[发明专利]二氟草酸硼酸锂的制备方法

说明书

本发明公开了二氟草酸硼酸锂的制备方法，涉及电池电解液添加剂技术领域，所述制备方法是在非活性气体保护、无水环境下，取双草酸硼酸锂与氟化锂在四氯化硅与三氯化铝共同组成的催化剂作用下进行第一步反应，反应完成后缓慢滴加三氟化硼乙醚，再次进行第二步反应，反应完成后，趁热过滤，滤液浓缩至干，再经乙酸乙酯‑二氯甲烷混合溶液重结晶，即得所述二氟草酸硼酸锂。本发明采用两步法以双草酸硼酸锂与氟化锂为原料，反应生成二氟草酸硼酸锂和草酸锂，中间无需处理，直接加入三氟化硼乙醚与第一步反应生成的草酸锂继续反应生成二氟草酸硼酸锂，工艺过程简单，且反应条件更为温和，更适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及电池电解液添加剂技术领域，具体为二氟草酸硼酸锂的制备方法。

背景技术

锂离子电池作为20世纪90年代发展起来的一种新型高能二次电池，由于其能量密度高、循环寿命长、工作电压高等优点，使其成为最受瞩目的动力电源之一。而电解质盐是锂离子电池的重要组成部分，它的研究开发对锂离子二次电池的性能和发展非常重要。对此，国内外对锂离子电池电解质锂盐展开大量研究，目前主要开发有六氟磷酸锂(LiPF₆)、四氟硼酸锂(LiBF₄)、双草酸硼酸锂(Li-BOB)、二氟草酸硼酸锂(LiBF₂C₂O₄)等锂盐。其中，LiPF₆存在对水分非常敏感、高温性能不稳定以及分解产物HF对电极材料有腐蚀性等问题，从而导致锂电池的安全性能较差。LiBF₂C₂O₄在链状碳酸酯溶剂中的溶解度比较大，电导率高，并且LiBF₂C₂O₄成膜性能很好，具有很好的循环性能，可用作锂离子电池电解液添加剂，也可用于锂电池电解液中作为成膜添加剂，具有良好的热稳定性和电化学稳定性，已经成为锂离子电池电解液的重要组成材料，在动力电池领域拥有广阔的应用前景。

现有的LiBF₂C₂O₄制备工艺以三氟化硼和草酸锂为原料直接反应，然后经重结晶提纯得到二氟草酸硼酸锂，但该反应存在反应时间长、产率低、产品纯度低等缺点。因此，急需开发一种反应条件温和，易于工业化生产的LiBF₂C₂O₄合成工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二氟草酸硼酸锂的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种二氟草酸硼酸锂的制备方法，是在非活性气体保护、无水环境下，取双草酸硼酸锂与氟化锂在四氯化硅与三氯化铝共同组成的催化剂作用下进行第一步反应，反应完成后缓慢滴加三氟化硼乙醚，再次进行第二步反应，反应完成后，趁热过滤，滤液浓缩至干，再经乙酸乙酯-二氯甲烷混合溶液重结晶，即得所述二氟草酸硼酸锂，具体化学反应式如下：

进一步的，所述制备方法包括以下具体步骤：

在非活性气体保护、无水环境下，取双草酸硼酸锂和氟化锂溶于有机溶剂中，冷却至5℃以下，加入三氯化铝，再缓慢滴加四氯化硅，滴加完毕后，缓慢升温至55～60℃进行第一步反应，反应完成后，冷却至5℃以下，滴加三氟化硼乙醚，滴加完毕后，缓慢加热至50～55℃进行第二步反应，反应完成后，趁热过滤，滤液浓缩至干，再经乙酸乙酯-二氯甲烷混合溶液重结晶，即得所述二氟草酸硼酸锂。

进一步的，双草酸硼酸锂与氟化锂的摩尔比为1～1.1：2。

进一步的，氟化锂、三氯化铝及四氯化硅三者之间的重量比为1：0.05～0.08：0.1～0.12。

进一步的，氟化锂与三氟化硼乙醚的摩尔比为1：1.05～1.1。