CN102964372B - 卤硅烷功能化碳酸酯电解质材料,其制备方法及在锂离子电池电解液中的应用 - Google Patents
卤硅烷功能化碳酸酯电解质材料,其制备方法及在锂离子电池电解液中的应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一类卤硅烷功能化碳酸酯电解质材料，其制备方法及在锂电池中的应用。其化学结构如式1所示，式1化合物含卤硅烷基团和有机碳酸酯基团，分子结构中含有机碳酸酯部分有助于锂离子的离解和传导，有机硅功能团能改进电极的表面性能和提高材料的界面性能。本发明所述的卤硅烷功能化碳酸酯电解质材料可用作功能添加剂或共溶剂应用于锂离子电池，电解液包括锂盐，高介电常数溶剂或低沸点的有机溶剂，和化学结构如式1所示的化合物。该类材料也可以应用于其它电化学储能器件。
Description
技术领域
本发明涉及化学材料合成和电化学储能技术领域，尤其是涉及一类含卤硅烷功能化碳酸酯电解质材料，其制备方法及在锂离子电池电解液功能添加剂（或共溶剂）中的应用。
技术背景
锂离子电池具有开路电压高、比容量大、循环寿命长、安全性能好、自放电小、应用范围宽、无记忆效应、无污染等优点，作为新型绿色电池，目前已广泛地应用于消费电子产品中，并正积极地向国防工业、空间技术、电动汽车和静置式备用电源等领域发展。
电解液是锂离子电池的重要组成部分，是在电池正、负极之间起传导作用的离子导体，是连接正、负极材料之间的桥梁，它本身的性能及其与正负极形成的界面状况很大程度上影响电池的性能。选择合适的电解液是获得高能量密度和功率密度、长循环寿命和安全性良好的锂离子电池的关键因素之一。目前商业电解液主要是由多种有机碳酸酯溶剂混合组成，但是这类电解液易燃、易挥发，导致了锂离子电池的安全事故频频发生；此外，有机碳酸酯类电解液还存在高低温性能、安全性、大容量和高倍率放电不足等缺点。当在锂离子电池有机电解液中添加少量的功能添加剂时，电池的电化学性能如电导率、循环效率和可逆容量等能够得到明显的改善。它们具有“用量小、见效快”的特点，操作简单，可直接加入到有机电解液中。在基本不增加电池成本的基础上，就能显著改善电池的性能。因此，设计开发高安全性和高性能的新型电解液添加剂是锂离子电池材料的研究热点。
有机硅电解质材料具有优良的热稳定性和低温离子传导性能、高电导率、无毒性、低可燃性和高分解电压等优点，与碳基类似物相比具有更高的电化学稳定性（4.5V以上），应用小分子有机硅电解液的锂电池也表现出优良的充放电循环性能，高能量密度和较高的功率密 度。取代基对有机硅电解质材料的影响也有相关的计算报道，吸电子基团取代可以提高有机硅化合物的电化学窗口（J.Phys.Chem.C.2011,115,12216）。而实验报道的卤硅烷化合物用于锂离子电池中却很少，在先专利有报道通过有机硅化合物与含氟碱金属盐的反应生成的氟硅烷对电池阻抗性能的影响（CN102113164），也有提及有机氟硅烷存在应用于锂电池添加剂的潜在可能性（US2009/0197167A1）。虽然卤硅烷化合物用于锂电池的电解质材料或添加剂的研究不多，但开发新型卤硅烷化合物应用于锂离子电池有着重要的研究和实际意义。
发明内容
本发明的目的是提供一类应用范围广的含卤硅烷基团和有机碳酸酯基团的卤硅烷功能化碳酸酯电解质材料，并提供了其制备方法以及用作功能添加剂或共溶剂在锂离子电池中的应用。
本发明卤硅烷功能化碳酸酯电解质材料，其化学结构如式1示：
式1
其中R1选自如下结构单元：亚甲基[-(CH2)m-,m=1~3]或含醚链[-(CH2)mO(CH2)n-,m,n=1~3]的基团；R2,R3,R4选自烷基[-(CH2)mCH3,m=0~3]，芳基(或取代芳基)，或X(卤素)取代；且R2,R3,R4至少有一个X取代基团，所述卤素优选为-Cl,-F。式1化合物含卤硅烷基团和有机碳酸酯基团，有机硅基团为卤硅烷基团，有机碳酸酯基团为4-[(丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮或4-乙基-1,3-二氧戊环-2-酮。其中所述卤硅烷基团可为单卤代或二卤代、三卤代硅烷化合物，可为氯硅烷基团或氟硅烷基团。分子结构中含有机碳酸酯部分有助于锂离子的离解和传导，有机硅功能团能改进电极的表面性能和提高材料的界面性能。
