溶液，将N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂按照每次0.1g加入其中，测得N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂在碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯/碳酸二乙酯的溶解度在15％以上，具有不错的溶解性。
实施例13
在水分≤10ppm的封闭环境条件下，以电解液的总重为基准，电解液由以下质量分数的组分组成：有机溶剂87.00wt％(碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯/碳酸二乙酯按质量比约为1:1:1)，六氟磷酸锂12.50wt％和0.5wt％添加剂(N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂)。具体地，将29.00g碳酸乙烯酯、29.00g碳酸二甲酯、29.00g碳酸二乙酯进行搅拌混合，加入12.50g六氟磷酸锂，搅拌溶解，加入0.50gN-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂，搅拌均匀，得到锂离子电池电解液。
实施例14
在水分≤10ppm的封闭环境条件下，以电解液的总重为基准，电解液由以下质量分数的组分组成：有机溶剂85.50wt％(碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯/碳酸二乙酯按质量比约为1:1:1)，六氟磷酸锂12.50wt％和2.00wt％添加剂(N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂)。具体地，将28.50g碳酸乙烯酯、28.50g碳酸二甲酯、28.50g碳酸二乙酯进行搅拌混合，加入12.50g六氟磷酸锂，搅拌溶解，加入2.00gN-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂，搅拌均匀，得到锂离子电池电解液。
实施例15
在水分≤10ppm的封闭环境条件下，以电解液的总重为基准，电解液由以下质量分数的组分组成：有机溶剂82.50wt％(碳酸乙烯酯/碳酸二甲酯/碳酸二乙酯按质量比约为1:1:1)，六氟磷酸锂12.50wt％和5.00wt％添加剂(N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂)。具体地，将27.50g碳酸乙烯酯、27.50g碳酸二甲酯、27.50g碳酸二乙酯进行搅拌混合，加入12.50g六氟磷酸锂，搅拌溶解，加入5.00gN-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂，搅拌均匀，得到锂离子电池电解液。
对比例
在水分≤10ppm的封闭环境条件下，以电解液的总重为基准，电解液由以下质量分数的组分组成：有机溶剂87.50wt％(碳酸乙烯酯/碳酸甲乙酯/碳酸二乙酯按质量比约为1:1:1)，六氟磷酸锂12.50wt％。具体地，将29.17g碳酸乙烯酯、29.17g碳酸二甲酯、29.17g碳酸二乙酯进行搅拌混合，加入12.50g六氟磷酸锂，搅拌溶解，搅拌均匀，得到锂离子电池电解液。
测试时，用电导率测试仪测试对比例和实施例13、14和15制备的锂离子电池电解液的电导率，并将配好的电解液注入到同一批次800mAh叠片电池中进行测试，叠片电池选用正极是三元材料，正极极片配方是NCM523:SP:PVDF＝96:2:2，负极是人造石墨，负极极片配方是S360:SP:CMC2200:LA136D＝95.5:1:1.2:2.3，电池在25度下恒温测试；测试的主要指标为循环性能。其中，电导率数据用表1来表示，循环性能用图5来表示，循环数据用表2表示。
表1电导率数据表
测试项目 电导率/μs/cm
对比例 7.83
实施例13 7.84
实施例14 7.90
实施例15 8.01
表2循环数据表
Figure BDA0003852525360000091
从表1可以看出，电解液中添加了本发明的N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂，随着N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂含量的增加，电导率在逐步的变大，说明N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂的加入可以提高电解液的导电性能。从图5来看，放电容量随着循环次数的增加在逐渐的减小，但是对比例放电容量下降的更快；从表2可以看出，随着N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂含量的增加，容量保持率在逐步的提高。说明电池充放电时N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂会优于有机溶剂发生分解，生成致密的SEI膜，有效减少了电解液与负极活性物质的反应，可以减缓电池容量的衰减；随着N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂的增加，容量保持率也有了明显的提高，说明了电解液添加了本发明的N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂，能够改善电池的循环性能。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法把所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂及其衍生物的合成方法，其特征在于，包含依次进行的以下步骤：
1)取式Ⅰ结构的苯乙烯磺酸钠及其衍生物加入酰氯化试剂进行氯化反应，减压浓缩去除多余的酰氯化试剂后直接与氨化试剂进行氨解反应得到式Ⅱ结构的对苯乙烯磺酰胺及其衍生物，化学反应如下：
Figure FDA0003852525350000011
2)在氮气保护下，取式Ⅱ结构的对苯乙烯磺酰胺及其衍生物和式Ⅲ结构的三氟甲磺酰酐进行加成反应，有机胺提供碱性环境，加入4-二甲氨基吡啶作为催化剂使用，得式Ⅳ结构的N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂及其衍生物，化学反应如下：
