二氟草酸硼酸锂的制备方法技术

本发明专利技术公开了二氟草酸硼酸锂的制备方法，涉及电池电解液添加剂技术领域，所述制备方法是在非活性气体保护、无水环境下，取双草酸硼酸锂与氟化锂在四氯化硅与三氯化铝共同组成的催化剂作用下进行第一步反应，反应完成后缓慢滴加三氟化硼乙醚，再次进行第二步反应，反应完成后，趁热过滤，滤液浓缩至干，再经乙酸乙酯

【技术实现步骤摘要】
二氟草酸硼酸锂的制备方法


[0001]本专利技术涉及电池电解液添加剂
，具体为二氟草酸硼酸锂的制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池作为20世纪90年代发展起来的一种新型高能二次电池，由于其能量密度高、循环寿命长、工作电压高等优点，使其成为最受瞩目的动力电源之一。而电解质盐是锂离子电池的重要组成部分，它的研究开发对锂离子二次电池的性能和发展非常重要。对此，国内外对锂离子电池电解质锂盐展开大量研究，目前主要开发有六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、双草酸硼酸锂(Li
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BOB)、二氟草酸硼酸锂(LiBF2C2O4)等锂盐。其中，LiPF6存在对水分非常敏感、高温性能不稳定以及分解产物HF对电极材料有腐蚀性等问题，从而导致锂电池的安全性能较差。LiBF2C2O4在链状碳酸酯溶剂中的溶解度比较大，电导率高，并且LiBF2C2O4成膜性能很好，具有很好的循环性能，可用作锂离子电池电解液添加剂，也可用于锂电池电解液中作为成膜添加剂，具有良好的热稳定性和电化学稳定性，已经成为锂离子电池电解液的重要组成材料，在动力电池领域拥有广阔的应用前景。
[0003]现有的LiBF2C2O4制备工艺以三氟化硼和草酸锂为原料直接反应，然后经重结晶提纯得到二氟草酸硼酸锂，但该反应存在反应时间长、产率低、产品纯度低等缺点。因此，急需开发一种反应条件温和，易于工业化生产的LiBF2C2O4合成工艺。

