[发明专利]一种双草酸硼酸锂的制备方法在审

专利信息
申请号: 201710949497.5 申请日: 2017-10-13
公开(公告)号: CN107602603A 公开(公告)日: 2018-01-19
发明(设计)人: 李锐;丁奎;邓支华 申请(专利权)人: 湖北省宏源药业科技股份有限公司
主分类号: C07F5/02 分类号: C07F5/02
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 438600 湖北省*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 草酸 硼酸 制备 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及锂离子电池电解质盐技术领域,尤其涉及一种双草酸硼酸锂的制备方法。

背景技术

随着微电子技术的发展,小型化电子设备的增多,锂电池以其优越的性能得以充分发展运用。电解质作为电池的重要部分,对电池性能有非常重要的影响。目前运用最广泛的锂离子电池电解质是六氟磷酸锂,其具有良好的电导率和电化学稳定性。然而,六氟磷酸锂仍然有着对水敏感、低温生成的SEI膜阻抗过大、80℃开始分解等明显缺点,导致其工作条件受到了极大的限制。在高温和遇水时易分解产生HF。HF的存在会使正极金属材料溶解、结构发生变化,进而使电池容量衰减。

硼酸锂配合物是一类新型锂离子电池电解质,其中以双草酸硼酸锂LiBOB最具代表性。双草酸硼酸锂是一种配位螯合物,形成电解液中阴离子较大,晶格能较小,在溶剂中能得到较多的离子,从而提高电解质的导电能力。双草酸硼酸锂LiBOB具有良好的电化学稳定性和热稳定性,能与特定溶剂反应形成稳定的SEI膜,可以经过多次循环能量不衰减,与六氟磷酸锂相比具有较高的热稳定性,且分解的产物B2O3和CO2对电池使用性能和环境影响不大,在锂电池行业中是一种具有发展潜力的电解质物质。

至今双草酸硼酸锂合成方法有固相法和液相法,1999年德国首次公开液相法合成双草酸硼酸锂,因其水份很难除尽,需要多次提纯。Xu等采用非水相合成双草酸硼酸锂,其合成原料非常难获得,导致合成成本高。

CN102627661A公开了一种双草酸硼酸锂的方法:按化学计量比先将锂盐及草酸混匀混合,然后于40-70℃下加热1-4h,最后向混合物中加入硼源,并将各种物料彻底混合均匀,将混合物于0.1-10MPa压力下干压成型,加热反应,得到双草酸硼酸锂产品。

CN1687081A公开了一种双草酸基硼酸锂合成方法:将反应原料进行球磨混合,球磨时间1-4h,然后升温加热球磨好的原料,在氮气、氩气或真空环境,温度为80-300℃,时间2-24h,得到双草酸硼酸锂。

CN101914110A公开了一种采用流变相方法合成双草酸基硼酸锂的方法:将草酸,氢氧化锂,硼酸按计量比装入搅拌机中,混合2-5分钟,再将混合物放入带有泄压装置的密闭反应釜,将反应釜升温至100-300℃,保温5-10h,保温3h后开始释放釜内水蒸气,每隔一小时放气一次,合成后在130℃抽真空20h,得到双草酸基硼酸锂。

现有技术中制备双草酸基硼酸锂一般需要在高压条件下,物料温度分布不均匀,存在温差,因此反应不充分效率较低,其水份很难除尽,需要多次提纯。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺、操作简单,经济环保,反应中副产物含量低,反应效率高的制备双草酸硼酸锂的方法,以解决现有技术中存在的问题。

本发明提供一种双草酸硼酸锂的制备方法,包括如下步骤:

步骤1:分别按摩尔比1:2.0-2.1:1的比例称取锂源化合物、硼源化合物及含草酸根的化合物分别用球磨机研磨;

步骤2:将步骤1中研磨好的原料加入到沸腾床上并铺平;

步骤3:用加热的氮气向沸腾床鼓风,氮气温度控制在80-100℃,鼓风时间为4-8h;

步骤4:将氮气提温至150-180℃,鼓风2-3h,得到双草酸硼酸锂粗品;

步骤5:将步骤4得到的双草酸硼酸锂粗品溶于乙酸乙酯中,过滤,蒸发,浓缩,降温结晶,过滤;

步骤6:将步骤5中过滤后得到的滤渣放在氮气保护或者真空状态下加热2-3h,得到双草酸硼酸锂成品。

在上述方案基础上,所述步骤1中球磨机研磨的时间为30-60min。

在上述方案基础上,所述步骤3、步骤4中的氮气经过冷却除水后可循环使用。

在上述方案基础上,所述步骤5中蒸发出来的乙酸乙酯及过滤的滤液可作为母液重复使用。

在上述方案基础上,所述锂源化合物选自一水氢氧化锂、碳酸锂、草酸锂、醋酸锂中的一种或几种。

在上述方案基础上,所述硼源化合物选自硼酸、偏硼酸、偏硼酸锂、三氧化二硼和焦硼酸中的一种或几种。

在上述方案基础上,所述含草酸根的化合物选自二水草酸、草酸氢锂和草酸锂中的一种或几种。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是:1、不需要高压;2、在流化态下进行反应,物料在沸腾中物料接触面积相对增大,使用热风加热,物料温度分布均匀,不存在温差,因此反应充分效率高;3、双草酸硼酸锂遇水很容易分解,而在反应过程中生成的水份随着氮气而带走,而不会继续停留在物料中,从而杜绝了副反应的发生。

具体实施方式

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