[发明专利]一种[(CH3O)2CO]3Li2[C2BF2O4]2单晶及其制备方法与应用

说明书

【技术领域】

本发明属于结晶化学技术领域，特别涉及一种[(CH₃O)₂CO]₃Li₂[C₂BF₂O₄]₂单晶及其制备方法与应用。

【背景技术】

近年来，由于能源匮乏和环境污染的压力，人们努力寻找绿色环保、可持续发展的能源。锂离子电池由于其能量密度高、循环寿命长以及工作电压高等优点，成为备受瞩目的动力电源。电解质是锂离子电池的重要组成部分，承担着正负极之间传输电子的作用，它对电池的容量、工作温度范围、循环性能以及安全性等性能具有重要的影响。

二氟草酸硼酸锂（C₂BF₂O₄·Li）作为一种结合了双草酸硼酸锂（C₄BO₈·Li）和四氟硼酸锂（LiBF₄）结构的电解质锂盐，被认为是最有可能替代现有锂盐六氟磷酸锂（LiPF₆）和四氟硼酸锂（LiBF₄）的物质而受到广泛关注。关于C₂BF₂O₄·Li的制备，最初以LiBF₄、CH(CF₃)OLi和H₂C₂O₄为原料，以碳酸酯或乙腈(AN)等极性非质子溶液为反应介质，所得产物的纯度较低。¹¹B核磁共振表明，未反应的LiBF₄的含量高达15％以上，而LiBF₄与C₂BF₂O₄·Li在常见有机溶剂中的溶解度相近，难以通过重结晶方法有效地分离。

在低温下以碳酸酯或乙腈（AN）为溶剂，在反应助剂三氯化铝（A1Cl₃）或四氯化硅（SiC1₄）的作用下，使H₂C₂O₄与LiBF₄直接反应，生成C₂BF₂O₄·Li；所得产物C₂BF₂O₄·Li的纯度有大幅提高，未反应的LiBF₄的含量降至约0.5％，但该反应的反应条件苛刻，原料LiBF₄的制备比较困难，制备成本较高。为克服这些缺点，Sheng shui Zhang等人在Electrochemistry Communications中提出将BF₃·O(CH₂CH₃)₂与Li₂C₂O₄反应，制备了纯度较高的C₂BF₂O₄·Li。该方法在原料选择和制备条件上表现出极大的优越性，已成为C₂BF₂O₄·Li的常用制备方法，但是依然没能把LiBF₄与C₂BF₂O₄·Li有效地分离，得到的C₂BF₂O₄·Li的纯度低于99.5%。

【发明内容】

本发明的首要目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种[(CH₃O)₂CO]₃Li₂[C₂BF₂O₄]₂单晶。

本发明的另一目的在于提供所述的[(CH₃O)₂CO]₃Li₂[C₂BF₂O₄]₂单晶的制备方法。