一种降低双草酸硼酸锂中金属杂质离子含量的方法技术

本发明专利技术公开了一种降低双草酸硼酸锂中金属杂质离子含量的方法，将含金属杂质离子的双草酸硼酸锂加入极性溶剂中，搅拌使之溶解，然后通过方法A使第一类金属杂质离子以固体形式析出，过滤取滤液；向所得滤液中滴加非极性溶剂，使双草酸硼酸锂析出且第二类金属杂质离子仍以液态形式存在于溶剂中，过滤干燥，得到提纯后的双草酸硼酸锂。本发明专利技术分两步将金属杂质离子的含量有效降低，所得的双草酸硼酸锂中金属杂质离子的含量低，符合锂离子电池添加剂领域的使用要求，且提纯操作简单方便，提纯效果好，有效解决了现有工业生产中双草酸硼酸锂金属离子降低困难问题，扩宽了原料的选择范围。扩宽了原料的选择范围。扩宽了原料的选择范围。

【技术实现步骤摘要】
一种降低双草酸硼酸锂中金属杂质离子含量的方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池电解液添加剂领域，特别是涉及一种降低双草酸硼酸锂中金属杂质离子含量的方法。

技术介绍

[0002]在锂离子电池领域，金属杂质离子具有比锂离子更低的化学电位，因此在锂离子电池充放电时，金属杂质离子会首先占据负极位置，减少锂离子的嵌入，从而降低锂电池的可逆比容量。另外，金属杂质离子的析出还会导致石墨电极表面不能形成钝化膜，并增加电池隔膜刺穿风险，影响电池安全性能。所以锂离子电池对金属杂质离子含量的要求是越低越好。而锂离子电池中的金属杂质离子的主要来源之一是电池的电解液添加剂，因此，降低锂离子电池电解液添加剂中金属杂质离子的含量是控制锂离子电池中金属杂质离子含量的主要途径之一。
[0003]双草酸硼酸锂(LiBOB)作为一种新型锂离子电池电解液添加剂，能直接参与固体电解质界面(SEI)膜的形成，防止碳酸丙烯酯(PC)与Li
+
共嵌入面导致石墨的层间剥离。当双草酸硼酸锂用作三元聚合物锂电池时，对其中的金属杂质离子含量的要求更加苛刻。
[0004]现有技术中，双草酸硼酸锂中金属离子含量的控制主要体现在以下两个方面：一、现有报道的LiBOB的制备方法中，金属杂质离子含量的控制都是通过控制原料实现的，这导致合成原料可选择范围窄，成本增加；二、现有提纯双草酸硼酸锂的方法，例如中国专利CN111153917A、CN109503635A和CN111057079A等，都只局限于降低双草酸硼酸锂中水分的含量。
[0005]申请人在实施双草酸硼酸锂的合成中发现，工业合成双草酸硼酸锂的方法中使用的锂源、草酸、硼源中的钠离子、钾离子控制困难，导致LiBOB产品中的钠离子、钾离子含量偏高；另外由于高温条件下，原料对设备腐蚀性强，会引入不必要的金属杂质，例如铁离子、铬离子、锰离子等。因此，仅通过原料控制仍然不能满足锂离子电池领域对双草酸硼酸锂中金属杂质离子含量的要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术通过提供一种降低双草酸硼酸锂中金属杂质离子含量的方法，解决了现有技术中双草酸硼酸锂中金属杂质离子含量高，且不易去除，不能满足锂离子电池使用需求的难题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种降低双草酸硼酸锂中金属杂质离子含量的方法，将含金属杂质离子的双草酸硼酸锂加入极性溶剂中，搅拌使之溶解，然后通过方法A使第一类金属杂质离子以固体形式析出，过滤取滤液；向所得滤液中边搅拌边滴加非极性溶剂，使双草酸硼酸锂析出且第二类金属杂质离子仍以液态形式存在于溶剂中，然后过滤，干燥，得到提纯后低金属离子含量的双草酸硼酸锂。
[0008]在本专利技术一个较佳实施例中，所述第一类金属杂质离子包括铁离子、铬离子或锰
离子中的至少一种。
[0009]在本专利技术一个较佳实施例中，所述方法A包括控制所述极性溶剂的用量、蒸馏去除部分极性溶剂和降低溶液温度中的至少一种方法。
[0010]在本专利技术一个较佳实施例中，所述极性溶剂的用量为所述含金属杂质离子的双草酸硼酸锂加入质量的1～10倍。
[0011]在本专利技术一个较佳实施例中，所述极性溶剂包括醚类、酮类、酯类或腈类中的至少一种。
[0012]在本专利技术一个较佳实施例中，所述醚类极性溶剂包括四氢呋喃、1,3
‑
二氧戊环、1,4
‑
二氧六环、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、三乙二醇二甲醚、丙二醇二甲醚或二丙二醇二甲醚中的至少一种；所述酮类极性溶剂包括丁酮、甲基异丁基酮、N
‑
甲基吡咯烷酮或环己酮中的至少一种；所述酯类极性溶剂包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、γ
‑
丁内酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯或碳酸丁烯酯中的至少一种；所述腈类溶剂包括乙腈、丙腈或丁腈中的至少一种。
[0013]在本专利技术一个较佳实施例中，所述第二类金属杂质离子包括钠离子或钾离子中的至少一种。
