一种二氟草酸硼酸锂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种二氟草酸硼酸锂的制备方法，属于锂离子电池电解液制备技术领域。所述制备方法包括如下步骤：1)将四氟硼酸锂、草酸锂、有机溶剂和助剂混合，将得到的混合液进行反应，得到含LiODFB的反应液；所述助剂为五氯化铌、五氟化铌或五氟化锑；2)将含LiODFB的反应液过滤，将滤液进行浓缩，得到二氟草酸硼酸锂粗品；3)将二氟草酸硼酸锂粗品进行重结晶、干燥，得到二氟草酸硼酸锂。本发明专利技术提供的制备方法转化率高，产品纯度和收率高，且反应过程中不会产生腐蚀性气体。

【技术实现步骤摘要】
一种二氟草酸硼酸锂的制备方法
本专利技术涉及锂离子电池电解液制备
，具体涉及一种二氟草酸硼酸锂的制备方法。
技术介绍
锂离子电池是一种新型高能二次电池，具有体积小、质量轻、可高速率放电、比能量高、无记忆效应等优异性能。锂离子电池在电子、汽车、家用电器等领域得到广泛的应用。电解液是锂离子电池主要组成部分之一，也是影响锂离子电池性能的关键材料之一。常用锂离子电池的电解质主要为六氟磷酸锂(LiPF6)，但六氟磷酸锂易吸水潮解，分解产物HF会腐蚀电极，且六氟磷酸锂必须与碳酸乙烯酯(EC)合用才能形成稳定的固体电解质相界面膜，而EC的熔点较低，使得电池的低温使用效果较差。目前研究的新型锂盐主要集中于硼酸锂配合物及磷酸锂配合物，其中又以二氟草酸硼酸锂(LiODFB)最引人关注。其独特的化学结构，使其结合了双草酸硼酸锂及四氟硼酸锂的优势，同时具有较好的高低温性能、倍率性能和循环性能。按照硼源的选择不同，目前LiODFB的主流制备方法分为BF3络合物法和LiBF4法。BF3络合物法是以BF3络合物和Li2C2O4为原料，以乙醚或碳酸酯为溶剂加热回流得到LiODFB粗品，再经多重结晶后得到目标产物。该方法的优点是原料价格便宜，且不需要催化剂，成本相对偏低，但主要原料三氟化硼易燃，有强烈的刺激性和腐蚀性，对设备要求高，具有一定的危险性，对装置安全要求高；而且反应会产生副产物四氟硼酸锂，主副产物在溶剂中的溶解度相似，分离较困难，造成产品收率和纯度下降。LiBF4法是以四氟硼酸锂、草酸、有机溶剂为原料，以HF、AlCl3等金属卤化物为助剂进行反应，再经重结晶提纯后制备二氟草酸硼酸锂。但采用HF为反应助剂时，HF为腐蚀性气体，容易腐蚀设备，且对设备密闭性要求很高，未反应的HF容易污染环境，使用危险程度高；而采用AlCl3为反应助剂，反应过程中会产生的HCl也会对反应设备造成腐蚀。
技术实现思路
本专利技术针对上述
技术介绍
中制备二氟草酸硼酸锂对反应设备要求高，主副反应产物不易分离，在反应过程中产生腐蚀性气体，危险程度高的技术问题，提供了一种二氟草酸硼酸锂的制备方法，该方法反应转化率高，产品纯度和收率高，且反应过程中不会产生腐蚀性气体。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种二氟草酸硼酸锂的制备方法，包括如下步骤：1)将四氟硼酸锂、草酸锂、有机溶剂和助剂混合，将得到的混合液进行反应，得到含LiODFB的反应液；所述助剂为五氯化铌、五氟化铌或五氟化锑；2)将所述步骤1)的含LiODFB的反应液过滤，将滤液进行浓缩，得到二氟草酸硼酸锂粗品；3)将所述步骤2)的二氟草酸硼酸锂粗品进行重结晶、干燥，得到二氟草酸硼酸锂。优选的，所述步骤1)中反应的温度为5～45℃，时间为4～24h。优选的，所述步骤1)中四氟硼酸锂和草酸锂的摩尔比为1：1.0～1.5；四氟硼酸锂与助剂的摩尔比为1～1.5:0.1。优选的，所述有机溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙腈、丁腈、丙酮、乙醚、碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中的一种或多种。优选的，所述步骤2)中浓缩的方式为将滤液进行减压蒸馏，待溶液出现浑浊时降温结晶、过滤。优选的，所述减压蒸馏时的压力为0.005～0.02Mpa。优选的，所述降温结晶的结晶温度为-5～5℃，时间为3～5h。优选的，所述步骤3)中采用碳酸二甲酯进行重结晶。优选的，所述步骤3)中干燥的方式为真空干燥，所述真空干燥的温度为80～150℃，真空度为80～100Kpa。优选的，还包括将所述降温结晶、过滤后得到的滤液和所述步骤3)中重结晶后的溶液进行回收，将回收的溶液再依次进行浓缩、重结晶和真空干燥处理，得到残余二氟草酸硼酸锂。本专利技术相较于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术使用四氟硼酸锂和草酸锂为主要原料，选用五氯化铌、五氟化铌或五氟化锑为助剂进行制备二氟草酸硼酸锂，可以引发反应，加速反应进程；提高反应转化率，且添加量小，成本低，转化率高。同时得到的反应主副产物易分离，极大的提高了产品纯度；进一步的，本专利技术将降温结晶、过滤后的滤液和二氟草酸硼酸锂粗品进行重结晶后的溶液进行回收，将回收的溶液再依次进行浓缩、重结晶和真空干燥处理，得到残余二氟草酸硼酸锂，提高反应收率，同时重结晶后的溶液可重复使用。