[发明专利]草酸硼酸盐的制备方法、草酸硼酸盐衍生物及其制备方法、电解质盐

说明书

本发明属于电池材料技术领域，具体涉及一种草酸硼酸盐的制备方法、草酸硼酸盐衍生物及其制备方法、电解质盐。本发明草酸硼酸盐的制备方法为两步反应法，可促进草酸与卤代硅烷化合物完全反应，使草酸硼酸盐产品更加纯净。本发明草酸硼酸盐的制备方法中所有的反应物均为有机物，溶剂为非水溶剂，可通过浓缩干燥得到纯度高的草酸硼酸盐及其衍生物，避免了氯离子浓度和游离酸偏高的问题，且反应过程中的原子经济性高、杂质少，无需事先合成反应原料，在简化反应过程、节约生产成本的同时也提升了反应过程的安全性，对环境更加友好。本发明采用类似方法制备草酸硼酸盐及其衍生物，减少了设备投入、劳动力成本和能耗，具有良好的工业化应用前景。

技术领域

本发明属于电池材料技术领域，具体涉及一种草酸硼酸盐的制备方法，一种草酸硼酸盐衍生物及其制备方法，一种电解质盐，一种电解液，以及一种二次电池。

背景技术

随着社会需求的不断发展，离子电池的使用寿命、高低温性能、安全性能、倍率性能等已不能满足动力电池发展的要求。提升动力电池性能有多种途径，其中离子电池电解质锂盐的结构、性质对于离子电池的电化学性能起着至关重要的作用。到目前为止，人们已开发出数目众多的新型离子电池的电解质盐，这些盐虽然具有更好的热稳定性和高低温性能，但也有一些明显的不足，如溶解度低、合成难度大、价格昂贵、腐蚀集流体等。

其中，二氟草酸硼酸盐(LiODFB)作为一种新有机阴离子锂盐，与四氟硼酸锂相比，LiODFB可以在石墨负极表面形成更为稳定的SEI膜，提高电池的高温循环和高温存储性能。此外，LiODFB形成的SEI膜可阻止碳酸丙烯酯在负极表面的共嵌，防止SEI膜结构的破坏。双草酸硼酸盐(LiBOB)的热稳定性好，可以一定程度上提高电池的安全性并拓宽电池的使用温度范围，可以在以纯碳酸丙烯酯为溶剂的电解液中使用。

然而，现有的LiODFB的制备方法的反应体系或反应产物中含有水，这将导致LiODFB发生分解，进而影响反应产率和产品纯度，不利于工业化生产。因此，寻找一种无水草酸硼酸盐的制备方法是当前新型电解质盐的研究重点之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种草酸硼酸盐的制备方法，一种草酸硼酸盐衍生物及其制备方法，一种电解质盐，一种电解液，以及一种二次电池，旨在解决现有草酸硼酸盐的制备方法中存在的产品纯度较低的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供了一种草酸硼酸盐的制备方法，其包括如下步骤：

提供草酸、卤代硅烷化合物、有机碱、四氟硼酸盐和第一非水溶剂，所述四氟硼酸盐的化学通式为MBF₄，且M为Li、Na或K；

在所述第一非水溶剂中，将所述草酸、所述卤代硅烷化合物和所述有机碱进行混合反应，得到草酸硅基酯溶液；

所述草酸硅基酯溶液与所述四氟硼酸盐进行混合反应后，得到所述草酸硼酸盐；所述草酸硼酸盐为二氟草酸硼酸盐和/或双草酸硼酸盐，所述二氟草酸硼酸盐的结构式如式(I)所示，所述双草酸硼酸盐的结构式如式(II)所示，且M为Li、Na或K：

作为本发明草酸硼酸盐的制备方法的一种优选技术方案，所述卤代硅烷化合物的结构式如式(III)所示：

其中，R₁、R₂、R₃分别独立地选自氢原子、碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为2-10的烯基、碳原子数为2-10的炔基、碳原子数为1-10的烷氧基、碳原子数为6-20的芳香基团中的一种，且X为Cl、Br、I或F。

作为本发明草酸硼酸盐的制备方法的一种优选技术方案，将所述草酸、所述卤代硅烷化合物和所述有机碱进行混合反应的步骤中，所述草酸、所述卤代硅烷化合物与所述有机碱的摩尔比为1:(2-3):(2-4)。