[发明专利]一种二氟草酸硼酸锂的制备方法

说明书

本发明提供一种制备二氟草酸硼酸锂(Li[B(C₂O₄)F₂],LiDFOB)的方法，所述方法有效的回收利用了副产物LiBF₄，在提高产率的同时避免了锂原子的浪费；该方法利用物料间溶解度的差异，直接过滤除去副产物，操作简单；粗产品直接通过析晶得到高纯度LiDFOB，避免了多次重结晶所带来的产物损失；且该方法其物料廉价易得，反应步骤简便，反应条件温和，适用于大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及锂离子电池电解质材料的制造技术领域，具体涉及一种二氟草酸硼酸锂(Li[B(C₂O₄)F₂],LiDFOB)的制备。

背景技术

电解质盐是锂离子电池的重要组成部分，它的研究开发对锂离子二次电池的性能和发展非常重要。二氟草酸硼酸锂(Li[B(C₂O₄)F₂],LiDFOB)在化学结构上可以被看成一半是二草酸硼酸锂(LiBOB)，一半是四氟硼酸锂(LiBF₄)，同时它的性能巧妙的结合了二者的优点。二氟草酸硼酸锂(Li[B(C₂O₄)F₂],LiDFOB)具有优异高低温性能，其热分解温度高达240℃，在-20℃具有很好的电化学性能；在碳酸酯类溶剂中具有较大的溶解度，有比较宽的电化学稳定窗口，而且其具有相对柔性，有利于降低电解液的粘度，且能够在电解液-电极界面形成一层致密的SEI膜，提高电解液的电导率和电池的循环性能。因此，自二氟草酸硼酸锂(Li[B(C₂O₄)F₂],LiDFOB)首次被报道以来，一直被认为是最有可能取代六氟磷酸锂(LiPF₆)的新型锂盐。

目前，有关报道的二氟草酸硼酸锂(Li[B(C₂O₄)F₂],LiDFOB)的制备方法很多，但大都存在工艺不成熟、反应条件苛刻或原料昂贵等缺点，不利于大规模工业化生产，如：在欧洲专利EP 1195834中使用LiBF₄、CH(CF₃)₂OLi和草酸(H₂C₂O₄)作为反应物，在极性非质子溶剂中反应，得到产物LiDFOB，该制备方法存在的缺点为，获得的LiDFOB纯度较低，且有大量的LiBF₄未参与反应，造成反应原料的损失；在中国专利CN 104628754中将副产物LiBF₄和H₂C₂O₄进行反应，同时加入AlCl₃或SiCl₄作为催化剂，从而除去LiBF₄，该制备方法存在的缺点为，引入杂质离子Cl^-离子和产生腐蚀性HF气体，且在常温或加热条件下，LiBF₄和H₂C₂O₄反应得到LiDFOB的产率较低，且粗产物LiDFOB仍需经过多次重结晶才能得到高纯度的LiODFB；中国专利CN 103483368中将合成的二氟草酸硼酸铵盐与Li₂CO₃或LiOH反应，再经过重结晶、析晶等提纯步骤得到高纯度的LiODFB，但在反应过程中生成的水会使LiODFB分解，降低了反应的产率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于大规模工业生产LiDFOB的方法，该方法反应条件温和，产率高而且操作简便，得到的LiDFOB纯度可达99％以上。

具体地，本发明涉及一种二氟草酸硼酸锂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将含硼物质和草酸锂在极性非质子溶剂中进行反应，得到含有二氟草酸硼酸锂与四氟硼酸锂的混合物；