本发明还提供了上述卤硅烷功能化碳酸酯电解质材料的制备方法，该方法包括如下步骤： （1）双键取代的碳酸酯与卤代硅氢烷或烷氧基硅氢烷通过硅氢化反应，制备相应的卤硅烷或烷氧基硅烷取代的碳酸酯；（2）步骤（1）产物与氟化试剂反应生成相应的氟硅烷取代的碳酸酯。
所述双键取代的碳酸酯为4-[(烯丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮或4-乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮；卤代硅氢烷为氯代硅氢烷；烷氧基硅氢烷为甲氧基取代硅氢烷或乙氧基取代硅氢烷；并且上述双键取代碳酸酯与硅氢烷的摩尔比为1：1.0~1.5。
所述硅氢化反应催化剂选自：氯铂酸，二氧化铂，或Karstedt′s催化剂，并且其加入的量为0.1~1mol%（相对于双键碳酸酯）；所述氟化试剂包括：三氟化硼·***、三氟化锑、氟化钾、或氟化锂，所述氟化试剂与卤硅烷或烷氧基硅烷取代的碳酸酯的摩尔比为3~1：1。
反应在惰性气体保护环境下进行的；硅氢化反应的温度为30~80度，反应时间是2~24小时；氟化反应的温度为30~80度，反应时间是2~24小时。
本发明还提供了式1所示的卤硅烷功能化碳酸酯电解质材料在锂离子电池中的应用。所述卤硅烷功能化碳酸酯电解质材料可作为功能添加剂或共溶剂应用于锂离子电池的电解液中。所述锂离子电池电解液包括式1所示的有机化合物，还包括锂盐，高介电常数溶剂或低沸点的有机溶剂。
本发明有机硅功能化碳酸酯电解质材料也可以作为电解质材料应用于其它电化学储能器件（如燃料电池、电解电容和超级电容）及其它光电器件（如有机太阳能电池等）。
附图说明：
图1为本发明实施例1化合物的核磁氢谱和碳谱图。
图2为本发明实施例2化合物的核磁氢谱和碳谱图。
图3为本发明实施例3化合物的核磁氢谱和碳谱图。
图4为本发明实施例4化合物的核磁氢谱和碳谱图。
图5为本发明实施例5化合物的核磁氢谱和碳谱图。
图6为本发明实施例6化合物的核磁氢谱和碳谱图。
图7为本发明实施例4化合物（MFGC）的电化学窗口图。
图8为本发明实施例4化合物（MFGC）的离子电导率图。
图9为本发明实施例4化合物（MFGC）添加于商业电解液（1M LiPF6 EC/DMC/DEC=1：1:1）的电池性能测试图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步说明。
本发明卤硅烷功能化碳酸酯电解质材料的制备路线具体有以下两种：
方法一：（1）4-[(烯丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮或4-乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮与烷氧基硅氢烷通过硅氢化反应制备烷氧基硅烷取代的4-[(丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮或烷氧基硅烷取代的4-乙基-1,3-二氧戊环-2-酮；（2）烷氧基硅烷取代的4-[(丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮或烷氧基硅烷取代的4-乙基-1,3-二氧戊环-2-酮与氟化试剂（包括三氟化硼·***、三氟化锑、含氟的碱金属盐）反应制备相应的氟硅烷功能化碳酸酯电解质材料。具体合成路线如下所示。
