[發明專利]一種二草酸硼酸鋰的制備方法

有效

• 申請號: 202010916092.3
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN111943970B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 楊志勇;張先林;沈鳴;陸海媛;曹娜
• 申請（專利權）人: 江蘇華盛鋰電材料股份有限公司
• 主分類號: C07F5/02
• 分類號: C07F5/02
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 李小葉

本發明公開了一種二草酸硼酸鋰的制備方法，包括如下步驟：取草酸與含硼化合物混合，于40～130℃、常壓、機械攪拌條件下反應，再于60～220℃的溫度條件下真空干燥；在該反應過程中，草酸與含硼化合物生成二草酸硼酸；將上述步驟得到的反應物冷卻至室溫，加入極性溶劑，攪拌溶解；將上述步驟得到的溶液進行過濾，在濾液中加入鋰鹽化合物，于室溫至回流溫度下進行反應；二草酸硼酸與鋰鹽化合物反應生成二草酸硼酸鋰；上述反應完畢后，將反應液冷卻至室溫，再進行過濾，濾液依次經過濃縮、結晶、干燥，得到固體二草酸硼酸鋰產品。該方法反應溫和，工藝簡單，生產成本低，經濟環保，且反應產率高，可以得到高純度的二草酸硼酸鋰，且比較適合于工業化生產。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池行業所用的電解質鋰鹽的合成技術領域，具體涉及一種二氟草酸硼酸鋰的制備方法。

背景技術

鋰離子電池具有能量密度高、輸出電壓高、循環壽命長、無記憶效應、環境污染小等優點，是最具有吸引力和發展潛力的二次電池，同時也是混合動力汽車和純電動汽車電源的首選。電解質是鋰離子電池的基礎關鍵材料之一，作為電解液的主要成分，其性能對電解液和鋰離子電池，發揮著決定性作用。

六氟磷酸鋰作為目前商業化中最成熟最常用的電解質鹽，其存在一定的缺陷。六氟磷酸鋰易水解，熱穩定性較差，在微量水分下即發生分解反應，生成腐蝕性的氫氟酸，會造成鋰離子電池性能的衰減和失效。

二草酸硼酸鋰LiBOB作為一種新型電解質鋰鹽，具有良好的化學性能和穩定性能，其熱分解溫度可達300℃。LiBOB的添加，能夠在碳負極形成穩定的SEI膜，防止溶劑分子的嵌入，具有較高的電導率和較寬的電化學窗口，可提高鋰離子電池的穩定性和安全性，延長鋰離子電池使用壽命。

目前，二草酸硼酸鋰的制備方法主要為固相法和液相法，反應原料均采用草酸、硼源和含鋰化合物(如氫氧化鋰或碳酸鋰)，生成二草酸硼酸鋰和水。二草酸硼酸鋰易吸水，形成二草酸鋰水合物，同時，在水的作用下，發生部分水解反應，水解反應式如下：

LiB(C₂O₄)₂+2H₂O→LiBO₂+2H₂C₂O₄；

LiB(C₂O₄)₂+3H₂O→LiOOCCOOH+H₃BO₃+H₂C₂O₄；

以上的制備方法中，反應過程中難以避免的產生水；而水的存在，會造成最終產品中水分含量較高，且難以除盡；同時，二草酸硼酸鋰會部分水解，尤其在加熱脫水時，水解加速，導致產品收率偏低，三廢多。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種二氟草酸硼酸鋰的制備方法，該方法反應溫和，工藝簡單，生產成本低，經濟環保，且反應產率高，可以得到高純度的二草酸硼酸鋰，且比較適合于工業化生產。

為實現上述技術目的，達到上述技術效果，本發明通過以下技術方案實現：

一種二草酸硼酸鋰的制備方法，包括如下步驟：

(1)取一定量的草酸與含硼化合物混合，于40～130℃、常壓、機械攪拌條件下反應1～12小時，再于60～220℃的溫度條件下真空下干燥2～8小時；在該反應過程中，草酸與含硼化合物生成二草酸硼酸；

(2)在氮氣氣氛下，將步驟(1)得到的反應物冷卻至室溫，然后加入極性溶劑，攪拌溶解1～8小時；

(3)將步驟(2)得到的溶液進行過濾，在濾液中加入鋰鹽化合物，于室溫至回流溫度的溫度范圍下，反應1～8小時；在接近無水的條件下，二草酸硼酸與鋰鹽化合物反應生成二草酸硼酸鋰；