技术实现思路

[0004]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，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种二氟草酸硼酸锂的制备方法，是在非活性气体保护、无水环境下，取双草酸硼酸锂与氟化锂在四氯化硅与三氯化铝共同组成的催化剂作用下进行第一步反应，反应完成后缓慢滴加三氟化硼乙醚，再次进行第二步反应，反应完成后，趁热过滤，滤液浓缩至干，再经乙酸乙酯
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二氯甲烷混合溶液重结晶，即得所述二氟草酸硼酸锂，具体化学反应式如下：
[0007][0008]进一步的，所述制备方法包括以下具体步骤：
[0009]在非活性气体保护、无水环境下，取双草酸硼酸锂和氟化锂溶于有机溶剂中，冷却至5℃以下，加入三氯化铝，再缓慢滴加四氯化硅，滴加完毕后，缓慢升温至55～60℃进行第一步反应，反应完成后，冷却至5℃以下，滴加三氟化硼乙醚，滴加完毕后，缓慢加热至50～55℃进行第二步反应，反应完成后，趁热过滤，滤液浓缩至干，再经乙酸乙酯
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二氯甲烷混合溶液重结晶，即得所述二氟草酸硼酸锂。
[0010]进一步的，双草酸硼酸锂与氟化锂的摩尔比为1～1.1：2。
[0011]进一步的，氟化锂、三氯化铝及四氯化硅三者之间的重量比为1：0.05～0.08：0.1
～0.12。
[0012]进一步的，氟化锂与三氟化硼乙醚的摩尔比为1：1.05～1.1。
[0013]进一步的，乙酸乙酯与二氯甲烷混合溶液中乙酸乙酯与二氯甲烷的体积比为2.5～3：1。
[0014]进一步的，有机溶剂为乙酸二甲酯。
[0015]进一步的，第一步反应的时长为10～12h。
[0016]进一步的，第二步反应的时长为5～6h。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0018]本专利技术采用两步法以双草酸硼酸锂与氟化锂为原料，反应生成二氟草酸硼酸锂和草酸锂，中间无需处理，直接加入三氟化硼乙醚与第一步反应生成的草酸锂继续反应生成二氟草酸硼酸锂，工艺过程简单，且反应条件更为温和，更适合工业化生产；
[0019]本专利技术反应过程中一次性加入四氯化硅与三氯化铝共同组成的催化剂，有利于加速反应正向进行。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例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。
[0021]实施例一：
[0022]二氟草酸硼酸锂的制备方法，其制备过程如下：
[0023]在氮气保护、无水环境下，取203.47g(1.05mol)双草酸硼酸锂和51.88g(2mol)氟化锂溶于700mL乙酸二甲酯中，冷却至0℃，加入3.11g三氯化铝，再缓慢滴加5.71g四氯化硅，滴加完毕后，缓慢升温至58℃进行第一步反应11h，反应完成后，冷却至0℃，缓慢滴加305.15g(2.15mol)三氟化硼乙醚，滴加完毕后，缓慢加热至50℃进行第二步反应6h，反应完成后，趁热过滤，滤液浓缩至干，再用3倍乙酸乙酯
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二氯甲烷混合溶液(乙酸乙酯与二氯甲烷的体积比为3：1)进行重结晶，即得261.23g二氟草酸硼酸锂，收率为90.86％，纯度为99.6％，具体化学反应式如下：
[0024][0025]实施例二：
[0026]二氟草酸硼酸锂的制备方法，其制备过程如下：
[0027]在氮气保护、无水环境下，取213.16g(1.1mol)双草酸硼酸锂和51.88g(2mol)氟化锂溶于700mL乙酸二甲酯中，冷却至5℃，加入4.15g三氯化铝，再缓慢滴加5.19g四氯化硅，滴加完毕后，缓慢升温至55℃进行第一步反应12h，反应完成后，冷却至5℃，缓慢滴加312.25g(2.2mol)三氟化硼乙醚，滴加完毕后，缓慢加热至52℃进行第二步反应5.5h，反应完成后，趁热过滤，滤液浓缩至干，再用3.4倍乙酸乙酯
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二氯甲烷混合溶液(乙酸乙酯与二氯甲烷的体积比为2.7：1)进行重结晶，即得260.74g二氟草酸硼酸锂，收率为90.69％，纯度99.4％。
[0028]实施例三：
[0029]二氟草酸硼酸锂的制备方法，其制备过程如下：
[0030]在氮气保护、无水环境下，取193.78g(1mol)双草酸硼酸锂和51.88g(2mol)氟化锂溶于750mL乙酸二甲酯中，冷却至2℃，加入3.63g三氯化铝，再缓慢滴加5.45g四氯化硅，滴加完毕后，缓慢升温至60℃进行第一步反应10h，反应完成后，冷却至2℃，缓慢滴加298.05g(2.1mol)三氟化硼乙醚，滴加完毕后，缓慢加热至55℃进行第二步反应5.4h，反应完成后，趁热过滤，滤液浓缩至干，再用3.1倍乙酸乙酯
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二氯甲烷混合溶液(乙酸乙酯与二氯甲烷的体积比为2.9：1)进行重结晶，即得260.07g二氟草酸硼酸锂，收率为90.45％，纯度99.3％。
[0031]实施例四：
[0032]二氟草酸硼酸锂的制备方法，其制备过程如下：
[0033]在氮气保护、无水环境下，取197.66g(1.02mol)双草酸硼酸锂和51.88g(2mol)氟化锂溶于800mL乙酸二甲酯中，冷却至
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5℃，加入2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：所述制备方法是在非活性气体保护、无水环境下，取双草酸硼酸锂与氟化锂在四氯化硅与三氯化铝共同组成的催化剂作用下进行第一步反应，反应完成后缓慢滴加三氟化硼乙醚，再次进行第二步反应，反应完成后，趁热过滤，滤液浓缩至干，再经乙酸乙酯
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二氯甲烷混合溶液重结晶，即得所述二氟草酸硼酸锂，具体化学反应式如下：2.根据权利要求1所述的二氟草酸硼酸锂的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下具体步骤：在非活性气体保护、无水环境下，取双草酸硼酸锂和氟化锂溶于有机溶剂中，冷却至5℃以下，加入三氯化铝，再缓慢滴加四氯化硅，滴加完毕后，缓慢升温至55～60℃进行第一步反应，反应完成后，冷却至5℃以下，滴加三氟化硼乙醚，滴加完毕后，缓慢加热至50～55℃进行第二步反应，反应完成后，趁热过滤，滤液浓缩至干，再经乙酸乙酯
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二氯甲烷混合溶液重结晶，即得...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛建民，武利斌，闫彩桥，许晓丹，闫朋飞，
申请(专利权)人：石家庄圣泰化工有限公司，
类型：发明
国别省市：