本发明专利技术提供了一种锂离子电池用电解质双草酸基硼酸锂的制备方法。本发明专利技术涉及一种电池级双草酸基硼酸锂(LiBOB)的制备方法，应用于锂离子电池等领域。采用液相合成方法。将反应原料锂化合物、硼化合物、草酸根化合物和溶剂按比例加入反应釜中，常压下加热反应。在反应过程中加入带水剂，分离出水，得到产品。本发明专利技术工艺简单，反应充分，制备得到的双草酸基硼酸锂产品产率和纯度高，适合大规模工业化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供一种双草酸基硼酸锂(LiBOB)的制备方法。该专利技术涉及化学合成领域，特别是涉及双草酸基硼酸锂的制备方法。本专利技术制备的双草酸基硼酸锂用作锂离子电池的电解质。
技术介绍
电解质是锂离子电池电解液的重要组成部分。电解质的选择在很大程度上决定着电池的工作机制，影响着电池的比能量、安全性、循环性能、储存性能和成本等。因此，电解质体系的优化与革新对锂离子电池的发展是不可或缺的。目前，商业化锂离子电池所用的电解质盐是LiPF6,对微量水十分敏感，与水反应生成的HF容易腐蚀正极材料和集流体。而且其热稳定性差，易水解，低温电导率较低。目前电解液的基本配方为LiPF6AEC+共溶剤)，其中EC的熔点为37°C，较高的熔点在很大程度影响了锂离子电池的低温使用范围，这就使LiPF6电解质盐的应用受到局限。因此，研制比LiPFfJI定性更好、不易水解、对微量水不敏感，且温度适用范围更宽的新型电解质锂盐成为电池领域的ー个研究重点。在新型有机电解质锂盐的研究中，新型硼酸锂盐种类繁多且环境友好，近年来越来越引起人们的重视。LiBOB是最有可能替代LiPF6的锂盐。LiBOB具有独特四面体结构，它无毒、不产生有害气体，具有较宽的电化学窗ロ，较高的热稳定性和在高温下良好的循环稳定性。LiBOB直接參与了 SEI膜的形成，在PC基电解液中对石墨负极稳定，能使石墨负极表面电阻增加，防止溶剂的共嵌入和石墨负极的剥离，具有较好的循环性能。由于LiBOB的分解温度高，使用熔点较低的PC作溶剂取代EC，因此LiBOB电解液大大拓宽锂离子电池的高、低温应用范围。LiBOB和LiPF6、LiBF4—样对正极集流体铝具有钝化保护作用。对于石墨负极和锂镍基复合氧化物正极组`成的电池，在60°C或70°C较高温度下循环时没有显著的容量衰减，特别是对镍基和锰基正极材料具有很大的优势。而且LiBOB具有较低的制造成本，价格便宜。关于LiBOB的合成，文献已有相关的报道，主要有以下几种方法。在德国专利DE 19829030C1中，Lisvhka以氢氧化锂(或碳酸锂)、草酸(或草酸盐)和硼酸(或氧化硼)为原料，水或四氢呋喃等为反应介质制备LiBOB。这种方法得到的产物纯度较低，水分含量较高。Wu等用Li [B (OCH3)4]与(CH3) 3SiOOCCSi (CH3) 3为原料在无水ZJ青中反应制备LiBOB。这种合成方法所需的原料不易直接得到，大大增加了エ业化生产的成本和复杂程度。在中国专利200510011555. 7中，余碧涛等用固相合成法，将反应原料锂化合物、硼化合物和草酸根化合物混合球磨后，升温反应得到LiBOB ;在中国专利200710064613中，仇卫华等采用微波法，将草酸、锂化合物和硼酸混合后，在微波炉中反应得到LiBOB。上述方法的缺点在于原料混合均匀性差，物料在混合过程中容易分解，给提纯带来困难，影响产品的纯度。专利200710164241. X中，将含有锂源化合物、硼源化合物和含有草酸根化合物水溶液在混合加热后，在密闭罐中反应，压カ为0. 15 8兆帕，温度为大于常压下的沸点至小于250°C。该方法温度难以精确控制，产品品质不稳定。专利200910068837. 9中，在液相条件下将原料在こ醇水溶液中混和成料浆后，在密封罐内反应，然后再用固相灼烧法得到产物，该方法反应过程复杂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供ー种合成双草酸基硼酸锂的新方法，提高双草酸基硼酸锂的收率和纯度，使之适应大規模エ业化生产。本专利技术采用液相合成方法，以锂化合物、硼化合物和草酸根化合物为原料反应得到高产率的双草酸基硼酸锂。此方法包括反应过程中反应温度和反应时间的控制。其エ艺步骤如下1.将反应原料锂化合物、硼化合物、草酸根化合物和溶剂按比例加入反应釜中，常压下加热反应。2.加入带水剂，分离出步骤I中的水，得到双草酸基硼酸锂。3.将步骤2中得到产物进行提纯和干燥。本专利技术所述步骤I中的锂化合物包括氢氧化锂、碳酸锂、氧化锂、草酸氢锂或其组合。所述的硼化合物包括硼酸、三氧化ニ硼、偏硼酸、焦硼酸或其组合。所述的草酸根化合物包括草酸、草酸氢锂或其组合。所述的溶剂为水、四氢呋喃或ニ甲基甲酰胺。步骤I中，所述的锂化合物、硼化合物及草酸根化合物的摩尔比在1: (0. 