[发明专利]一种草酸硼锂的制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及锂离子电池技术，为一种草酸硼锂的制备方法。该草酸硼锂主要用于锂离子电池电解质盐，尤其是用于要求安全性好的动力锂离子电池。

背景技术：

锂离子电池是二十世纪九十年代末期在可充电电池领域迅速发展起来的新型电池品种，由于其性能优良，目前几乎占据了移动电话、摄录像机等小型电子工具用电池的全部市场。电池材料的不断发展与进步，已使锂离子电池的应用逐步拓展至航空、航海、军事及电动汽车等领域。

锂离子电池所用的锂盐一般为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、以及有机阴离子锂盐等。这些锂盐多数是易水解和热稳定性较差的物质，电解液是锂离子电池的重要组成部分，其性能的优劣直接影响电池容量的发挥、循环寿命及安全性能。六氟磷酸锂(LiPF₆)是目前锂离子电池电解液中应用最普及的电解质盐，而且体现出了很好的应用性能。但由于六氟磷酸锂本身热分解温度低(200℃左右)，在有机溶剂中易于分解(80℃左右)，且易与含锰正极材料发生化学反应，限制了其在特殊领域中的应用。

草酸硼锂LiB(C₂O₄)₂[Lithium Bis(oxalato)Borate(简称LiBOB)]属于新型的电解质盐类，具有较高的热稳定性(热分解温度300℃以上)，环境友好性；配制成电解液后，电解液的分解温度可达80-100℃，具有优异的高温性能，而且对正负极有很好的热稳定性，能够在正负极形成致密的SEI膜，另外草酸硼锂对水相对不敏感，制备原料价廉易得，制备方法相对简单，这些优点使其成为最有希望替代其它盐类的新型锂盐。对锰系正极材料适应性好、能够稳定碳酸丙烯酯(PC)溶剂在石墨材料中的应用、阻止石墨与PC溶剂的共插反应等优点，因而逐渐引起人们的重视。

草酸硼锂产品的制备工艺报道较多，有液相法、固相法等，但是合成出的LiBOB纯度均达不到电池级的要求，往往需要通过多次重结晶的方法对LiBOB进行提纯，还有采用有机溶剂进行提纯的。其目的都是为得到高纯草酸硼锂以满足制备锂离子电池的需要。

例如，CN101020690A提出了采用微波法制备草酸硼锂的方法；CN1687081A提出了采用固相法制备草酸硼锂的方法；CN1817888A、CN100999529A和CN101033184A提出了采用溶剂进行提纯制备高纯草酸硼锂的方法。

特开2002-519352公开了一种草酸硼锂的制备方法，锂化合物(氢氧化锂、碳酸锂、或草酸锂)与硼化合物(硼酸)在一定比例(锂∶草酸∶硼＝1∶2∶1)，一定温度(0-100℃之间)反应。反应溶媒为水以及与水能够形成共沸物的有机溶媒(如苯、乙腈、二甲苯、乙基苯等)，反应后，采用蒸馏方式除去水的共沸物。再经真空干燥除去产物中的有机物，得到产品。

特开2006-111538公开了一种双乙酸草酸硼锂的制备方法，锂化合物与硼化合物在一定比例一定温度下反应。反应溶媒为有机溶剂，反应过程中加入脱水剂(如：沸石、硫酸镁、、硫酸钠、五氧化二磷、硅胶、硫酸钙等)。反应完成后过滤除去脱水剂。减压干燥除去有机溶剂后，得到产品。

特开2001-302675公开了一种合成双乙基草酸硼锂的方法，锂化合物与硼化合物及草酸按一定比例在一定条件下反应，反应在有机溶媒(乙腈、碳酸二甲酯等高诱导率非质子型溶媒中)进行，反应完成后，过滤，减压除去固体物中的有机溶媒得到产品。

由于LiBOB在提纯过程中会因为溶剂的不纯，或在空气中放置时间过长等造成二次污染，上述各种纯化方法较为复杂，尤其是需重结晶时，降低了生产能力。直接导致了草酸硼锂生产成本的提高。

发明内容：

本发明的目的是提供一种简单的草酸硼锂制备方法，既可以满足制备大型锂离子电池的质量需要，同时由于能够规模生产，大幅度降低了生产成本，也为降低制备大型锂离子动力电池的成本提供了可能。

本发明涉及一种草酸硼锂制备方法，其特征在于通过液相法制备草酸硼锂，以草酸、锂盐及硼化物为原料，经原料提纯、反应、蒸发结晶、混合、干燥制得草酸硼锂产品，干燥后产品部分返回利用；

工艺过程如下：

1、首先将制备草酸硼锂所用原料进行精制提纯。

A、将原料无水草酸或二水草酸按15.0~35.0％的浓度溶解在水中，搅拌溶解后制得草酸溶液；