一种四氟硼酸锂结晶颗粒的制备方法技术

本发明专利技术涉及四氟硼酸锂的制备领域，具体的更涉及一种四氟硼酸锂结晶颗粒的制备方法，步骤至少包括，(1)溶液制备：将三氟化硼、氟化锂在第一溶剂中混合，进行反应，制成四氟硼酸锂的溶液；(2)控温蒸馏：将四氟硼酸锂的溶液加到第二溶剂中，进行常压蒸馏和/或真空蒸馏，过滤，所得滤饼减压干燥，得到四氟硼酸锂结晶颗粒；所述蒸馏的温度为20℃‑80℃；所述蒸馏时间为2‑12h；所述第一溶剂与第二溶剂的体积比为1：(1‑10)。

A preparation method of lithium tetrafluoroborate crystalline particles

【技术实现步骤摘要】
一种四氟硼酸锂结晶颗粒的制备方法
本专利技术涉及四氟硼酸锂的制备领域，具体的更涉及一种四氟硼酸锂结晶颗粒及其制备方法和应用。
技术介绍
电解质溶液是锂离子电池的重要组成部分，起着在正负极之间输送离子传导电流的作用，是完成电化学反应不可缺少的部分。选择合适的电解质也是获得高能量密度和功率密度、长循环寿命和安全性能第一好的锂离子电池的关键，电解质的性能直接影响锂离子电池性能的优化和提高。目前，商品化锂离子电池的电解质主要为六氟磷酸锂(LiBF6)。由于六氟磷酸锂具有较好的电导率、能形成稳定的固体电解质膜、内阻小以及充放电速度快等优点，是目前锂离子电池电解液的首选电解质。但是，这种电解质存在对水分过于敏感、受热不稳定，且受热后容易释放出PF5等问题；低温生成的SEI膜阻抗过大，在电解液温度上升到80℃以上时易分解，进而引起溶剂分解。四氟硼酸锂(LiBF4)具有较好的化学稳定性和热稳定性，对环境水分布敏感，有希望发展成为储能及动力锂离子电池领域广泛采用的优秀电解质体系。目前，LiBF4主要作为LiBF6基电解质体系添加剂，用于改善循环寿命，提高锂离子电池性能；作为成膜添加剂，LiBF4已广泛应用于当前的电解液中，添加LiBF4之后可拓宽锂离子电池的工作温度范围，提高电池的高低温放电性能。但是目前对于LiBF4的制备的粒度范围比较窄纯度还不够高不能满足不同电解液配方对四氟硼酸锂晶体规格的要求。
技术实现思路
为了解决上述的技术问题，本专利技术的第一个方面提供了一种四氟硼酸锂结晶颗粒的制备方法，步骤至少包括，(1)溶液制备：将三氟化硼、氟化锂在第一溶剂中混合，进行反应，制成四氟硼酸锂的溶液；(2)控温蒸馏：将四氟硼酸锂的溶液加到第二溶剂中，进行常压蒸馏和/或真空蒸馏，过滤，所得滤饼减压干燥，得到四氟硼酸锂结晶颗粒；所述蒸馏的温度为20℃-80℃；所述蒸馏时间为2-12h；所述第一溶剂与第二溶剂的体积比为1：(1-10)。作为一种优选的技术方案，本专利技术中所述蒸馏的温度为20℃-65℃；所述蒸馏时间为2-12h。作为一种优选的技术方案，本专利技术中所述第一溶剂与第二溶剂的体积比为1：(2-8)。作为一种优选的技术方案，本专利技术中所述第一溶剂沸点低于所述第二溶剂的沸点。作为一种优选的技术方案，本专利技术中所述四氟硼酸锂结晶颗粒的粒度大小为5-50μm。作为一种优选的技术方案，本专利技术中所述四氟硼酸锂结晶颗粒的堆密度为0.5-1.2g/cm3。作为一种优选的技术方案，本专利技术中所述第一溶剂选自碳酸酯类、脂肪酸酯类、醚类、酮类、腈类中的一种或多种的组合。作为一种优选的技术方案，本专利技术中所述第二溶剂选自烷烃类、芳烃类、卤代烃类、醚类中的一种或多种的组合。本专利技术的第二个方面提供了一种所述的制备方法制备得到的四氟硼酸锂结晶颗粒。本专利技术的第三个方面提供了一种所述的制备方法制备得到的四氟硼酸锂结晶颗粒的应用，应用于离子性导电材料、二次电池所使用的电解质以及添加剂。本专利技术所具有的有益效果有：本专利技术提供了一种四氟硼酸锂结晶颗粒的制备方法，工艺简单，比较容易操作，通过对四氟硼酸锂溶液在蒸馏阶段的调控手段，可以控制四氟硼酸锂晶体逐步成长成型，从而获得不同颗粒度和堆密度的四氟硼酸锂晶体，可以满足不同电解液配方对四氟硼酸锂晶体规格的要求。参考以下详情，更容易理解本专利技术中前面部分所描述的技术特征、内容和优点。具体实施方式除非另有说明、从上下文暗示或属于现有技术的惯例，否则本申请中所有的份数和百分比都基于重量，且所用的测试和表征方法都是与本申请的提交日期同步的。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致，则以本申请中提供的术语定义为准。下面结合具体实施方式对本专利技术提供技术方案中的技术特征作进一步清楚、完整的描述，并非对其保护范围的限制。本专利技术中的词语“优选的”、“优选地”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本专利技术实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本专利技术的范围之外。