Figure FDA0003852525350000012
3)取式Ⅳ结构的N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺及其衍生物溶解在醇类溶液中，得体系1；
取无机碱性钾盐溶解在水中，得体系2；
取体系2溶液，滴加到体系1醇类溶液进行酸碱反应，得式Ⅴ结构的N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺钾及其衍生物，化学反应如下：
Figure FDA0003852525350000013
Figure FDA0003852525350000021
4)取式Ⅴ结构的N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺钾及其衍生物与锂盐在有机溶剂中进行置换反应，得式Ⅵ结构的N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂，化学反应如下：
Figure FDA0003852525350000022
其中，式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ中R1、R2、R3、R4以及m、n、x、y具有相同含义。
2.根据权利要求1所述的N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂及其衍生物的合成方法，其特征在于，R1、R2、R3、R4各独立选自卤素原子、C1～C4的烷基，其中，卤素原子为F、Cl、Br、I；
m、n、x、y为0～1。
3.根据权利要求1所述的N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂及其衍生物的合成方法，其特征在于，步骤1)中，所述的酰氯化试剂为三氯氧磷或者氯化亚砜；
所述的氨化试剂为氨水；
步骤2)中，所述的有机胺为有机叔胺；
步骤3)中，所述的醇类为甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或多种；
所述的无机碱性钾盐为氢氧化钾、碳酸钾中的一种或两种；
步骤4)中，所述的锂盐为六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂、二(三氟甲基磺酰)甲基锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、LiAsF6、LiClO4中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂及其衍生物的合成方法，其特征在于，步骤1)中，所述苯乙烯磺酸钠及其衍生物、酰氯化试剂和氨化试剂的摩尔比为：1：2.0～5.5：2.0～2.8；
步骤2)中，所述的对苯乙烯磺酰胺及其衍生物和三氟磺酰酐的摩尔比为：1：1.0～1.5；
步骤3)中，所述的N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺及其衍生物和无机碱性钾盐的摩尔比为：1：5.5～9.0；
步骤4)中，所述的N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺钾及其衍生物和锂盐的摩尔比为：1：1.0～1.5。
5.根据权利要求1所述的N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂及其衍生物的合成方法，其特征在于，步骤1)中，所述氯化反应温度是70～110℃加热回流，时间是3～5h；
所述氨解反应温度是5～40℃，时间是4～6h；
步骤2)中，所述加成反应温度是-10～10℃，时间是4～6h；
步骤3)中，所述酸碱反应温度是0～10℃，时间是4～6h；
步骤4)中，所述置换反应温度是0～40℃，时间是6～10h。
6.根据权利要求1所述的N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂及其衍生物的合成方法，其特征在于，步骤1)中，氨解反应后用二氯甲烷萃取，水洗，无水硫酸镁干燥，即得式Ⅱ结构的对苯乙烯磺酰胺及其衍生物；
步骤2)中，加成反应后需要水洗，所得有机相用无水硫酸镁干燥，减压浓缩干即得式Ⅳ结构的N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺及其衍生物；
步骤3)中，酸碱反应后有白色晶体产生，过滤，水洗，用乙醚漂洗，真空烘干，得到N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺钾及其衍生物；
步骤4)中，置换反应后经过过滤、淋洗和减压浓缩，得到Ⅵ结构的N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂。
7.一种锂离子电池电解液，其特征在于，包含锂盐、有机溶剂和添加剂，其中，所述添加剂为权利要求1～6任一项所述的制备方法制备的N-三氟甲磺酰基对苯乙烯磺酰亚胺锂及其衍生物。
8.根据权利要求7所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述锂盐为六氟磷酸锂、双草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、三(三氟甲基磺酰)甲基锂、二(三氟甲基磺酰)甲基锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、双氟磺酰亚胺锂、LiAsF6、LiClO4中的一种或多种按任意比例混合组成；
所述的锂离子电池电解液中锂盐质量百分含量为1％～20％。
9.根据权利要求7所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述有机溶剂为碳酸乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、乙酸乙酯、碳酸亚乙烯酯、亚硫酸丙烯酯、硫酸乙烯酯、丙烯磺酸内酯、二氟磷酸锂和亚磷酸三苯酯中的一种或几种按任意比例混合组成。
10.根据权利要求7所述的锂离子电池电解液，其特征在于，所述的锂离子电池电解液中添加剂质量百分含量为0.5％～5％。
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