上述反应的具体步骤如下：（1）烷氧基硅烷取代的4-[(丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮 或烷氧基硅烷取代的4-乙基-1,3-二氧戊环-2-酮的制备：在室温条件下，将烷氧基硅氢烷（1.1eq.）缓慢滴入加有0.1~1mol%的铂催化剂的4-[(烯丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮或4-乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮中，待滴加完毕，反应体系升温至85度后反应12小时，通过蒸馏可得到烷氧基硅烷取代的4-[(丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮或烷氧基硅烷取代的4-乙基-1,3-二氧戊环-2-酮。（2）卤硅烷功能化碳酸酯电解质材料的制备：在氩气保护下，将三氟化硼***溶液（三氟化硼·***与烷氧基硅烷取代的碳酸酯的摩尔比为3~1：1）滴入烷氧基硅烷取代的4-[(丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮或烷氧基硅烷取代的4-乙基-1,3-二氧戊环-2-酮的甲苯溶液中，加热反应过夜，旋蒸溶剂，然后将所得反应混合物通过减压蒸馏得目标产物。
方法二：（1）4-[(烯丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮或4-乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮与氯代硅氢烷通过硅氢化反应制备氯硅烷取代的4-[(丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮或氯硅烷取代的4-乙基-1,3-二氧戊环-2-酮；（2）氯硅烷取代的4-[(丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮或氯硅烷取代的4-乙基-1,3-二氧戊环-2-酮与氟化试剂（包括三氟化硼·***、三氟化锑、含氟的碱金属盐）反应制备相应的氟硅烷功能化碳酸酯电解质材料。具体合成路线如下所示。
上述反应的方法二具体步骤如下：（1）氯代硅烷取代的4-[(丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮或氯硅烷取代的4-乙基-1,3-二氧戊环-2-酮的制备：在室温条件下，将氯代硅氢烷（1.1eq.）缓慢滴入加有0.1~1mol%的铂催化剂的4-[(烯丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮或4-乙烯基 -1,3-二氧戊环-2-酮中，待滴加完毕，反应体系升温至85度后反应12小时，可得到相应硅氢化产物。（2）氟硅烷功能化碳酸酯电解质材料的制备：在氩气保护下，将氟化钾（氟化钾与氯硅烷取代的碳酸酯的摩尔比为3~1：1）加入氯代硅烷取代的4-[(丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮或氯硅烷取代的4-乙基-1,3-二氧戊环-2-酮的乙腈溶液中，室温搅拌反应过夜，旋蒸溶剂，然后将所得反应混合物通过减压蒸馏得目标产物。
实施例1-6化合物的结构式如下所示：
实施例1：三氟硅烷取代4-[(丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮的合成（TFGC）
在氩气保护下，取4-[(烯丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮（0.1mol）和三乙氧基硅烷（0.11mol）在氯铂酸（0.4%mol）催化的条件下，反应体系升温至85度后反应12小时，然后蒸馏可得三乙氧基硅烷取代的烯丙基甘油碳酸酯化合物。将三氟化硼·***（0.1mol）滴加至三乙氧基硅烷取代的烯丙基甘油碳酸酯（0.05mol）的甲苯溶液中,加热至80度后反应2小时，将溶剂旋蒸，后减压蒸馏得三氟硅烷取代烯丙基甘油碳酸酯，对其进行核磁表征，核磁谱图如附图1所示：
1H NMR(600MHz,CDCl3):δ=1.05(m,2H,SiCH2CH2),1.84(m,2H,SiCH2CH2),3.54(m,2H,SiCH2CH2CH2),3.68(m,2H,OCH2CH),4.36(m,1H,CH2),4.50(m,1H,CH2),4.84(m,1H,CH).
13C NMR(150.9MHz,CDCl3):3.77,3.88,4.00,4.14,21.71,66.36,69.99,72.20,74.79, 154.86.
