【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电化学材料领域，具体涉及一种双草酸硼酸钠的制备提纯方法，还涉双草酸硼酸钠作为主盐制备的电解液，以及该电解液在钠离子二次电池中的应用。
技术介绍
1、钠离子电池(nib)是现阶段最有前途的可重复使用电池和其他固定储能系统之一。虽然钠离子电池仍处于基础研究阶段，但其相对于锂离子电池具有更低成本、更耐用的储能优势，预计钠离子电池将在储能领域具有更好的发展和应用前景。为实现更好的应用性能，钠离子电池需要满足能够提供高能量密度和高功率密度的前提条件。目前，nib最常用的电解质是naclo4或napf6。除此之外，用于钠电解质的盐也很少，如nan(cf3co2)2，na(ch3)c6h4so3，natdi和napdi。然而，这些钠盐或多或少都有缺点，例如：nan(cf3co2)2在铝腐蚀方面存在问题；naclo4具有潜在的爆炸性，不安全，而且难干燥；常温下，natdi和napdi在pc中的电导率低于naclo4和napf6；napf6和nabf4与正极材料相容性差，热稳定性低，对水分敏感，生成具有强腐蚀性的hf。
2、双草酸硼酸盐近几年才在钠离子电池中进行研究。双草酸硼酸钠盐的制备方法一方面是以草酸，硼酸和钠盐为原料，并通过在液相中反应得到双草酸硼酸钠盐，如cn115557980b公开了一种双草酸硼酸钠的合成及提纯工艺：将草酸、硼酸和钠源分别溶解于一定量离子水中得到相应的溶液，在水浴条件下进行加热反应，将产物过滤干燥得到双草酸硼酸钠粗品，最后将粗品在水中重结晶并真空干燥得到纯产品。该方法通过在水中冷却结晶得到纯度较
3、另一方面，是以草酸，硼酸和钠盐为原料，通过固-固反应得到双草酸硼酸钠盐，如兰州理工大学(cn110305153a)公开了一种双草酸硼酸钠的合成方法及应用：将硼酸、草酸和钠的化合物高温干燥处理后，混匀压片，随后在高温下进行固固反应得到白色固体，再将白色固体干燥后，在乙腈或碳酸二甲酯中进行溶解，过滤，蒸发溶剂，得到最终产品双草酸硼酸钠。该方法采用压片的方法进行反应，原料接触不充分，转化率较低。此外，乙腈和碳酸二甲酯对双草酸硼酸钠的溶解度较低，不适用于提纯。。
4、基于此，提供一种高纯度、晶体结构符合要求，且在有机溶剂中具有优异溶解性能的双草酸硼酸钠的制备方法，不仅能够提高电解液的离子电导率和电化学性能，也有助于提升电池的循环性能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一在于提供一种高纯度、晶体结构好，在有机溶剂中具有较高的溶解度的双草酸硼酸钠的制备提纯方法。
2、本专利技术的目的之二在于提供一种以双草酸硼酸钠为主盐制备的电解液。
3、本专利技术的目的之三在于提供一种以双草酸硼酸钠为主盐制备的电解液在钠离子二次电池中的应用。
4、本专利技术实现目的之一所采用的技术方案是：提供一种双草酸硼酸钠的制备提纯方法，包括以下步骤：
5、s1、将二水合草酸、硼酸、钠的化合物按一定比例混合，以丙酮为助磨溶剂进行球磨处理，得到双草酸硼酸钠粗品；
6、s2、将双草酸硼酸钠粗品溶解于水中，调溶液ph至中性，升温进行蒸发结晶；蒸发结晶产物置于热水中洗涤，趁热抽滤，得到滤饼；
7、s3、将滤饼加入良性溶剂中升温溶解，过滤不溶物质，得到滤液；将滤液减压蒸馏，得到浓缩液；
8、s4、将浓缩液加入不良溶剂中，得到析出晶体；析出晶体经洗涤、真空干燥，得到高纯度的双草酸硼酸钠。
9、本专利技术提供的一种双草酸硼酸钠的制备提纯方法的总体思路如下：
10、首先，采用球磨处理的方式实现二水合草酸、硼酸、钠的化合物三者的充分反应，球磨过程中采用丙酮作为助磨溶剂，既能够避免球磨过程中物料与钢珠分层，又能使物料在溶剂中混合的更均匀，反应更充分；此外，丙酮上的氧活性差，不会对反应过程造成不利影响，其具有易挥发的特性，在反应结束后易于去除。其次，对双草酸硼酸钠粗品的溶液进行ph调节，中和反应后未反应完全的游离酸，中和形成的杂质在下一步更易用水洗去。最后，先将产物加入良性溶剂除去水未完全去除的无机杂质，经减压蒸馏后，再使用不良溶剂析出晶体，实现产物的进一步提纯，进而获得高纯度的双草酸硼酸钠产品。本专利技术制得的双草酸硼酸钠具有较高的纯度，在以磷酸三甲酯为代表的有机溶剂中具有优异的溶解性能，以两者分别为主盐和溶剂制备的电解液具有更高的离子电导率和电化学性能，有助于提升电池的循环性能。
11、进一步地，步骤s1中，所述钠的化合物包括乙酸钠、氢氧化钠、氧化钠、碳酸钠、硝酸钠、草酸钠、氯化钠、硫酸钠中的一种或多种的组合。
12、进一步地，步骤s1中，二水合草酸、硼酸、钠的化合物的摩尔比为2:1：(0.5～1)。
