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，包括如下步骤：(1)取无水草酸和无水氯化锂，置于反应容器中，在氮气气氛下，向反应容器中再加入非质子极性溶剂，于10～80℃且在搅拌条件下反应1～12小时；无水草酸与无水氯化锂反应，生成草酸氢锂；(2)向反应容器中加入三氟化硼化合物，继续反应1～12小时，生成二氟草酸硼酸锂；(3)将经过步骤(2)的反应后的反应液在室温下进行过滤，去除未完全反应的固体原料，再对过滤后得到的滤液进行浓缩和重结晶，然后利用非极性溶剂进行洗涤过滤，最后经干燥得到固体二氟草酸硼酸锂产品。该方法反应温和，工艺简单，生产成本低，且经济环保，可以得到高纯度的二氟草酸硼酸锂，且比较适合于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种二氟草酸硼酸锂的制备方法
本专利技术属于锂离子电池行业所用的电解质锂盐的合成
，具体涉及一种二氟草酸硼酸锂的制备方法。
技术介绍
二氟草酸硼酸锂是替代现有电解质锂盐的新型材料，其独特的化学结构，结合了双草酸硼酸锂及四氟硼酸锂的优势，使其具有较好的高低温性能，较高的电导率和良好的热稳定性，同时还能提高锂离子电池的耐滥用性。因二氟草酸硼酸锂具有优异的电化学性能，其已成为锂电池新型材料的研究热点，具有广泛的市场化应用前景。目前，二氟草酸硼酸锂的制备方法主要有以下两种：一种方法是通过草酸锂和三氟化硼络合物反应生成二氟草酸硼酸锂和四氟硼酸锂，再经过反复重结晶提纯分离，得到产品。其缺陷在于，二氟草酸硼酸锂与四氟硼酸锂产品结构相似，在溶剂中溶解度相差较小，难以彻底分离，从而造成产品纯度不高，即难以得到高纯度的二氟草酸硼酸锂产品，也难以得到高纯度的四氟硼酸锂；另一种方法是采用四氟硼酸锂与无水草酸在助剂四氯化硅作用下反应生成二氟草酸硼酸锂产品。该方法的缺陷在于，反应过程中会产生大量的酸性气体，尾气处理繁琐；而且，原料四氟硼酸锂价格昂贵，成本高。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种二氟草酸硼酸锂的制备方法；该方法反应温和，工艺简单，生产成本低，经济环保，可以得到高纯度的二氟草酸硼酸锂，且比较适合于工业化生产。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种二氟草酸硼酸锂的制备方法，包括如下步骤：(1)取一定量的无水草酸和无水氯化锂，置于反应容器中，在氮气气氛下，向反应容器中再加入一定量的非质子极性溶剂，于10～80℃且在搅拌条件下反应1～12小时；其中的无水草酸与无水氯化锂反应，生成草酸氢锂；(2)经过步骤(1)的反应后，向反应容器中加入三氟化硼化合物，继续反应1～12小时，生成二氟草酸硼酸锂；(3)将经过步骤(2)的反应后的反应液在室温下进行过滤，去除未完全反应的固体原料，再对过滤后得到的滤液进行浓缩和重结晶，然后利用非极性溶剂进行洗涤过滤，最后经干燥得到固体二氟草酸硼酸锂产品。进一步的，步骤(1)中的无水草酸与无水氯化锂的摩尔比(1～2)：1，以确保无水草酸相对过量；无水草酸与无水氯化锂的摩尔比优选为(1～1.3)：1，更优选为(1～1.1)：1。进一步的，所述非质子极性溶剂选自乙腈、丙腈、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、丙酮、甲乙酮、1,4-二氧六环、1,4-丁内酯、四氢呋喃中的一种或两种及以上的混合。更进一步的，非质子极性溶剂的加入量为无水草酸和无水氯化锂两者总质量的2～8倍。进一步的，步骤(2)中的三氟化硼化合物为三氟化硼气体、三氟化硼乙醚络合物、三氟化硼乙腈络合物、三氟化硼碳酸二甲酯络合物中的一种。更进一步的，三氟化硼化合物加入量为无水氯化锂摩尔量的1～1.1倍。进一步的，非质子极性溶剂的水分含量控制在500ppm以内，优选为300ppm以内。进一步的，步骤(3)中的洗涤用非极性溶剂选自石油醚、二氯甲烷、二氯乙烷、甲苯、二甲苯中的一种。本专利技术的有益效果是：本专利技术采用相对过量的无水草酸与无水氯化锂反应，生成草酸氢锂，草酸氢锂再与等量的三氟化硼化合物反应生成二氟草酸硼酸锂产品；反应过程中无四氟硼酸锂的产生，从而易于对所要获得的二氟草酸硼酸锂进行分离纯化，降低了副产物和产品的分离难度，提高了最终二氟草酸硼酸锂产品的纯度、品质和收率；本专利技术采用的反应原料为无水草酸和无水氯化锂，两者在本专利技术采用的非质子极性溶剂中，几乎不溶，从而未反应的原料则可以通过过滤即可去除，有利于提高最终产品的纯度；本专利技术的反应过程中产生的酸性气体很少，且仅用水即可吸收，尾气处理比较简单；本专利技术的反应比较温和，所用的反应原料廉价易得，成本低，整个反应过程几乎无副反应，反应产率高，制得的反应产物易提纯，最终获得的产品纯度高。