一种四氟硼酸锂的提纯工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种四氟硼酸锂的提纯工艺，包括：1)向干燥后的四氟硼酸锂粗品中加入纯水，于60～90℃搅拌下水解反应10～180min；接着向其中缓慢加入碱性锂盐，调节pH值至5～8；2)降温过滤，去除不溶物，得到四氟硼酸锂水溶液，经浓缩，结晶过滤，得到四氟硼酸锂水合物；3)将四氟硼酸锂水合物于70～140℃下减压干燥3～24小时，氮气下冷却至室温，再加入非水极性溶剂搅拌溶解，过滤，去除不溶物；4)将滤液减压浓缩，加入非极性溶剂结晶，洗涤过滤，真空干燥，得到电子级四氟硼酸锂产品。本发明专利技术的有益效果是工艺简便，便于操作，提纯后，得到的四氟硼酸锂纯度高、杂质少，满足锂离子电池行业要求。求。

【技术实现步骤摘要】
一种四氟硼酸锂的提纯工艺


[0001]本专利技术属于锂电池电解质制备
，尤其涉及一种四氟硼酸锂的提纯工艺。

技术介绍

[0002]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，得到二氟草酸硼酸锂产品。作为副产物的四氟硼酸锂，因含有较多未能彻底分离的二氟草酸硼酸锂，导致其纯度不高，酸度等杂质较多，难以达到锂离子电池行业使用品质要求。为实现对上述工艺副产物四氟硼酸锂的回收利用，目前采用的方法是：在非水有机溶剂中，在助反应试剂四氯化硅作用下，四氟硼酸锂与无水草酸反应，生成二氟草酸硼酸锂。该方法主要的问题在于，反应过程中引入氯离子，导致产物二氟草酸硼酸锂中酸度、氯离子等偏高，难以满足锂离子电池行业使用品质要求；同时，反应过程中产生强腐蚀性的氯化氢气体，对设备、安全和环保要求较高。