8 1.5) (I 4)的范围内。 步骤I的加热温度在90 250°C的温度范围内进行。反应时间为3 24小吋。步骤2在步骤I开始之后至结束之前的任意时间内进行。步骤2中的带水剂包括包括芳烃、烷烃、羧酸酷、碳酸酯、醇、臆。具体的是苯、甲苯、ニ甲苯；正戊烷、正己烷、正庚烷、环己烷；甲酸こ酷、甲酸丙酷、甲酸异丙酷、甲酸丁酷、甲酸异丁酷、こ酸こ酷、こ酸甲酷、こ酸烯丙酷、こ酸异丙酷、こ酸丙酷、こ酸异丁酷、こ酸丁酷、こ酸异戊酯、こ酸戊酷、こ酸己酯；碳酸ニ甲酷、碳酸ニこ酷、碳酸ニ丙酷、碳酸异丁酷、碳酸异丙酯；こ醇、正丙醇、异丙醇、异丁醇、正丁醇、异戊醇、正戊醇；こ腈、丙臆。步骤3中的提纯步骤采用过滤、結晶、萃取、蒸馏、精馏或其组合。本专利技术的优点在于与固相混合方法相比，物料混合均匀，反应程度高，反应充分、エ艺简单；与其他液相合成法相比，改变带水剂的加入顺序，反应体系更均匀，反应更加充分，杂质少、纯度高，在XRD谱图上看不到杂相的存在；原料廉价易得、成本低；原料没有剧毒或者容易引起爆炸的危险；合成过程副产物少，对环境无污染，适合エ业化大批量生产。具体实施例方式实施例1 :在反应釜中加入草酸4000g，氢氧化锂600g，硼酸980g，以及水2500ml，搅拌下升温至80°C，温度逐步升至120°C。加入ニ甲苯，并采出生产的水，直至基本没有采出为止。开启真空，在150°C下干燥12 24小时，得到固体粉末双草酸基硼酸锂。反复用こ腈溶解提纯3次，得到产物的C-NMR谱图为单峰，出峰位置为158. 6ppm，B-NMR谱图为单峰，出峰位置为 7. 37ppm。实施例2 在反应釜中加入草酸3980g，氢氧化锂660g，硼酸930g，以及水2300ml，搅拌下升温至80°C，温度逐步升至120°C。加入甲苯，并采出生产的水，直至基本没有采出为止。开启真空，在150°C下干燥12 24小时，得到固体粉末双草酸基硼酸锂。反复用こ腈溶解提纯3次，得到产物的C-NMR谱图为单峰，出峰位置为158. 6ppm，B-NMR谱图为单峰，出峰位置为 7. 37ppm。实施例3 在反应釜中加入草酸3500g，氢氧化锂520g，硼酸870g，以及水2000ml，搅拌下升温至80°C，温度逐步升至120°C。加入碳酸甲酷，并采出生产的水，直至基本没有采出为止。开启真空，在150°C下干燥12 24小时，得到固体粉末双草酸基硼酸锂。反复用こ酸こ酯溶解提纯3次，得到产物的C-NMR谱图为单峰，出峰位置为158. 6ppm，B-NMR谱图为单峰，出峰位置为7. 37ppm。实施例4 在反应釜中加入草酸4000g，碳酸锂550g，硼酸980g，以及水2500ml，搅拌下升温至80°C，温度逐步升至120°C。加入碳酸ニこ酷，并采出生产的水，直至基本没有采出为止。开启真空，在150°C下干燥12 24小时，得到固体粉末双草酸基硼酸锂。反复用こ酸こ酯溶解提纯3本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双草酸基硼酸锂的制备方法，其方法包括：以锂化合物、硼化合物和草酸根化合物在溶剂中于常压下加热进行反应，制备得到双草酸基硼酸锂。
【技术特征摘要】
1.一种双草酸基硼酸锂的制备方法，其方法包括以锂化合物、硼化合物和草酸根化合物在溶剂中于常压下加热进行反应，制备得到双草酸基硼酸锂。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于在所述的加热反应过程中，加入带水剂，分离出水。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的锂化合物选自氢氧化锂、碳酸锂、氧化锂、草酸氢锂或其组合。4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的硼化合物选自硼酸、三氧化二硼、偏硼酸、焦硼酸或其组合。5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的草酸根化合物选自草酸、草酸氢锂或其组合。6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的溶剂为水、四氢呋喃或二甲基甲酰胺。7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的锂化合物、硼化合物及草酸根...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴茂祥，卢碧强，王文国，潘荧，方桂煌，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：
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