一种四氟硼酸锂的提纯方法技术

本发明专利技术提供一种四氟硼酸锂的提纯方法。所述方法包括：提供四氟硼酸锂和草酸二氟硼酸锂的固体混合物；提供硅胶柱；提纯：先用极性较小的非质子非极性溶剂冲洗硅胶柱，再加入极性较大的醇类溶剂，收集硅胶柱底端流出的四氟硼酸锂溶液，将该溶液浓缩、析晶、干燥，得到纯的四氟硼酸锂固体。所述方法得到的四氟硼酸锂纯度高，游离酸较低，且该方法操作简单、生产效率高，适合工业化生产。

A purification method of lithium tetrafluoroborate

【技术实现步骤摘要】
一种四氟硼酸锂的提纯方法
本专利技术涉及锂盐制备
，具体而言，本专利技术涉及一种四氟硼酸锂的提纯方法。
技术介绍
四氟硼酸锂(LiBF4)具有较好的化学稳定性和热稳定性，对水分不太敏感，添加LiBF4后可拓宽锂离子电池的工作温度范围。四氟硼酸锂与六氟磷酸锂的配合使用能够使锂离子电池性能得到明显改善，有希望发展成为民用、军事和三航领域中微型、储能及动力锂离子电池领域在极端环境下广泛采用的优秀电解质体系。目前，四氟硼酸锂常规的制备方法有固相-气相接触法、水溶液法和非水溶液法。其中，水溶液法最为通用，该类方法采用酸类与基础锂盐反应，经浓缩、结晶、过滤、干燥，再重结晶得到较为纯净的产品。然而，这种水溶液法由于采用的是无机介质提纯四氟硼酸锂，存在产品脱水、提纯、分离困难等问题，而且其生产成本也高。另一方面，通过三氟化硼与草酸锂反应可以得到含有四氟硼酸锂(LiBF4)和草酸二氟硼酸锂(或二氟草酸硼酸锂，LiODFB)的混合物。该方法与其他制备路线相比，所用反应原料价格低廉、原料转化率高、反应条件温和，是一种十分适合工业化生产的合成方法。然而，从该反应混合物中分离出四氟硼酸锂非常困难，降温析晶和溶解析晶是分离LiODFB和LiBF4的两种方法。但这两种方法都无法做到一次分离，须经反复多次，才能彻底分离，如CN103374023A。因此，四氟硼酸锂的提纯方法仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种四氟硼酸锂的提纯方法。使用该方法能够从含有四氟硼酸锂和草酸二氟硼酸锂的混合物中得到高纯度的四氟硼酸锂固体，且该方法操作简单、效率高。在本专利技术的一个方面，本专利技术提出了一种四氟硼酸锂的提纯方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：提供四氟硼酸锂和草酸二氟硼酸锂的固体混合物；提供硅胶柱；提纯：先用极性较小的非质子非极性溶剂冲洗硅胶柱，再加入极性较大的醇类溶剂，收集硅胶柱底端流出的四氟硼酸锂溶液，将该溶液浓缩、析晶、干燥，得到纯的四氟硼酸锂固体。利用根据本专利技术实施例提供的四氟硼酸锂的提纯方法，本专利技术通过采用柱层析的方法提纯四氟硼酸锂。用极性较大的醇类物质冲洗硅胶柱上层的四氟硼酸锂与二氟草酸硼酸锂的混合物，草酸二氟硼酸锂在醇类溶剂中会分解生成固体杂质，可直接被硅胶吸附，溶液在重力作用下流过硅胶柱，通过硅胶柱的吸附作用，将杂质物质吸附，同时可吸附小分子游离酸，最后将流出硅胶柱的四氟硼酸锂溶液收集，可到纯度较高的四氟硼酸锂溶液。将所述四氟硼酸锂溶液进一步后处理后可得到高纯的四氟硼酸锂固体。另外，根据本专利技术上述实施例提供的四氟硼酸锂的提纯方法，还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一些实施例，所述四氟硼酸锂和草酸二氟硼酸锂的固体混合物的制备过程包括：将草酸锂、三氟化硼类物质在有机溶剂中按照锂、硼、氟元素的摩尔比1:1～1.35:3～3.8混合，加热回流，得到四氟硼酸锂和草酸二氟硼酸锂的混合溶液；将上述混合溶液过滤、浓缩、析晶后，得到四氟硼酸锂和草酸二氟硼酸锂的固体混合物。根据本专利技术的一些实施例，所述四氟硼酸锂和草酸二氟硼酸锂的固体混合物的制备过程，还可以具有如下附加的技术特征：所述加热回流的温度为30～100℃，时间为3～24h；所述浓缩为浓缩掉有机溶剂的30％～60％；所述析晶温度为-10～25℃，析晶时间为3～8h；所述三氟化硼类物质为三氟化硼乙醚、三氟化硼乙腈、三氟化硼碳酸二甲酯中的至少之一。所述有机溶剂为乙醚、乙酸乙酯、碳酸二甲酯、正己烷、四氯化碳、甲苯、二甲苯、r-丁内酯中的至少之一。四氟硼酸锂的提纯：根据本专利技术的一些实施例，所述硅胶柱中，硅胶的加入质量为四氟硼酸锂和草酸二氟硼酸锂的固体混合物质量的15～20倍；根据本专利技术的一些实施例，所述极性较小的非质子非极性溶剂为正己烷、正戊烷、乙醚、甲苯、二甲苯中的至少之一；根据本专利技术的一些实施例，极性较大的醇类溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、正戊醇、正丁醇、正戊醇、异丙醇中的至少之一；根据本专利技术的一些实施例，所述浓缩为浓缩掉极性较大的醇类溶剂的40％～60％。根据本专利技术的一些实施例，所述析晶温度为-20～0℃，析晶时间为2～5h；根据本专利技术的一些实施例，所述干燥为：在惰性气氛下于80～120℃干燥12～20h。另一方面，本专利技术还提供通过上述提纯方法得到的四氟硼酸锂。另一方面，本专利技术还提供一种包含上述四氟硼酸锂的非水电解液。本专利技术具有以下技术效果：本专利技术提供的四氟硼酸锂的提纯方法，操作简单、效率高，适合工业化生产，很好地解决了现有技术中存在的四氟硼酸锂提纯困难、操作繁琐的问题，且该提纯方法得到的四氟硼酸锂纯度高，游离酸较低，满足实际应用需求。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。具体实施方式(1)四氟硼酸锂和草酸二氟硼酸的固体混合物的制备所述四氟硼酸锂和草酸二氟硼酸锂的固体混合物的制备可参考现有技术中的方法进行。根据本专利技术的一些实施例，所述四氟硼酸锂和草酸二氟硼酸锂的固体混合物的制备过程包括：将草酸锂、三氟化硼类物质在有机溶剂中按照锂、硼、氟元素的摩尔比1:1～1.35:3～3.8混合，加热回流，得到四氟硼酸锂和草酸二氟硼酸锂的混合溶液；将上述混合溶液过滤、浓缩、析晶后，得到四氟硼酸锂和草酸二氟硼酸锂的固体混合物。具体地，所述锂、硼、氟元素的摩尔比的优选范围可列举：1:1:3～3.8、1:1.05:3～3.8、1:1.06:3～3.8、1:1.1:3～3.8、1:1.11:3～3.8、1:1.15:3～3.8、1:1.2:3～3.8、1:1.25:3～3.8、1:1.3:3～3.8、1:1.35:3～3.8、1:1～1.35:3、1:1～1.35:3.1、1:1～1.35:3.15、1:1～1.35:3.18、1:1～1.35:3.2、1:1～1.35:3.25、1:1～1.35:3.3、1:1～1.35:3.34、1:1～1.35:3.4、1:1～1.35:3.45、1:1～1.35:3.5、1:1～1.35:3.55、1:1～1.35:3.6、1:1～1.35:3.65、1:1～1.35:3.7、1:1～1.35:3.75、1:1～1.35:3.8。在一些实施例中，所述锂、硼、氟元素的摩尔比为1:1～1.15:3.15～3.35，例如：1:1.06:3.18、1:1.11:3.34、1:1.05:3.15。根据本专利技术的一些实施例，所述加热回流的温度为30～100℃，时间为3～24h。在一些实施例中，所述加热回流的温度为40～80℃，例如：40℃、50℃、60℃、70℃、80℃；时间为8～15h，例如：8h、9h、10h、11h、12h、13h、14h、1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四氟硼酸锂的提纯方法，其特征在于，所述方法包括：/n提供四氟硼酸锂和草酸二氟硼酸锂的固体混合物；/n提供硅胶柱；/n提纯：先用极性较小的非质子非极性溶剂冲洗硅胶柱，再加入极性较大的醇类溶剂，收集硅胶柱底端流出的四氟硼酸锂溶液，将该溶液浓缩、析晶、干燥，得到纯的四氟硼酸锂固体。/n

