[发明专利]液态双草酸硼酸锂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池或锂电池所用电解质盐的制备领域，特别是涉及一种液态双草酸硼酸锂的制备方法。

背景技术

电解质盐是锂离子电池的重要组成部分，对电池的成本及性能有重要影响，故其一直是研究热点。LiPF₆是目前商业化的电解质盐，具有导电性能好等特点，但是热稳定性差、遇水分解成HF等强腐蚀性物质。LiAsF₆因含砷而有毒，逐渐被淘汰。LiClO₄属于强氧化剂，安全性差。LiBF₄与负极相容性差。LiN(CF₃SO₂)₂腐蚀铝集流体，且制造成本高，不适宜大规模应用。因此开发导电性能好、具有较强热稳定性及安全性、制备工艺简单、绿色环保的电解质盐成为研究方向。因具有以上优点，新型电解质盐中尤以双草酸硼酸锂(LiB(C₂O₄)₂，又称LiBOB)最引人注目。LiBOB结构式如下：

LiBOB为配位螯合物，正交晶体，属于Pnma点群。分解温度高达300℃，热稳定性能及安全性能优异。能在负极形成稳定的SEI膜，避免电解液在负极表面分解，进而提高电池的循环性能。添加LiBOB的电解液电导率可达10ms/cm，完全满足目前商业化产品的要求。因只含有锂、碳、氧、硼元素，不含有毒金属元素，无腐蚀性，具有绿色环保的特点。

目前LiBOB的合成方法主要有：液相法和固相法；液相法根据反应介质可分为水系法、有机溶剂法，其中，水系法具有环保、经济、工艺简单等特点，但是水严重威胁LiBOB的存在，且后续提纯过程中除水较困难；有机溶剂法采用有机溶剂为反应介质，产品含水量较少，但需要大量溶剂，成本较高，工艺复杂，且对环境具有一定程度的污染。固相法根据供能方式，可分为固体加热法、固体微波法；其中，固体加热法的优点是不使用任何有机溶剂，成本低廉、无污染；缺点是球磨程度不易控制，不溶物含量较高，反应气氛为氮气、氩气或真空环境，成本较高；固体微波法的优点是加热迅速，合成时间短。缺点是加热设备采用微波炉，该方法仅限于实验室研究，不适宜实际的工业生产。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种液态双草酸硼酸锂的制备方法，能克服现有制备液态双草酸硼酸锂方法的不足，以较低成本、能耗，高效合成液态双草酸硼酸锂，满足工业规模化生产的需要。

为解决上述技术问题，本发明提供一种液态双草酸硼酸锂的制备方法，包括：

在0～80℃干燥环境下，向有机溶剂中加入含硼化合物和含草酸根化合物，搅拌使所述含硼化合物、含草酸根化合物溶解在所述有机溶剂中，向所述有机溶剂中加入含锂化合物或锂单质，使所述有机溶剂中的锂元素、硼元素与草酸根离子的摩尔比为1～2:1:2～3，搅拌，待反应完成后，过滤，降水，所得产物即为液态双草酸硼酸锂。

本发明的有益效果为：通过以有机溶剂既作为反应介质，又作为成品的溶剂，原料在介质中充分溶解及反应，提高反应速率及成品产率，产物双草酸硼酸锂溶解在成品溶剂中。该方法省去了制备固体双草酸硼酸锂工艺中的反复重结晶、过滤、干燥等工序，节省了大量原料，降低了废弃物的排放。相比于固态双草酸硼酸锂，液态双草酸硼酸锂又可直接作为原料或者原料之一制备电解液，省去了溶解、过滤不溶物等工序，提高了工作效率。因此，本发明的液态双草酸硼酸锂相比于固态，可减少合成及配制电解液工序，提高生产效率，降低能耗及成本，对双草酸硼酸锂的大规模推广与使用具有重要意义。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例提供一种液态双草酸硼酸锂的制备方法，可以实现高效、低成本、低能耗制备液态双草酸硼酸锂，该方法包括以下步骤：

在0～80℃(优选的反应温度为10～50℃)干燥环境下，向有机溶剂中加入含硼化合物和含草酸根化合物，搅拌使所述含硼化合物、含草酸根化合物溶解在所述有机溶剂中，向所述有机溶剂中加入含锂化合物或锂单质，使所述有机溶剂中的锂元素、硼元素与草酸根离子的摩尔比为1～2:1:2～3，搅拌(搅拌时间为1～120分钟，优选搅拌时间为：5～60分钟)，待反应完成后，过滤，降水，所得产物即为液态双草酸硼酸锂。