具体实施方式本专利技术提供了一种二氟草酸硼酸锂的制备方法，包括如下步骤：1)将四氟硼酸锂、草酸锂、有机溶剂和助剂混合，将得到的混合液进行反应，得到含LiODFB的反应液；所述助剂为五氯化铌、五氟化铌或五氟化锑；2)将所述步骤1)的含LiODFB的反应液过滤，将滤液进行浓缩，得到二氟草酸硼酸锂粗品；3)将所述步骤2)的二氟草酸硼酸锂粗品进行重结晶、干燥，得到二氟草酸硼酸锂。本专利技术将四氟硼酸锂、草酸锂、有机溶剂和助剂混合，将得到的混合液进行反应，得到含LiODFB的反应液。在本专利技术中，所述四氟硼酸锂和草酸锂的摩尔比优选为1：1.0～1.5，更优选为1:1.1～1.2。在本专利技术中，所述四氟硼酸锂与助剂的摩尔比优选为1～1.5:0.1，更优选为1.2～1.3:0.1。在本专利技术中，所述有机溶剂优选包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙腈、丁腈、丙酮、乙醚、碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中的一种或多种，更优选为乙腈。本专利技术对所述有机溶剂的用量没有特殊限定。在本专利技术中，将四氟硼酸锂、草酸锂、有机溶剂和助剂混合后，优选进行搅拌。所述搅拌的时间优选为60min。在本专利技术中，所述反应的温度优选为5～45℃，更优选为10～25℃；反应的时间优选为4～24h，更优选为16～20h。在本专利技术中，采用五氯化铌、五氟化铌或五氟化锑作为助剂可以引发反应，加速反应进程，且该助剂酸性强，添加量小，对设备影响不大。本专利技术对所述四氟硼酸锂、草酸锂、有机溶剂和助剂的来源没有特殊限定，采用本领域常规市售产品即可。得到含LiODFB的反应液后，本专利技术将所述含LiODFB的反应液过滤，将滤液进行浓缩，得到二氟草酸硼酸锂粗品。在本专利技术中，所述过滤用滤网的孔径优选为20～80μm，更优选为30～50μm。在本专利技术中，所述浓缩的方式优选为将滤液进行减压蒸馏，待溶液出现浑浊时降温结晶、过滤。在本专利技术中，所述减压蒸馏时的压力优选为0.005～0.02Mpa，更优选为0.01Mpa。在本专利技术中，所述降温结晶的结晶温度优选为-5～5℃；所述降温结晶的时间优选为3～5h。得到二氟草酸硼酸锂粗品后，本专利技术将所述二氟草酸硼酸锂粗品进行重结晶、干燥，得到二氟草酸硼酸锂。在本专利技术中，优选采用碳酸二甲酯为有机溶剂进行重结晶。在本专利技术中，所述干燥的方式优选为真空干燥；所述真空干燥的温度优选为80～150℃，更优选为100～120℃；所述真空干燥的真空度优选为80～100Kpa，更优选为90Kpa。为了进一步提高收率，本专利技术优选还包括将所述降温结晶、过滤后得到的滤液和重结晶后的溶液进行回收，将回收的溶液再依次进行浓缩、重结晶和真空干燥本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氟草酸硼酸锂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n1)将四氟硼酸锂、草酸锂、有机溶剂和助剂混合，将得到的混合液进行反应，得到含LiODFB的反应液；/n所述助剂为五氯化铌、五氟化铌或五氟化锑；/n2)将所述步骤1)的含LiODFB的反应液过滤，将滤液进行浓缩，得到二氟草酸硼酸锂粗品；/n3)将所述步骤2)的二氟草酸硼酸锂粗品进行重结晶、干燥，得到二氟草酸硼酸锂。/n

【技术特征摘要】
1.一种二氟草酸硼酸锂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将四氟硼酸锂、草酸锂、有机溶剂和助剂混合，将得到的混合液进行反应，得到含LiODFB的反应液；
所述助剂为五氯化铌、五氟化铌或五氟化锑；
2)将所述步骤1)的含LiODFB的反应液过滤，将滤液进行浓缩，得到二氟草酸硼酸锂粗品；
3)将所述步骤2)的二氟草酸硼酸锂粗品进行重结晶、干燥，得到二氟草酸硼酸锂。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中反应的温度为5～45℃，时间为4～24h。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中四氟硼酸锂和草酸锂的摩尔比为1：1.0～1.5；四氟硼酸锂与助剂的摩尔比为1～1.5:0.1。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙腈、丁腈、丙酮、乙醚、碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯中的一种或多种。
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【专利技术属性】
技术研发人员：滕文彬，张生安，刘博闻，张友强，
申请(专利权)人：山东海科新源材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37