实施例2：三氟硅烷取代4-乙基-1,3-二氧戊环-2-酮的合成（TFVEC）
用4-乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮为反应物，采用实施例1相同的合成方法，通过减压蒸馏得目标产物。对其进行核磁表征，核磁谱图如附图2所示：
1H NMR(600MHz,CDCl3):δ=1.10(m,1H,SiCH2CH2),1.25(m 1H,SiCH2CH2),1.97(m,2H,SiCH2CH2),4.09(t,3J=8.4Hz,1H,CH2),4.57(m,1H,3J=8.4Hz,CH2),4.71(m,1H,CH).
13C NMR(150.9MHz,CDCl3):2.20,25.76,68.62,76.79,154.32.
实施例3：一甲基二氟硅烷取代4-[(丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮的合成（DFGC）
用二乙氧基硅烷为反应物，采用实施例1相同的合成方法，通过减压蒸馏得目标产物。
也可以用本专利所描述的方法二：4-[(烯丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮（0.2mol）与一甲基二氯硅氢烷（0.2mol）在氯铂酸（0.4%mol）催化的条件下反应制备一甲基二氯硅烷取代的4-[(丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮；一甲基二氯硅烷取代的4-[(丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮与氟化钾在乙腈溶液中反应制备相应的一甲基二氟硅烷取代的4-[(丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮。
对其进行核磁表征，核磁谱图如附图3所示：
1H NMR(600MHz,CDCl3):δ=0.34(t,3H,3J=6.0Hz,SiCH3),0.82(m,2H,SiCH2CH2),1.73(m,2H,SiCH2CH2),3.50(t,2H,3J=6.0Hz,SiCH2CH2CH2),3.60(dq,2H,3J=10.8Hz,OCH2CH),4.37(dd,1H,3J=10.8Hz,CH2),4.49(dd,1H,3J=10.8Hz,CH2),4.80(m,1H,CH).
13C NMR(150.9MHz,CDCl3):-4.34(t,3J=16.05),9.82(t,3J=15.45),21.74,66.21,69.78,73.20,75.01,154.95.
实施例4：二甲基一氟硅烷取代4-[(丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮的合成（MFGC）
4-[(烯丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮（0.2mol）与二甲基一氯硅氢烷（0.2mol）在氯铂酸（0.4%mol）催化的条件下反应制备二甲基一氯硅烷取代的4-[(丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮；二甲基一氯硅烷取代的4-[(丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮与氟化钾在乙腈溶液中反应制备相应的二甲基一氟硅烷取代的4-[(丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮。
也可以用本专利所描述的方法一：用一乙氧基甲基硅烷为反应物，采用实施例1相同的合成方法，通过减压蒸馏得目标产物。对其进行核磁表征，核磁谱图如附图4所示：
1H NMR(600MHz,CDCl3):δ=0.10(s,3H,SiCH3),0.59(t,2H,SiCH2CH2),1.19(t,6H,Si(OCH2H3)2),1.63(m,2H,SiCH2CH2),3.46(m,2H,SiCH2CH2CH2),3.62(dq,2H,3J=10.8Hz,OCH2CH),3.74(q,4H,3J=7.2Hz,Si(OCH2H3)2),4.38(dd,1H,3J=6.0Hz,CH2),4.47(dd,1H, 3J=6.0Hz,CH2),4.78(m,1H,CH).
13C NMR(150.9MHz,CDCl3):-5.0,9.7,18.3,22.9,58.1,66.2,69.5,74.3,75.0,154.9.
实施例5：二甲基一氯硅烷取代4-[(丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮的合成（MCGC）
4-[(烯丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮（0.2mol）与二甲基一氯硅氢烷（0.2mol）在氯铂酸（0.4%mol）催化的条件下反应制备一甲基二氯硅烷取代的4-[(丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮。通过减压蒸馏得目标产物。对其进行核磁表征，核磁谱图如附图5所示：
1H NMR(600MHz,CDCl3):δ=0.42(s,6H,Si(CH3)2),0.83(m,2H,SiCH2CH2),1.70(m,2H,SiCH2CH2),3.52(m,2H,SiCH2CH2CH2),3.65(dq,2H,3J=10.8Hz,OCH2CH),4.40(t,1H,3J=8.4Hz,CH2),4.50(t,1H,3J=8.4Hz,CH2),4.80(m,1H,CH).
