[發明專利]一種四氟硼酸鋰的直接合成法

有效

• 申請號: 201410662630.5
• 申請日: 2014-11-11
• 公開（公告）號: CN105293512A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: 李鐵軍;陳劍鋒;李思洋;林曉忠
• 申請（專利權）人: 汕頭市金光高科有限公司
• 主分類號: C01B35/12
• 分類號: C01B35/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及氟化工領域含氟硼酸鹽的合成技術

背景技術

鋰離子電池是當今最有發展前途的直流電源，它因其自身的特點廣泛的應用于手機、筆記本電腦、航空航天、玩具、電動汽車和儲能材料等多種領域，特別是電動汽車和儲能材料的應用，將會給鋰離子電池的發展帶來更大的提升空間。鋰離子電池的基本組成是正極、負極、電解液和隔膜。電解液是鋰離子電池的血液，是不可缺少的重要組成部份，而含氟鋰鹽是鋰離子電池電解液的核心，是最能滿足鋰離子電池電解液需要的電解質鹽。目前，鋰離子電池主要采用的鋰鹽是六氟磷酸鋰，主要原因是六氟磷酸鋰作為電解質性能比較好，合成方法成熟，同時是國內外產量最大的鋰鹽。四氟硼酸鋰作為電解質過去也有很多人研究，但因為它在有機溶劑中溶解后，電導率較低，而降低了它在鋰離子電池電解液中的應用。

但近期有人研究認為四氟硼酸鋰作為電解質有它獨特的性能，比如采用四氟硼酸鋰作為電解質的鋰離子電池，低溫性能很好，四氟硼酸鋰和錳酸鋰正極的匹配很好，所以四氟硼酸鋰作為鋰離子電池電解液的電解質的應用價值越來越引起人們的關注，高純四氟硼酸鋰產品，直到目前為止，主要分布在國外，國內尚無工業化產品。

四氟硼酸鋰的合成方法，主要有固相-氣相反應法、有機溶劑反應法和水溶液反應法，這些方法的共同缺點是使用的原材料多，工藝復雜，難以獲得高純產品。

發明內容：

本發明的目的，主要是為了克服以前幾種方法的缺點，采用全新的非水溶劑法合成四氟硼酸鋰，合成涉及的原料主要有三氟化硼、氟化鋰，無水氟化氫在合成過程中作為溶劑使用，合成后的四氟硼酸鋰產品經結晶、過濾、洗滌、真空干燥得高純四氟硼酸鋰產品。

本發明提供的四氟硼酸鋰合成方法，具體步驟如下：

無水氟化氫經電解法除水，在合成前將溶劑的含水量降低到允許范圍，無水氟化氫電解法除水裝置，包括陰極、陽極、多孔隔膜板、帶有加熱夾層的外殼，進出氣口和進出液口，無水氟化氫電解法除水裝置是由可控硅直流電源控制。

在聚四氟乙烯的反應釜中，在室溫條件下，將高純氟化鋰溶于無水氟化氫中，氟化鋰和無水氟化氫之間的比例是1∶5-40；優選1∶15。

在室溫下，將高純三氟化硼通入無水氟化氫和氟化鋰的混合溶液，另其充分反應，在保證三氟化硼過量的條件下，氟化鋰全部反應，生成四氟硼酸鋰。

生成的四氟硼酸鋰結晶溫度是-40℃～-60℃，優選-50℃。

四氟硼酸鋰結晶的過濾和洗滌的溫度是-10℃～5℃，優選0℃。

四氟硼酸鋰的真空干燥溫度在50～100℃，壓力在-0.10～0.00Mpa。

具體實施例一

首先將無水氟化氫用電解法脫水，水分含量＜20PPM。

在完全干燥的小型聚四氟乙烯反應釜中，加入高純無水氟化鋰1.0公斤，通過液體進入口，小心加入無水氟化氫15公斤，在室溫下攪拌溶解6小時。

在完全密封的條件下，在室溫，向聚四氟乙烯反應釜內，連續通入高純三氟化硼，直到反應完畢。

將反應釜的溫度降到-50℃，保持1小時，然后將反應釜的溫度升高到0℃。

在0℃條件下，進行結晶的過濾和洗滌。

最后將反應釜抽真空到-0.10Mpa，同時反應釜的溫度升高到50℃，真空干燥12小時，得最后四氟硼酸鋰產品8.5公斤，產率97.9％。

檢測結果：產品純度：99.92％，水分含量：7.8PPM，游離酸含量：75PPM。

具體實施例二

首先將無水氟化氫用電解法稅水，水分含量＜20PPM。

在完全干燥的小型聚四氟乙烯反應釜中，加入高純無水氟化鋰0.5公斤，通過液體進入口，小心加入無水氟化氫10公斤，在室溫下攪拌溶解6小時。

在完全密封的條件下，在室溫，向聚四氟乙烯反應釜內，連續通入高純三氟化硼，直到反應完畢。

將反應釜的溫度降到-502，保持1小時，然后將反應釜的溫度升高到0℃。

在0℃條件下，進行結晶的過濾和洗滌。

最后將反應釜抽真空到-0.10Mpa，同時反應釜的溫度升高到50℃，真空干燥12小時，得最后四氟硼酸鋰產品4.2公斤，產率96.8％。

檢測結果：產品純度：99.95％，水分含量：12PPM，游離酸含量：80PPM。

以上所述各實施例，并不能限制本專利的發明范圍，凡直接或間接使用本發明方法合成四氟硼酸鋰，均在本發明保護的范圍之內。