本专利技术中未提及的组分的来源均为市售。本专利技术的第一个方面提供了一种四氟硼酸锂结晶颗粒的制备方法，步骤至少包括，(1)溶液制备：将三氟化硼、氟化锂在第一溶剂中混合，进行反应，制成四氟硼酸锂的溶液；(2)控温蒸馏：将四氟硼酸锂的溶液加到第二溶剂中，进行常压蒸馏和/或真空蒸馏，过滤，所得滤饼减压干燥，得到四氟硼酸锂结晶颗粒；所述蒸馏的温度为20℃-80℃；所述蒸馏时间为2-12h；所述第一溶剂与第二溶剂的体积比为1：(1-10)。在一些实施方式中，本专利技术中所述四氟硼酸锂结晶颗粒的制备方法，步骤至少包括，(1)溶液制备：先将氟化锂和第一溶剂加入到反应器中，反应器中的温度为0℃条件下，通入三氟化硼气体；三氟化硼气体加入完毕后，进行反应，完毕后过滤，滤液即为四氟硼酸锂的溶液；(2)控温蒸馏：将四氟硼酸锂的溶液加到第二溶剂中，进行常压蒸馏和/或真空蒸馏，过滤，所得滤饼减压干燥，得到四氟硼酸锂结晶颗粒；所述蒸馏的温度为20℃-80℃；所述蒸馏时间为2-12h；所述第一溶剂与第二溶剂的体积比为1：(1-10)。在一些实施方式中，所述步骤(1)中反应的温度为40-70℃，时间1-5小时；优选的，所述步骤(1)中反应的温度为50-60℃，时间2-4小时；更优选的，所述步骤(1)中反应的温度为55℃，时间3小时。在一些实施方式中，所述氟化锂和所述三氟化硼的摩尔比为1：(1-1.2)；优选的，所述氟化锂和所述三氟化硼的摩尔比为1：1.1。在一些实施方式中，所述蒸馏的温度为20℃-65℃；所述蒸馏时间为6-12h；优选的，所述蒸馏的温度为35℃-65℃；所述蒸馏时间为4-12h；更优选的，所述蒸馏的温度为65℃；所述蒸馏时间为12h。本专利技术提供的四氟硼酸锂结晶颗粒的制备方法，工艺简单，容易操作，只要通过对四氟硼酸锂溶液在蒸馏阶段，进行选定特定溶剂以及蒸馏方式的调控，即可以满足不同电解液配方对四氟硼酸锂晶体规格的需求。可能由于第一溶剂是沸点比较低的良溶剂，第二溶剂是沸点比较高的不良溶剂，通过控制蒸馏时的温度和时间来调控整个体系的蒸馏速度，从而调整四氟硼酸锂与共混溶剂的作用力，而作用力的大小及其大小变化程度会影响四氟硼酸锂分子内部原子的运动速度，从而影响晶格形成速度以及形成形状，进一步影响晶体的粒度与堆密度，在适当的温度、时间以及溶剂的共同作用下，四氟硼酸锂结晶颗粒晶格形成速度合适，避免缺陷的产生，提高晶体的纯度。在一些实施方式中，所述第一溶剂与第二溶剂的体积比为1：(2-8)；优选的，所述第一溶剂与第二溶剂的体积比为1：(3-7)；更优选的，所述第一溶剂与第二溶剂的体积比为1：5。在一些实施方式中，所述第一溶剂沸点低于所述第二溶剂的沸点。在一些实施方式中，所述氟化锂和所述第一溶剂之间的重量比为1：(0.5-5)；优选的，所述氟化锂和所述第一溶剂之间的重量比为1：(1-4)；更优选的，所述氟化锂和所述第一溶剂之间的重量比为1：2.5。本专利技术所述制备方法制备得到的四氟硼酸锂结晶颗粒的纯度和堆密度都相应的比较高，申请人推测可能是由于四氟硼酸锂组分在与第一组份溶剂之间渗透本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四氟硼酸锂结晶颗粒的制备方法，其特征在于，步骤至少包括，(1)溶液制备：将三氟化硼、氟化锂在第一溶剂中混合，进行反应，制成四氟硼酸锂的溶液；(2)控温蒸馏：将四氟硼酸锂的溶液加到第二溶剂中，进行常压蒸馏和/或真空蒸馏，过滤，所得滤饼减压干燥，得到四氟硼酸锂结晶颗粒；所述蒸馏的温度为20℃‑80℃；所述蒸馏时间为2‑12h；所述第一溶剂与第二溶剂的体积比为1：(1‑10)。

【技术特征摘要】
1.一种四氟硼酸锂结晶颗粒的制备方法，其特征在于，步骤至少包括，(1)溶液制备：将三氟化硼、氟化锂在第一溶剂中混合，进行反应，制成四氟硼酸锂的溶液；(2)控温蒸馏：将四氟硼酸锂的溶液加到第二溶剂中，进行常压蒸馏和/或真空蒸馏，过滤，所得滤饼减压干燥，得到四氟硼酸锂结晶颗粒；所述蒸馏的温度为20℃-80℃；所述蒸馏时间为2-12h；所述第一溶剂与第二溶剂的体积比为1：(1-10)。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述蒸馏的温度为20℃-65℃；所述蒸馏时间为2-12h。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂与第二溶剂的体积比为1：(2-8)。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂沸点低于所述第二溶剂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈枫锋，陈传亮，
申请(专利权)人：上海如鲲新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31