13C NMR(150.9MHz,CDCl3):1.57,14.97,23.11,66.24,69.68,73.90,75.00,154.86.
实施例6：一甲基二氯硅烷取代4-乙基-1,3-二氧戊环-2-酮的合成（DCVEC）
4-乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮（0.2mol）与一甲基二氯硅氢烷（0.2mol）在氯铂酸（0.4%mol）催化的条件下反应制备一甲基二氯硅烷取代的4-乙基-1,3-二氧戊环-2-酮。通过减压蒸馏得目标产物。对其进行核磁表征，核磁谱图如附图6所示：
1H NMR(600MHz,CDCl3):δ=0.83(s,3H,SiCH3),1.23(m,2H,SiCH2CH2),1.95(m,2H,SiCH2CH2),4.10(t,3J=8.4Hz,1H,CH2),4.56(m,1H,3J=8.4Hz,CH2),4.73(m,1H,CH).
13C NMR(150.9MHz,CDCl3):5.08,16.04,27.10,68.74,76.79,154.60.
实施例7：电池制作及测试
本发明化合物应用于锂离子电池时，可按如下步骤制造。
高介电常数溶剂不特别限制，通常为电池领域常用的溶剂，例如，环状碳酸酯如碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯，或γ-丁内酯等。低沸点的有机溶剂也不特别限制，可为碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯二甲氧乙烷，或脂肪酸酯衍生物等。高介电常数溶剂和低沸点的有机溶剂的体积比可为1：1至1：9，高介电常数溶剂和低沸点的有机溶剂也可以单独使用。锂盐可为在锂电池中通常使用的的锂盐。例如，锂盐可选包括LiClO4、LiCF3SO3、LiPF6、LiN(CF3SO2)2、LiBF4、Li(BC4O8)和LiN(C2F5SO2)2等锂盐中的至少一种。有机电解液中锂盐的浓度可为0.5-2.0M。
将正极活性材料、导电剂、粘合剂和溶剂混合以制备正极活性材料组合物。将正极活性材料组合物直接涂覆在铝集电体上并干燥以制备正极板。或者，将正极活性材料组合物在独立的基板上流延，并将从其获得的膜层压在铝集电体上以制备正极板。
正极活性材料可为本领域中通常使用的任何含锂的金属氧化物。含锂的金属氧化物的实例包括LiCoO2、LiMnxO2x（其中x=1、2）、LiNi1-xMnxO2（其中0＜x＜1）和LiNi1-x-yCoxMnyO2（其中0≤x≤0.5，0≤y≤0.5）和LiFePO4。
炭黑可用作导电剂。粘合剂可选自偏二氟乙烯/六氟丙烯共聚物、聚偏二氟乙烯（PVDF）、 聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯及其混合物、或基于丁苯橡胶的聚合物。溶剂可选自N-甲基吡咯烷酮（NMP）、丙酮、水等。正极活性材料、导电剂、粘合剂和溶剂的量可采用现有技术在锂电池中通常使用的用量。
硅金属、硅薄膜、锂金属、锂合金、碳质材料或石墨可用作负极活性材料。负极活性材料组合物中的导电剂、粘结剂和溶剂可与正极活性材料组合物中的那些相同。如果需要，可将增塑剂加入正极活性材料组合物和负极活性材料组合物中以在电极板中产生孔。
隔膜可由在锂电池中通常使用的任何材料构成。可使用对电解质的离子的移动具有低阻抗和具有良好的吸收电解液的能力的材料。例如，该材料可为选自玻璃纤维、聚酯、特氟隆（Teflon）、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯（PTFE）及其组合的无纺物或纺织物。更具体地，锂离子电池可选用包括聚乙烯、聚丙烯等可卷绕的隔膜，和锂离子电池可使用具有优异的浸渍有机电解液的能力的隔膜。