具体实施方式下面将结合具体实施例对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1该实施例1的一种二氟草酸硼酸锂的制备方法，包括如下步骤：取无水草酸100g(1.11mol)和无水氯化锂42.5g(1mol)，置于干燥的带搅拌装置的反应容器中，在氮气气氛下，向反应容器中再加入285g乙腈(水分含量为210ppm)，对反应容器中的反应原料在常压下且15℃的温度条件下进行搅拌，反应12小时，反应过程中有少量酸性气体逸出，尾气采用水吸收；其中的无水草酸与无水氯化锂反应生成草酸氢锂；上述反应完成后，再向反应容器中加入三氟化硼乙醚络合物(三氟化硼含量为47％)145g，继续搅拌反应12小时，生成二氟草酸硼酸锂；反应完毕后，在氮气气氛下，对反应容器中的反应液进行减压过滤，去除过量未反应的反应原料，所得的滤液再依次经浓缩、重结晶后，采用石油醚洗涤数次，然后于真空下干燥，得到固体二氟草酸硼酸锂126g，其收率为87.5％，纯度为99.74％。实施例2该实施例2的一种二氟草酸硼酸锂的制备方法，包括如下步骤：取无水草酸180g(2mol)和无水氯化锂42.5g(1mol)，置于干燥的带搅拌装置的反应容器中，在氮气气氛下，向反应容器中再加入1200g碳酸二甲酯(水分含量为120ppm)，对反应容器中的反应原料在常压下且80℃的温度条件下进行搅拌，反应1小时，反应过程中有少量酸性气体逸出，尾气采用水吸收；其中的无水草酸与无水氯化锂反应生成草酸氢锂；上述反应完成后，再向反应容器中加入三氟化硼碳酸二甲酯络合物(三氟化硼含量为43％)160g，继续搅拌反应1.5小时，生成二氟草酸硼酸锂；反应完毕后，降至室温，在氮气气氛下，对反应容器中的反应液进行减压过滤，去除过量未反应的反应原料，所得的滤液再依次经浓缩、重结晶后，采用甲苯洗涤数次，然后于真空下干燥，得到固体二氟草酸硼酸锂131g，其收率为91％，纯度为99.83％。实施例3该实施例3的一种二氟草酸硼酸锂的制备方法，包括如下步骤：取无水草酸90g(1mol)和无水氯化锂42.5g(1mol)，置于干燥的带搅拌装置的反应容器中，在氮气气氛下，向反应容器中再加入420g丙酮(水分含量为283ppm)，对反应容器中的反应原料在常压下且55℃的温度条件下进行搅拌，反应3小时，反应过程中有少量酸性气体逸出，尾气采用水吸收；其中的无水草酸与无水氯化锂反应生成草酸氢锂；上述反应完成后，再向反应容器中加入三氟化硼碳酸乙腈络合物(三氟化硼含量为62％)120g，继续搅拌反应3小时，生成二氟草酸硼酸锂；反应完毕后，降至室温，在氮气气氛下，对反应容器中的反应液进行减压过滤，去除过量未反应的反应原料，所得的滤液再依次经浓缩、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：/n(1)取一定量的无水草酸和无水氯化锂，置于反应容器中，在氮气气氛下，向反应容器中再加入一定量的非质子极性溶剂，于10～80℃且在搅拌条件下反应1～12小时；其中的无水草酸与无水氯化锂反应，生成草酸氢锂；/n(2)经过步骤(1)的反应后，向反应容器中加入三氟化硼化合物，继续反应1～12小时，生成二氟草酸硼酸锂；/n(3)将经过步骤(2)的反应后的反应液在室温下进行过滤，去除未完全反应的固体原料，再对过滤后得到的滤液进行浓缩和重结晶，然后利用非极性溶剂进行洗涤过滤，最后经干燥得到固体二氟草酸硼酸锂产品。/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)取一定量的无水草酸和无水氯化锂，置于反应容器中，在氮气气氛下，向反应容器中再加入一定量的非质子极性溶剂，于10～80℃且在搅拌条件下反应1～12小时；其中的无水草酸与无水氯化锂反应，生成草酸氢锂；
(2)经过步骤(1)的反应后，向反应容器中加入三氟化硼化合物，继续反应1～12小时，生成二氟草酸硼酸锂；
(3)将经过步骤(2)的反应后的反应液在室温下进行过滤，去除未完全反应的固体原料，再对过滤后得到的滤液进行浓缩和重结晶，然后利用非极性溶剂进行洗涤过滤，最后经干燥得到固体二氟草酸硼酸锂产品。


2.根据权利要求1所述的一种二氟草酸硼酸锂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的无水草酸与无水氯化锂的摩尔比为(1～2)：1。


3.根据权利要求1所述的一种二氟草酸硼酸锂的制备方法，其特征在于，所述非质子极性溶剂选自乙腈、丙腈、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志勇，沈鸣，李伟锋，张先林，陆海媛，
申请(专利权)人：江苏华盛锂电材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32