[发明专利]二氟草酸硼酸铵类电解质及其制备方法与纯化方法

说明书

技术领域

本发明涉及电解质技术领域，更具体地说，涉及一种二氟草酸硼酸铵类电解质及其制备方法与纯化方法。

背景技术

近年来，由于环境污染和能源匮乏的压力，各国努力寻找环保、可持续发展的能源。20世纪90年代出现的绿色高能环保的锂离子电池和超级电容器等储能器件，由于具有能量密度高、循环寿命长、工作压力高等优点，成为最受瞩目的动力能源之一。

电解质是储能器件中的重要组成部分，在储能器件内承担着正负极之间传输离子的作用，对储能器件的容量、工作温度范围、循环性能及安全性能等特性具有重要的影响。以二氟草酸硼酸根为负离子的电解质，从分子构型上看，是双草酸硼酸根和四氟硼酸根两种离子的各自一半结构组合在一起的，因而具有双草酸硼酸铵和氟硼酸铵两种化合物的特性，溶解度高，黏度低。因此，以二氟草酸硼酸根为负离子的电解质可以应用在如锂电池与超级电容器等储能器件的电解液中，使储能器件具有较高的电导率、很宽而稳定的电位窗口和良好的充电放电性能。

目前，公开报道的以二氟草酸硼酸根为负离子的电解质主要为二氟草酸硼酸锂等。例如，申请号为200710132873.8的中国专利文献报道了一种二氟草酸硼酸锂的制备方法。该方法将含氟化合物、含硼化合物、含锂化合物及含草酸根的化合物在一定的温度和压力下反应，生成二氟草酸硼酸锂粗品，然后用有机溶剂进行萃取提纯，最后在进行重结晶并真空干燥得到电池级二氟草酸硼酸锂。

申请号为200910144762.8的中国专利文献报道了一种二氟草酸硼酸锂与四氟硼酸锂的合成工艺，该工艺将含氟的化合物、含硼的化合物、含锂的化合物以及含草酸根的化合物在0～100℃、反应压力为0.1～1MPa、及反应介质中反应，其中锂元素、氟元素、硼元素与草酸根离子的摩尔比为2～3∶5～6∶2∶1，生成含有二氟草酸硼酸锂与四氟硼酸锂的反应液，对反应液中的二氟草酸硼酸锂与四氟硼酸锂进行初步分离，然后用能萃取二氟草酸硼酸锂或四氟硼酸锂的有机溶剂进行萃取分离，分别进行重结晶并真空干燥得到二氟草酸硼酸锂与四氟硼酸锂。

申请号为200910144760.9的中国专利文献报道了一种二氟草酸硼酸锂与双草酸硼酸锂的合成工艺。该合成工艺包括如下步骤：将含氟的化合物、含硼的化合物、含锂的化合物以及含草酸根的化合物在0～100℃、反应压力为0.1～1Mpa及反应介质中反应，其中锂元素、氟元素、硼元素与草酸根离子的摩尔比为5～9∶5～9∶2～3∶3～4；生成含有二氟草酸硼酸锂与双草酸硼酸锂的反应液；对反应液中的二氟草酸硼酸锂与双草酸硼酸锂进行初步分离，然后用能萃取二氟草酸硼酸锂或双草酸硼酸锂的有机溶剂进行进一步的萃取分离；分别进行重结晶并真空干燥得到电池级的二氟草酸硼酸锂与双草酸硼酸锂。

但是，现有技术中报道的以二氟草酸硼酸根为负离子的电解质中，没有关于二氟草酸硼酸铵类电解质及其制备方法与纯化方法方面的报道。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种二氟草酸硼酸铵类电解质及其制备方法与纯化方法，该制备方法操作简单，本发明得到的二氟草酸硼酸铵类电解质纯度高，可用于储能器件的电解液中。

本发明提供一种二氟草酸硼酸铵类电解质的制备方法，包括：

步骤a)将季铵碱与草酸混合，反应，得到草酸铵盐；

步骤b)将摩尔比为0.9～1.1∶0.9～1.1的所述草酸铵盐与三氟化硼乙醚在第一有机溶剂中混合，在10～120℃条件下反应，得到二氟草酸硼酸铵类电解质。

优选的，还包括：

步骤c)将步骤b)得到的二氟草酸硼酸铵类电解质加热，蒸发，去除第一有机溶剂；

步骤d)将步骤c)得到的产物用第二有机溶剂溶解，搅拌，过滤，除去第二有机溶剂，所述第二有机溶剂为醇类化合物、腈类化合物、芳香烃类化合物、酯类化合物和酮类化合物中的任意一种或两种。

优选的，所述第二有机溶剂为体积比为1∶1～5的醇类化合物与腈类化合物、体积比为2～3∶1的醇类化合物与芳香烃类化合物、体积比为1～3∶1的醇类化合物与酮类化合物、体积比为1～3∶1的腈类化合物与酮类化合物、体积比为3～6∶1的腈类化合物与芳香烃类化合物、体积比为1～4∶1的酯类化合物与芳香烃类化合物、体积比为2～6∶1的酯类化合物与腈类化合物、体积比为1∶1～3的酯类化合物与酮类化合物、体积比为2～6∶1的酮类化合物与芳香烃类化合物或体积比为1∶1～3的醇类化合物与酯类化合物。

优选的，所述步骤a)具体为：