在所进行的实验中，所使用的电解液和LiPF6来自东莞杉杉有限公司，锂片来自中国锂能，隔膜为Asashi Chemical Industry公司产品。电解液的配制和电池的组装均在氩气（纯度大于99.9999%）气氛下进行。
将LiPF6溶解于碳酸亚乙酯，碳酸二甲酯，和碳酸二乙酯（EC：DMC：DEC=1：1：1）中配成浓度为1M的电解液，向此电解液中加入2vol.%的MFGC。利用LiCoO2和Li分别做正、负极，组装成硬币式电池（2025），然后在深圳新威电池充放电测试***中进行充/放电测试，充放电电压3.0V-4.3V。
附图7为本发明实施例4化合物（MFGC）的电化学窗口图，其氧化电位大于5V。附图8为本发明实施例4化合物（MFGC）的离子电导率图，溶有1M的LiTFSI。表1为本发明实施例化合物的粘度和介电常数表，从中可以看出，该类化合物表现出较高的介电常数。附图9为本发明实施例4化合物添加于电池中的循环性能曲线，相比于普通电解液的电池，添加有有机硅功能化碳酸酯的电池表现出更高的容量保持率。
表1:
| 粘度(cP) | 介电常数 | |
| MFGC | 16.6 | 49.2 |
| DFGC | 20.0 | 53.5 |
| TFGC | 22.7 | -- |
对比例1：
为做对比，使用商业电解液（1M LiPF6 EC：DMC：DEC=1：1：1），按与实施例7相同的方法组装硬币式电池（2025），然后按实施例7相同的方法进行充/放电比较测试。
Claims (7)
1.一种卤硅烷功能化碳酸酯电解质材料，其化学结构如式1所示：
R1选自如下基团：[-(CH2)m-,m＝1～3]或[-(CH2)mO(CH2)n-,m,n＝1～3]；R2,R3,R4选自如下基团：[-(CH2)mCH3,m＝0～3]，或卤素取代基，且R2,R3,R4至少有一个为卤素取代基团，且R1选自-(CH2)3O(CH2)-，R2选自CH3时，R3或R4不能同时选自氯。
2.如权利要求1所述的卤硅烷功能化碳酸酯电解质材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)双键取代的碳酸酯化合物与卤代硅氢烷或烷氧基硅氢烷通过硅氢化反应，制备相应的卤硅烷或烷氧基硅烷取代的碳酸酯；或(2)步骤(1)产物与氟化试剂反应生成相应的氟硅烷取代的碳酸酯。
3.根据权利要求2所述的卤硅烷功能化碳酸酯电解质材料的制备方法，其特征在于：所述双键取代的碳酸酯为4-[(烯丙氧基)甲基]-1,3-二氧戊环-2-酮或4-乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮；卤代硅氢烷为氯代硅氢烷；烷氧基硅氢烷为甲氧基取代硅氢烷或乙氧基取代硅氢烷；并且上述双键取代碳酸酯与硅氢烷的摩尔比为1：1.0～1.5。
4.根据权利要求2所述的卤硅烷功能化碳酸酯电解质材料的制备方法，其特征在于：所述硅氢化反应催化剂选自：氯铂酸，二氧化铂，或Karstedt's催化剂，并且其加入的量为双键取代的碳酸酯化合物的0.1～1mol％；所述氟化试剂包括：三氟化硼·***、三氟化锑、氟化钾、或氟化锂，所述氟化试剂与卤硅烷或烷氧基硅烷取代的碳酸酯的摩尔比为3～1：1。
5.根据权利要求2或4之任一所述的卤硅烷功能化碳酸酯电解质材料的制备方法，其特征在于：反应在惰性气体保护环境下进行的；硅氢化反应的温度为30～80度，反应时间是2～24小时；氟化反应的温度为30～80度，反应时间是2～24小时。
6.权利要求1所述的卤硅烷功能化碳酸酯电解质材料在锂离子电池中的应用。
7.如权利要求6所述的卤硅烷功能化碳酸酯电解质材料在锂离子电池中的应用，其特征在于式1所述含卤硅烷功能化碳酸酯电解质材料作为电解质添加剂或共溶剂应用于锂离子电池的电解液中。
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