[发明专利]一种四氟硼酸锂的制备方法

说明书

本发明公开了一种四氟硼酸锂的制备方法，具体包括以下步骤：制备四氟硼酸溶液，在有机溶剂中加入氟化锂与三氟化硼，使其进行反应，生成四氟硼酸，并得到使四氟硼酸溶解在有机溶剂中的反应溶液；去除水分，在步骤A生成的反应溶液中加入除水添加剂进行除水；过滤杂质，对除水后的溶液采用加压装置进行加压过滤，出去溶液中过量的氟化锂或其它杂质；浓缩，将除去杂质的溶液进行浓缩脱气，析出四氟硼酸锂；结晶干燥，对浓缩后的溶液进行降温结晶，过滤得到四氟硼酸锂，并进行干燥，得到无水四氟硼酸锂。本发明制备的四氟硼酸锂纯度达到99.8％以上，提高了产物品质、降低了生产成本，提升了生产安全性。

技术领域

本发明涉及锂电池生产技术领域，特别是一种制作锂电池电解质用的四氟硼酸锂制备方法。

背景技术

锂离子电池使用的电解质有多种，其中六氟磷酸锂是最常用的电解质锂盐，它对负极稳定，具有放电容量大、电导率高、内阻小和充放电速度快的特点，然而六氟磷酸锂对水分和氢氟酸极其敏感，不耐高温，并且容易发生分解反应。四氟硼酸锂作为电解质，其热稳定性较好，对环境水份不敏感，能够有效防止腐蚀，而且向电解液中加入适量四氟硼酸锂能够显著增强电解液的低温性能。四氟硼酸锂与六氟磷酸锂的配合使用能够使锂离子电池性能得到明显改善，有希望发展成为民用、军事和三航领域中微型、储能及动力锂离子电池领域在极端环境下广泛采用的优秀电解质体系。

目前，四氟硼酸锂常规的制备方法有固相-气相接触法、水溶液法等。其中，固相-气相接触法对设备要求较高，过程要求严格控制，反应不均匀，生产效率较低；采用水溶液法合成制备四氟硼酸锂的过程中，由于在水溶液中四氟硼酸锂以一水物或三水物的形式出现，不仅纯度低，后续的干燥除水也非常困难，作为电解质材料用于锂离子电池，容易导致电池在较低电压的条件下具有很多的副反应发生，造成循环性能下降。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种四氟硼酸锂的制备方法，以降低生产成本、提高产物品质、提升生产安全性。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种四氟硼酸锂的制备方法，具体包括以下步骤：

A.制备四氟硼酸溶液，在有机溶剂中加入氟化锂与三氟化硼，使其进行反应，生成四氟硼酸，并得到使四氟硼酸溶解在有机溶剂中的反应溶液；

B.去除水分，在步骤A生成的反应溶液中加入除水添加剂进行除水；

C.过滤杂质，对除水后的溶液采用加压装置进行加压过滤，出去溶液中过量的氟化锂或其它杂质；

D.浓缩，将除去杂质的溶液进行浓缩脱气，析出四氟硼酸锂；

E.结晶干燥，对浓缩后的溶液进行降温结晶，过滤得到四氟硼酸锂，并进行干燥，得到无水四氟硼酸锂。

上述一种四氟硼酸锂的制备方法，步骤A中所述有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、醋酸乙酯和碳酸甲乙酯中的至少一种。

上述一种四氟硼酸锂的制备方法，步骤B中所述除水添加剂为异腈酸酯、异腈化合物和碳二亚胺化合物中的至少一种。

上述一种四氟硼酸锂的制备方法，所述除水添加剂为以下结构式中的一种：

代表异腈类化合物的第一结构式：X1-N+≡C-

其中，X1是烷基基团、烯基基团、卤代烷基基团、芳基基团、卤代芳基基团、烷氧基基团(-OR1)、氰基基团(-CN)、碳酸酯基团(-OCOOR1)、羧酸酯基团(-COOR1)中的一种；R1是烷基或烯基基团；

代表异腈类化合物的第二结构式：