[发明专利]八氟铪酸锂的合成方法及其新用途

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池研究技术领域，具体涉及一种八氟铪酸锂的合成方法及其新用途。

背景技术

锂离子电池具有能量密度比大、环境负荷小等特点，因此，广泛应用于便携式电子设备、将来会大规模应用于电动汽车，储能电站等领域。

电解质作为锂离子电池的重要组成部分之一，是完成电化学反应不可缺少的部分。现有技术中，主要采用六氟磷酸锂作为电解质，其导电能力仍然有限，从而会降低锂离子电池的性能。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种八氟铪酸锂的合成方法及其新用途，所合成的八氟铪酸锂的纯度高，当将其应用到含有六氟磷酸锂的锂电池电解液中时，明显增强锂电池电解液的导电性，从而提高锂电池的性能。

本发明采用的技术方案如下：

本发明第一目的在于提供一种八氟铪酸锂的合成方法，包括以下步骤：

第一步，用纯水将氢氧化铪Hf(OH)₄粉末配制为15-25％的悬浊液，加热搅拌下，向该悬浊液中滴加60-70％的氢氟酸，制得透明的H₄HfF₈溶液；

第二步，用纯水将碳酸锂粉末配制为20-30％的碳酸锂悬浊液，加热搅拌下，向碳酸锂悬浊液中滴加60-70％的氢氟酸，制得氟化锂悬浊液；过滤氟化锂悬浊液，滤饼用纯水洗涤后，取滤饼即氟化锂，用纯水将氟化锂配制为20-30％的氟化锂悬浊液；

第三步，将第二步配制得到的氟化锂悬浊液，滴加到第一步配制得到的透明的H₄HfF₈溶液中，配制得到八氟铪酸锂Li₄HfF₈悬浊液；

第四步，过滤第三步得到的八氟铪酸锂Li₄HfF₈悬浊液，滤饼用纯水洗涤结晶，然后将结晶放置于PTFE板上加热烘干，自然冷却后研磨粉碎，即得到八氟铪酸锂粉末。

优选的，所述滤饼用纯水洗涤结晶具体为：

将滤饼放置到离心管中，向离心管中加入纯水；25℃离心0.5-1h，静置5-8小时，析出结晶；其中，滤饼与纯水的质量比为10∶1-15∶1。

优选的，第四步中，加热烘干条件为：首先加热至60度烘干2小时，然后再加热至110度烘干2小时。

现有技术中，公开一种将氢氧化锂或氯化锂或碳酸锂溶液或悬浊液滴加到已配制成的八氟铪酸锂溶液中，从而制备得到八氟铪酸锂。但该种方法所制备得到的八氟铪酸锂的纯度较低。而采用本发明提供的制备方法，可以制得纯度非常高的八氟铪酸锂。对本发明制备得到的最终产品进行X-射线粉末衍射测试，通过图1所得的图谱，验证了最终产品即为八氟铪酸锂。其纯度为97.8％。

本发明第二目的在于提供一种上述方法制备得到的八氟铪酸锂的新用途，将所述八氟铪酸锂加入含有六氟磷酸锂的锂电池电解液中；其中，所述六氟磷酸锂为主电解质，所述八氟铪酸锂为辅助电解质。

优选的，在所述锂电池电解液中，六氟磷酸锂和八氟铪酸锂的摩尔比为10∶1-10∶2。

优选的，六氟磷酸锂和八氟铪酸锂的摩尔比为10∶1.0。

优选的，锂电池电解液中，有机溶剂为碳酸乙烯酯EC、碳酸二乙酯DEC、碳酸二甲酯DMC、碳酸丙烯酯PC和碳酸甲乙酯MEC中的一种或几种。

本发明人长期致力于锂电池电解液的研究，在经过多次实验后，意外发现，当向含有六氟磷酸锂的锂电池电解液中加入一定比例的八氟铪酸锂时，可以明显提高锂电池电解液的导电性，从而提高锂电池的性能。后续的比较例2证明了这一结论。

附图说明

图1为本发明制备得到的八氟铪酸锂的X-射线粉末衍射图。

具体实施方式

八氟铪酸锂制备实施例一

第一步，用纯水将氢氧化铪Hf(OH)₄粉末配制为25％的悬浊液，加热搅拌下，向该悬浊液中滴加60％的氢氟酸，制得透明的H₄HfF₈溶液；

第二步，用纯水将碳酸锂粉末配制为30％的碳酸锂悬浊液，加热搅拌下，向碳酸锂悬浊液中滴加70％的氢氟酸，制得氟化锂悬浊液；过滤氟化锂悬浊液，滤饼用纯水洗涤后，取滤饼即氟化锂，用纯水将氟化锂配制为30％的氟化锂悬浊液；