技术实现思路

[0003]1.要解决的技术问题
[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种四氟硼酸锂的提纯工艺，对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，得到二氟草酸硼酸锂产品后的副产物四氟硼酸锂，进行回收提纯，工艺简便，便于操作，提纯后，得到的四氟硼酸锂纯度高、杂质少，满足锂离子电池行业要求。
[0005]2.技术方案
[0006]为实现上述目的，达到上述技术效果，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种四氟硼酸锂的提纯工艺，其特点是包括以下步骤：
[0008]1)向干燥后的四氟硼酸锂粗品中加入纯水，于60～90℃搅拌下水解反应10～180min；接着向其中缓慢加入碱性锂盐，调节pH值至5～8；所述四氟硼酸锂粗品为四氟硼酸锂和二氟草酸硼酸锂的混合物；
[0009]2)降温过滤，去除不溶物，得到四氟硼酸锂水溶液，经浓缩，结晶过滤，得到四氟硼酸锂水合物；
[0010]3)将四氟硼酸锂水合物于70～140℃下减压干燥3～24小时，氮气下冷却至室温，再加入非水极性溶剂搅拌溶解，过滤，去除不溶物；
[0011]4)将滤液减压浓缩，加入非极性溶剂结晶，洗涤过滤，真空干燥，得到电子级四氟硼酸锂产品。
[0012]进一步地，所述四氟硼酸锂粗品的制备工艺为：三氟化硼络合物和草酸锂反应，经过重结晶提纯，得到副产物四氟硼酸锂粗品，其组成为，四氟硼酸锂含量70％～95％，二氟草酸硼酸锂含量为30％～5％。
[0013]进一步地，所述四氟硼酸锂粗品干燥温度为40℃～80℃，压力为5～30KPa。
[0014]进一步地，所述纯水的加入量为四氟硼酸锂粗品质量的2～6倍。
[0015]进一步地，所述碱性锂盐选自氢氧化锂、碳酸锂中的一种或混合。
[0016]进一步地，所述非水极性溶剂选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、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、乙二醇二甲醚中的一种或两种以上混合。
[0017]进一步地，所述非水极性溶剂加入量为干燥后四氟硼酸锂粗品质量的2～5倍，溶解时间为10～180min。
[0018]进一步地，所述非极性溶剂选自苯、甲苯、对二甲苯、间二甲苯、邻二甲苯、氯苯、正己烷、环己烷、正庚烷、正辛烷、二氯甲烷、1,2
‑
二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷、石油醚中的一种或两种以上混合。
[0019]本专利技术的提纯原理是：四氟硼酸锂粗品中少量未分离的二氟草酸硼酸锂，在纯水作用下反生水解反应，生成四氟硼酸锂水合物LiBF4
·
H2O、双草酸硼酸锂LiB(C2O4)2，反应式如下：
[0020]2LiF2BC2O4+H2O
→
LiBF4
·
H2O+LiB(C2O4)2[0021]生成的双草酸硼酸锂LiB(C2O4)2继续发生水解反应，生成硼酸、草酸和草酸氢锂，反应式如下：
[0022]LiB(C2O4)2+3H2O
→
LiOOCCOOH+H3BO3+H2C2O4[0023]水解产物草酸氢锂、草酸和硼酸，继续和碱性锂盐发生反应，生成不溶于水或微溶于水的草酸锂和硼酸锂。通过降温后过滤，即可去除。将上述得到的四氟硼酸锂水合物于70～140℃下减压干燥3～24小时，氮气下冷却至室温，再加入非水极性溶解搅拌溶解，过滤，去除不溶物。将滤液减压浓缩，加入非极性溶剂结晶，洗涤过滤，真空干燥，得到电子级四氟硼酸锂产品。
[0024]3.有益效果
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：工艺简便，便于操作，可有效的回收合成二氟草酸硼酸锂得到的副产物四氟硼酸锂，回收率高；经提纯后，得到的四氟硼酸锂纯度高、杂质少，满足锂离子电池行业要求。
具体实施方式
[0026]以下本专利技术将结合具体实施例做进一步地详细说明，使本专利技术的优点更为明显。应该理解，其中的内容只是用作说明，而绝非对本专利技术的保护范围构成限制。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比。
[0027]实施例1
[0028]取合成二氟草酸硼酸锂副产物四氟硼酸锂粗品，于40℃、5KPa下负压干燥5小时，去除其中的有机溶剂碳酸二甲酯。经检测，离子色谱仪测得四氟硼酸锂含量为70.6％，酸度测试方式为无水三乙胺的γ
‑
丁内酯滴定，指示剂为中性红
‑
亚甲基蓝，测得酸度为1250ppm。
[0029]将干燥后的四氟硼酸锂粗品200g，加入至带搅拌的三口烧瓶内，接着向其中加入400g纯水，搅拌下升温至90℃反应10min，接着向其中分批缓慢加入氢氧化锂，至pH值为5时停止。
[0030]完毕后降温至30～35℃，过滤，得到透明清液。减压下升温浓缩，至体积剩余为60％左右时停止蒸发，降温至20～25℃析晶5小时，过滤，滤饼为白色四氟硼酸锂水合物。将滤饼于70～75℃、5KPa下减压干燥24小时，氮气氛中冷却，得到干燥后的四氟硼酸锂136g。
[0031]将上述四氟硼酸锂加入270g水分为108ppm的乙腈中，室温常压下搅拌溶解30min，采用0.45μm PTFE滤膜过滤，滤液减压浓缩，至固体析出后，加入200g二氯甲烷搅拌结晶，过滤，再用100g二氯甲烷淋洗两遍，经真空干燥，得到四氟硼酸锂产品128g，回收率为91％。经检测，纯度为99.96％，水分48ppm，酸度(以HF计)16ppm。
[0032]实施例2
[0033]将合成二氟草酸硼酸锂副产物四氟硼酸锂粗品，于80℃、30KPa下负压干燥1小时，去除其中的有机溶剂。经检测，离子色谱仪测得四氟硼酸锂含量为94.8％，酸度测试方式为无水三乙胺的γ
‑
丁内酯滴定，指示剂为中性红
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种四氟硼酸锂的提纯工艺，其特征在于：包括以下步骤：1)向干燥后的四氟硼酸锂粗品中加入纯水，于60～90℃搅拌下水解反应10～180min；接着向其中缓慢加入碱性锂盐，调节pH值至5～8；所述四氟硼酸锂粗品为四氟硼酸锂和二氟草酸硼酸锂的混合物；2)降温过滤，去除不溶物，得到四氟硼酸锂水溶液，经浓缩，结晶过滤，得到四氟硼酸锂水合物；3)将四氟硼酸锂水合物于70～140℃下减压干燥3～24小时，氮气下冷却至室温，再加入非水极性溶剂搅拌溶解，过滤，去除不溶物；4)将滤液减压浓缩，加入非极性溶剂结晶，洗涤过滤，真空干燥，得到电子级四氟硼酸锂产品。2.根据权利要求1所述一种四氟硼酸锂的提纯工艺，其特征在于：所述四氟硼酸锂粗品的制备工艺为：三氟化硼络合物和草酸锂反应，经过重结晶提纯，得到副产物四氟硼酸锂粗品，其组成为，四氟硼酸锂含量70％～95％，二氟草酸硼酸锂含量为30％～5％。3.根据权利要求1所述一种四氟硼酸锂的提纯工艺，其特征在于：所述四氟硼酸锂粗品干燥温度为40℃～80℃，压力为5～30KPa。4.根据权利要求1所述一种四氟硼酸锂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志勇，曹娜，夏秋霞，袁青海，李金生，
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：