[发明专利]氟代烷氧基三氟硼酸锂盐及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及离子电池电解液，具体的说是一种氟代烷氧基三氟硼酸锂盐及其制备方法和应用：氟代烷氧基三氟硼酸锂盐结构如通式1所示，其中的R为：c₁‑c₅的氟代烷基或含有芳环c₁‑c₅的氟代烷基。本发明所得锂盐具有高离子电导率、宽电化学窗口、宽温度工作范围的优点，该锂盐可用于锂离子二次电池，锂硫电池中。

技术领域

本发明涉及离子电池电解液，具体的说是一种氟代烷氧基三氟硼酸锂盐及其制备方法和应用。

背景技术

现有的比较成熟的电解质中，LiPF₆热稳定性不高，LiAsF₆毒性比较大,LiClO₄安全性比较低。而LiBF₄对环境水分不太敏感，而且能有效地防止Al集流体的腐蚀，低温循环性能优异，有望成为民用、军事、三航领域及动力锂离子电池广泛采用的电解质体系。然而相对于现在常规的LiPF₆电解液，LiBF₄同时有着室温离子电导率低，单独使用时不能在石墨负极表面形成SEI膜，制备工艺复杂等缺点。

关于锂盐的制备工艺，CN 103236562B公开了一种四氟硼酸锂的制备方法，包括下列步骤：1)将碳酸锂或氢氧化锂配制成料浆，通入CO₂，反应生成LiHCO₃，将所得LiHCO₃溶液与无水氢氟酸进行混合，在常温下反应得LiF·3HF溶液；再将所得LiF·3HF溶液与硼酸溶液反应，得四氟硼酸锂溶液；最后进行浓缩、冷却结晶、过滤并干燥，即得。CN 102009972A公开了一种六氟磷酸锂的制备方法，首先通过蒸馏获得纯度在99.99wt％以上的氟化氢液体，再将氟化氢液体与五氯化磷反应得到五氟化磷与氯化氢的混合气体，最后将无氟化磷与氯化氢的混合气体通入到氟化氢和氟化锂中，使在一定温度和压力下反应制得六氟磷酸锂溶液，低温结晶得到六氟磷酸锂固体。这些制备工艺中都用到高毒性、强腐蚀性的氟化氢，给锂盐的制备带来很大的安全隐患。

因此，迫切需要开发具有LiBF₄已有优点且克服制备工艺复杂、室温离子电导率低、原料高毒强腐蚀缺点的新一类电解液。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氟代烷氧基三氟硼酸锂盐及其制备方法和应用。

一种氟代烷氧基三氟硼酸锂盐，氟代烷氧基三氟硼酸锂盐结构如通式1所示，

其中的R为：c₁-c₅的氟代烷基或含有芳环c₁-c₅的氟代烷基。

所述R为：

-CF₃，-CH₂CF₃，-CH₂CF₂CF₃，-CH₂CF₂CF₂CF₃,-CH₂CF₂CF₂CF₂CF₃,CH₂CH₂F,-CH₂CHF₂

一种氟代烷氧基三氟硼酸锂盐的制备方法，通过一锅化法由氟代烷基醇与锂源在醚类溶剂中反应，再加入三氟化硼乙醚得到通式1所示氟代烷氧基三氟硼酸锂盐的醚溶液，干燥，即为通式1所示氟代烷氧基三氟硼酸锂盐；其中，所述的锂源为无水氢氧化锂或锂粉或丁基锂。

进一步为：

1)将氟代烷基醇溶于过量的乙二醇二甲醚溶剂溶解充分，待用；