[发明专利]一种双草酸硼酸铝的合成方法及应用

说明书

本发明公开了一种双草酸硼酸铝的合成方法，包括如下步骤：按照双草酸硼酸铝中各元素的化学计量比，将一定量的硼酸、草酸和铝的化合物在高温下干燥处理后，混匀，压片，在高温条件下进行固固反应得到白色固体，然后将白色固体彻底干燥，在非水溶剂中进行萃取，最后将萃取液蒸发结晶得到最终产品双草酸硼酸铝。本发明所提供的工艺路线的反应转化率高，产率高达70%以上，反应时间短，反应条件简单易操作，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及电化学材料领域，具体涉及一种双草酸硼酸铝的合成方法及应用。

背景技术

目前发展比较成熟的锂离子二次电池具有能量密度高，循环寿命长、 自放电小等优点，广泛用作各种便携电子产品的工作电源（手机、掌上电脑等），并逐渐应用为移动式装备的动力电池（电动车、潜艇等）。但是， 全球锂资源并不富裕，地壳中丰度仅为0.006% ，同时分布不均，成为未来大规模应用的忧患。

与锂资源相比，铝元素是地壳中含量最丰富的金属元素，含量8.3%。主要以铝硅酸盐矿石存在，还有铝土矿和冰晶石。铝及铝合金是当前用途十分广泛的、最经济适用的材料之一。

随着全球汽车市场逐步电动化的改变，电池的需求量也不断增加。尽管锂离子电池在为移动电子设备提供动力方面取得了巨大成功，但在可再生能源应用方面，锂离子电池的使用周期有限，安全隐患大，成本相对较高。另一方面，是因为铝离子电池充电快，循环寿命长。由于其多重氧化还原态，它也具有最高的理论容量之一铝是地球地壳中第三丰富的元素，也是非常廉价的锂金属替代物。由铝制成的电池具有最高电压，可存储最多能量，并且提供最高电流，其存储容量是锂离子电池的4倍，而且携带的电荷是锂离子电池的3倍。将有望替代现有的锂离子电池。所以制备相应的铝盐就具有很高的实用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在固固中混合实现反应物均匀反应，结合有机溶剂实现活性成分的萃取，最终得到高质量产品的双草酸硼酸铝的合成方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种双草酸硼酸铝的合成方法，包括如下步骤：按照双草酸硼酸铝中各元素的化学计量比，将一定量的硼酸、草酸和铝的化合物在高温下干燥处理后，混匀，压片，在高温条件下进行固固反应得到白色固体，然后将白色固体彻底干燥，在非水溶剂中进行萃取，最后将萃取液蒸发结晶得到最终产品双草酸硼酸铝。

进一步地，所述铝的化合物为氢氧化铝、氯化铝、三氧化二铝、异丙醇铝、硫酸铝、硝酸铝、钴酸铝等中的一种。

进一步地，所述铝的化合物与草酸的摩尔比为1:6～7。

进一步地，包括如下步骤：

S1、按照双草酸硼酸铝中各元素的化学计量比，称取一定质量的硼酸、草酸和氢氧化铝；

S2、将称取的硼酸和氢氧化铝在50～90℃，非真空条件下进行干燥处理，并将草酸在80～150℃，真空条件下进行干燥处理；

S3、将完成干燥处理后的硼酸、草酸和氢氧化铝混匀后，压片，在120～180℃固固反应12～15h，彻底干燥，得到粗产品；

S4、将得到的粗产品在乙腈或碳酸二甲酯中进行萃取，将萃取液进行蒸发结晶即得到纯度达到98%以上的双草酸硼酸铝。

进一步地，所述硼酸、草酸、氢氧化铝的摩尔比为3:6:1。

本发明合成的双草酸硼酸铝的应用，其可作为二次电池的铝盐，比如：可作为二次电池高温电解液体系的电解质盐；可作为二次电池正极材料包覆、掺杂的原料等，还可以用来合成一些新材料。

本发明所提供的工艺路线的反应转化率高，产率高达70%以上，反应时间短，反应条件简单易操作，易于实现工业化生产。

附图说明