13、进一步地，球磨处理采用高能球磨机，与其他类型的球磨机相比，高能球磨机在球磨中可以产生更强烈的碰撞，使物料磨的更细，更均匀，也会产生更多的热量，更利于反应的进行。优选地，球磨处理的研磨介质采用不锈钢珠。
14、进一步地，所述球磨处理的转速频率为30～50hz，球磨处理的时间为6～12h。球磨处理中，物料总体积(反应原料+钢珠)与丙酮的体积比为1:(1～1.1)，物料总体积小于球磨罐的体积的2/3。球磨处理结束后，可采用鼓风干燥的方式去除丙酮溶剂，而后筛分钢珠和产品，研磨处理，得到双草酸硼酸钠粗品。
15、优选地，在步骤s1中，可以先将原料中的二水合草酸和硼酸与部分并丙酮溶剂进行球磨预处理，预处理时间为1～3h，而后再向预处理产物中加入钠的化合物和剩余的丙酮溶剂，继续球磨处理6～12h，得到产物。这样操作能够避免强碱性的氢氧化钠破坏双草酸硼酸的环状结构，产生其他副产物。
16、进一步地，步骤s2中，调溶液ph采用浓度为0.5～1mol/l的氢氧化钠溶液；优选地，蒸发结晶产物与热水的质量比为1：(5～10)。
17、在本专利技术步骤s2中，蒸发结晶的产物采用热水洗涤，能够提高杂质的溶解性能，加快杂质溶解速度，趁热过滤可以避免杂质在水降温后重结晶析出，影响产品纯度。优选地，热水的温度为60～80℃，蒸发结晶产物在热水中的洗涤时间为2～5min。优选地，蒸发结晶的温度为100～110℃。
18、进一步地，步骤s3中，所述良性溶剂选自磷酸三甲酯、磷酸三乙酯和n-甲基吡咯烷酮中的一种或多种的组合。
19、进一步地，步骤s3中，升温溶解的温度为60～80℃，减压蒸馏的温度为80～90℃。
20、进一步地，步骤s4中，所述不良溶剂选自二氯甲烷、二氯乙烷、乙腈、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯中的一种或多种的组合。
21、在本专利技术中的步骤s3和s4中，先减压蒸馏得到浓缩液，再采用不良溶剂进行处理，可以节约不良溶剂的用量。不良溶剂采用可挥发溶剂，具有可分离、易于回收和重复利用的优势。
22、优选地，步骤s4中，将析出晶体采用不良溶本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种双草酸硼酸钠的制备提纯方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备提纯方法，其特征在于，步骤S1中，所述钠的化合物包括乙酸钠、氢氧化钠、氧化钠、碳酸钠、硝酸钠、草酸钠、氯化钠、硫酸钠中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的制备提纯方法，其特征在于，步骤S1中，二水合草酸、硼酸、钠的化合物的摩尔比为2:1：(0.5～1)。
4.根据权利要求1所述的制备提纯方法，其特征在于，步骤S1中，所述球磨处理的转速频率为30～50Hz，球磨处理的时间为6～12h。
5.根据权利要求1所述的制备提纯方法，其特征在于，步骤S2中，调溶液pH采用浓度为0.5～1mol/L的氢氧化钠溶液。
6.根据权利要求1所述的制备提纯方法，其特征在于，步骤S3中，所述良性溶剂选自磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、N-甲基吡咯烷酮中的一种或多种的组合。
7.根据权利要求1所述的制备提纯方法，其特征在于，步骤S4中，所述不良溶剂选自二氯甲烷、二氯乙烷、乙腈、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯中的一种或多种的组合。
<...【技术特征摘要】
1.一种双草酸硼酸钠的制备提纯方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备提纯方法，其特征在于，步骤s1中，所述钠的化合物包括乙酸钠、氢氧化钠、氧化钠、碳酸钠、硝酸钠、草酸钠、氯化钠、硫酸钠中的一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的制备提纯方法，其特征在于，步骤s1中，二水合草酸、硼酸、钠的化合物的摩尔比为2:1：(0.5～1)。
4.根据权利要求1所述的制备提纯方法，其特征在于，步骤s1中，所述球磨处理的转速频率为30～50hz，球磨处理的时间为6～12h。
5.根据权利要求1所述的制备提纯方法，其特征在于，步骤s2中，调溶液ph采用浓度为0.5～1mol/l的氢氧化钠溶液。
6.根据权利要...
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