一种二氟草酸硼酸锂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种二氟草酸硼酸锂及其制备方法，涉及锂离子电池用电解质锂盐技术领域，二氟草酸硼酸锂的制备步骤如下：步骤一、将草酸和硼酸按比例加入到氢氟酸水溶液中；步骤二、将氢氧化锂按比例加入到步骤一配制得到的混合液中，反应生成二氟草酸硼酸锂的水溶液；步骤三、加热减压蒸馏二氟草酸硼酸锂水溶液；步骤四、固液分离，得到粗品二氟草酸硼酸锂；步骤五、将粗品二氟草酸硼酸锂溶于碳酸二甲酯中，过滤；步骤六、重结晶、过滤、干燥即得。通过上述方式，本发明专利技术采用经济易获得的原料在水相的环境下反应，再加入有机溶剂萃取、重结晶来得到纯度高的二氟草酸硼酸锂，制备过程简单，反应容易控制。反应容易控制。反应容易控制。

【技术实现步骤摘要】
一种二氟草酸硼酸锂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池用电解质锂盐
，具体为一种二氟草酸硼酸锂及其制备方法。

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，他的研究开发对锂离子二次电池的性能和发挥非常重要。
[0003]目前LiPF6是应用最为广泛的电解质盐，主要有以下几个优点：（1）在电极上，尤其是碳负极上，形成适当的SEI膜；（2）对正极集流体实现有效的钝化；（3）有较宽的电化学稳定窗口；（4）在各种非水溶剂中有良好的溶解度和较高的电导率；（5）有较好的环境友好性。
[0004]但是LiPF6也有缺点如热稳定性差、易水解，循环次数差、低温性能差等，不能满足在大功率储能材料的要求，需要不断研发具有与六氟磷酸锂相当电化学性能，同时又可以 避免其缺点的优良的锂离子电池电解质。
[0005]作为一种新型锂盐，二氟草酸硼酸锂具有四氟硼酸锂和双草酸硼酸锂各一半的结构，因此其结合了两种锂盐的优势，既有双草酸硼酸锂的高温性能，又有四氟硼酸锂的低温性能使用的温度范围很宽；同时二氟草酸硼酸锂在链状碳酸酯溶剂中的溶解性好，具有很好的循环性能，已经成为锂离子电解液的重要组成部分。
[0006]例如，中国专利技术专利CN105859760A公开了一种电子级二氟草酸硼酸锂的合成方法，方法采用三氟化硼和草酸锂在无水氟化氢中直接反应生成二氟草酸硼酸锂。此方法采用的三氟化硼是剧毒物质，不管是运输、仓储和反应都需要很高的要求。
[0007]又例如，中国专利技术专利CN112480153A公开了一种二氟草酸硼酸锂的制备方法：将氟化锂的氟化氢溶液与三氯化硼、草酸在5
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20℃温度下反应得含二氟草酸硼酸锂和四氟硼酸锂的氟化氢溶液，除去溶剂，得二氟草酸硼酸锂和四氟硼酸锂的固体混合物，再分离提纯得二氟草酸硼酸锂。目前还是很难将四氟硼酸锂完全与二氟草酸硼酸锂完全分离，产品纯度还是有待提高。
[0008]因此提出一种二氟草酸硼酸锂及其制备方法以解决上述问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种二氟草酸硼酸锂及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中二氟草酸硼酸锂结晶水难以除去以及不溶物较高的问题。
[0010]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种二氟草酸硼酸锂的制备方法，制备方法步骤如下：步骤一、将草酸和硼酸按比例加入到氢氟酸水溶液中，得到混合液；步骤二、将氢氧化锂按比例加入到步骤一配制得到的混合液中，在催化剂的作用下反应生成二氟草酸硼酸锂的水溶液；
步骤三、加热减压蒸馏步骤二所得的二氟草酸硼酸锂水溶液，除去其中的水和未反应的氢氟酸；步骤四、将步骤三所得产物进行固液分离，得到粗品二氟草酸硼酸锂；步骤五、将粗品二氟草酸硼酸锂溶于碳酸二甲酯中，过滤处理，除去其中的不溶物质，过滤后的溶液待用；步骤六、将步骤五所得的溶液进行重结晶，然后经过滤、干燥即可得到纯净的二氟草酸硼酸锂。
[0011]更进一步的，步骤一中，草酸、硼酸和氢氟酸的摩尔比为1：1：2；氢氟酸水溶液的浓度为50%~60%。
[0012]更进一步的，步骤二中，氢氧化锂与草酸的摩尔比为2：1；氢氧化锂与硼酸的摩尔比为2：1。
[0013]更进一步的，步骤二中，催化剂为无水氯化铝；反应温度为20~50℃，反应时间为6~12小时。
[0014]更进一步的，步骤三中，加热温度为50~60℃，真空压力为
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0.05~
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0.10Mpa；减压蒸馏后的液体通入碱液，除去未反应的氢氟酸。
[0015]更进一步的，步骤五中，碳酸二甲酯的水含量<20ppm。
[0016]更进一步的，步骤六中，重结晶所用溶剂为甲苯。
[0017]更进一步的，步骤六中，干燥温度60~80℃，干燥时间为6~8小时。
[0018]更进一步的，步骤六中，采用氮气吹扫加快干燥速率。
[0019]本专利技术还提供了一种采用所述的方法制备得到的二氟草酸硼酸锂。
[0020]有益效果本专利技术二氟草酸硼酸锂的制备方法，采用经济易获得的原料在水相的环境下反应，再加入有机溶剂萃取、重结晶来得到纯度高的二氟草酸硼酸锂；本专利技术避免采用剧毒物质的三氟化硼，同时制备得到的二氟草酸硼酸锂易于分离，产品纯度高；本专利技术制备过程简单，反应容易控制，三废产生少，对于大规模工业生产有指导意义。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为实施例1制备的二氟草酸硼酸锂的离子色谱图。
[0023]图2为实施例2制备的二氟草酸硼酸锂的离子色谱图。
具体实施方式
[0024]下面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
术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述。
[0026]实施例1本实施例的二氟草酸硼酸锂的制备方法，包括如下步骤：（1）将90g草酸和62g硼酸按比例加入40g 50%氢氟酸水溶液中；（2）将24g氢氧化锂按比例加入草酸、硼酸、氢氟酸水溶液中，加入5g无水三氯化铝反应生成二氟草酸硼酸锂的水溶液膏；（3）加热减压蒸馏所得的二氟草酸硼酸锂水溶液，除去水和未反应的氢氟酸；（4）将所得产物进行固液分离，过滤后得到粗品二氟草酸硼酸锂145g，粗品二氟草酸硼酸锂中可能含有未反应的草酸和硼酸；（5）将145g粗品二氟草酸硼酸锂加入100g碳酸二甲酯中，过滤得到二氟草酸硼酸锂的碳酸二甲酯溶液；将二氟草酸硼酸锂的碳酸二甲酯溶液减压蒸馏；（6）上步所得物加入100g甲苯重结晶，然后进行固液分离，固体在60℃下干燥8小时，最终得到二氟草酸硼酸锂132g，收率为91.7%，纯度为99.933%，液体减压蒸馏回收甲苯用于重结晶。
[0027]图1为实施例1制备的二氟草酸硼酸锂的离子色谱图。
[0028]实施例2本实施例的二氟草酸硼酸锂的制备方法，包括如下步骤：（1）将270g草酸和186g硼酸按比例加入110g 50%氢氟酸水溶液中；（2）将72g氢氧化锂按比例加入草酸、硼酸、氢氟酸水溶液中，加入15g无水三氯化铝反应生成二氟草酸硼酸锂的水溶液膏；（3）加热减压蒸馏所得的二氟草酸硼酸锂水溶液，除去水和未反应的氢氟酸；（4）将所得产物进行固液分离，过滤后得到粗品二氟草酸硼酸锂420g，粗品二氟草酸硼酸锂中可能含有本文档来自技高网...