【技术特征摘要】
1.一种四氟硼酸锂的提纯方法，其特征在于，所述方法包括：
提供四氟硼酸锂和草酸二氟硼酸锂的固体混合物；
提供硅胶柱；
提纯：先用极性较小的非质子非极性溶剂冲洗硅胶柱，再加入极性较大的醇类溶剂，收集硅胶柱底端流出的四氟硼酸锂溶液，将该溶液浓缩、析晶、干燥，得到纯的四氟硼酸锂固体。


2.根据权利要求1所述的四氟硼酸锂的提纯方法，其特征在于，所述四氟硼酸锂和草酸二氟硼酸锂的固体混合物的制备过程包括：
将草酸锂、三氟化硼类物质在有机溶剂中按照锂、硼、氟元素的摩尔比1:1～1.35:3～3.8混合，加热回流，得到草酸四氟硼酸锂和二氟硼酸锂的混合溶液；
将上述混合溶液过滤、浓缩、析晶后，得到四氟硼酸锂和草酸二氟硼酸锂的固体混合物。


3.根据权利要求2所述的四氟硼酸锂的提纯方法，其特征在于，所述加热回流的温度为30～100℃，时间为3～24h；所述浓缩为浓缩掉有机溶剂的30％～60％；所述析晶温度为-10～25℃，析晶时间为3～8h。


4.根据权利要求2所述的四氟硼酸锂的提纯方法，其特征在于，所述三氟化硼类物质为三氟化硼乙醚、三氟化硼乙腈、三氟化硼碳...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯天明，余意，
申请(专利权)人：东莞东阳光科研发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44