[0014]在本专利技术一个较佳实施例中，所述非极性溶剂包括醚类、烷烃类、苯类或酯类中的至少一种。
[0015]在本专利技术一个较佳实施例中，所述醚类非极性溶剂包括甲基叔丁基醚、乙醚、丙醚、异丙醚、丁醚、二乙醚、二丙醚、二丁醚、石油醚、苯甲醚或二丁甲基乙醚中的至少一种；所述烷烃类非极性溶剂包括正己烷、环乙烷、戊烷、乙烷、异辛烷、环戊烷、庚烷、三甲基戊烷、2.2
‑
二甲氧基丙烷、二氯甲烷或1,2
‑
二氯乙烷中的至少一种；所述苯类非极性溶剂包括苯、甲苯、乙苯、二甲苯、氯苯、氟苯或六氟苯中的至少一种；所述酯类非极性溶剂包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二丙酯、碳酸二丁酯或碳酸甲丙酯中的至少一种。
[0016]在本专利技术一个较佳实施例中，所述滤液中，属于第一类金属杂质离子的各个离子的含量≤1ppm；所述提纯后的双草酸硼酸锂中，属于第二类金属杂质离子的各个离子的含量≤3ppm。
[0017]本专利技术的有益效果是：本专利技术一种降低双草酸硼酸锂中金属杂质离子含量的方法，通过将金属杂质离子含量高的双草酸硼酸锂搅拌溶解于极性溶剂中，利用特定的方法让溶解度低的第一类金属杂质离子先析出；然后通过向第一类金属离子含量低的滤液中滴加非极性溶剂的方法，把第二类金属杂质离子析出，提纯后的双草酸硼酸锂中，两类金属杂质离子含量均较低，符合锂离子电池电解液添加剂的使用要求；本专利技术降低双草酸硼酸锂中金属离子含量的提纯方法，操作简单方便，提纯效果好，有效解决了现有工业生产中双草酸硼酸锂中金属杂质离子降低困难的问题，扩宽了原料的选择范围。
附图说明
[0018]图1是本专利技术一种降低双草酸硼酸锂中金属杂质离子含量的方法的流程示意图。
具体实施方式
[0019]下面结合附图对本专利技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0020]本专利技术利用双草酸硼酸锂和金属杂质离子在极性溶剂和非极性溶剂中溶解度的不同，分两步将金属杂质离子有效降低，所得的双草酸硼酸锂金属杂质离子含量明显降低，符合锂离子电池添加剂领域的使用要求。
[0021]本专利技术公开了一种降低双草酸硼酸锂中金属杂质离子含量的方法，以含金属杂质离子的双草酸硼酸锂为提纯对象，其中的金属杂质离子包括含量为10～200ppm的第一类金属杂质离子和含量为20～300ppm的第二类金属杂质离子；所述第一类金属杂质离子包括铁离子、铬离子和/或锰离子，所述第二类金属杂质离子包括钠离子和/或钾离子；另外，还可能包括一定量的其他金属杂质离子。
[0022]具体提纯方法分为两步：
[0023]第一步：将含金属杂质离子的双草酸硼酸锂加入极性溶剂中，搅拌使双草酸硼酸锂溶解，并通过控制极性溶剂用量、蒸馏去除部分极性溶剂或降低溶解有双草酸硼酸锂的溶液温度的方法中的至少一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低双草酸硼酸锂中金属杂质离子含量的方法，其特征在于，将含金属杂质离子的双草酸硼酸锂加入极性溶剂中，搅拌使之溶解，然后通过方法A使第一类金属杂质离子以固体形式析出，过滤取滤液；向所得滤液中边搅拌边滴加非极性溶剂，使双草酸硼酸锂析出且第二类金属杂质离子仍以液态形式存在于溶剂中，然后过滤，干燥，得到提纯后的双草酸硼酸锂。2.根据权利要求1所述的一种降低双草酸硼酸锂中金属杂质离子含量的方法，其特征在于，所述第一类金属杂质离子包括铁离子、铬离子或锰离子中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种降低双草酸硼酸锂中金属杂质离子含量的方法，其特征在于，所述方法A包括控制所述极性溶剂的用量、蒸馏去除部分极性溶剂和降低溶液温度中的至少一种方法。4.根据权利要求3所述的一种降低双草酸硼酸锂中金属杂质离子含量的方法，其特征在于，所述极性溶剂的用量为所述含金属杂质离子的双草酸硼酸锂加入质量的1～10倍。5.根据权利要求4所述的一种降低双草酸硼酸锂中金属杂质离子含量的方法，其特征在于，所述极性溶剂包括醚类、酮类、酯类或腈类中的至少一种。6.根据权利要求5所述的一种降低双草酸硼酸锂中金属杂质离子含量的方法，其特征在于，所述醚类极性溶剂包括四氢呋喃、1,3
‑
二氧戊环、1,4
‑
二氧六环、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、三乙二醇二甲醚、丙二醇二甲醚或二丙二醇二甲醚中的至少一种；所述酮类极性溶剂包括丁酮、甲基异丁基酮、N
‑
甲基吡咯烷酮或环己酮中的至少一种；...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅人俊，丁继华，曹兰芹，
申请(专利权)人：苏州祺添新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：