【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：制备方法步骤如下：步骤一、将草酸和硼酸按比例加入到氢氟酸水溶液中，得到混合液；步骤二、将氢氧化锂按比例加入到步骤一配制得到的混合液中，在催化剂的作用下反应生成二氟草酸硼酸锂的水溶液；步骤三、加热减压蒸馏步骤二所得的二氟草酸硼酸锂水溶液，除去其中的水和未反应的氢氟酸；步骤四、将步骤三所得产物进行固液分离，得到粗品二氟草酸硼酸锂；步骤五、将粗品二氟草酸硼酸锂溶于碳酸二甲酯中，过滤处理，除去其中的不溶物质，过滤后的溶液待用；步骤六、将步骤五所得的溶液进行重结晶，然后经过滤、干燥即可得到纯净的二氟草酸硼酸锂。2.根据权利要求1所述一种二氟草酸硼酸锂的制备方法，其特征在于：步骤一中，草酸、硼酸和氢氟酸的摩尔比为1：1：2；氢氟酸水溶液的浓度为50%~60%。3.根据权利要求1所述一种二氟草酸硼酸锂的制备方法，其特征在于：步骤二中，氢氧化锂与草酸的摩尔比为2：1；氢氧化锂与硼酸的摩尔比为2：1。4.根据权利要求1所述一种二...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛飞，叶志松，金东曦，姚强，李越，盛晓东，
申请(专利权)人：江苏泰际材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：