[发明专利]一种2-氟丙二酸二氟硼酸锂的制备方法及其应用

说明书

本发明提供了一种2‑氟丙二酸二氟硼酸锂的制备方法，包括如下步骤：（1）将2‑氟丙二酸二酯与氢氧化锂水溶液进行碱解反应，得到2‑氟丙二酸锂水溶液；（2）将步骤（1）中制得的2‑氟丙二酸锂水溶液浓缩后，进行真空干燥，得到2‑氟丙二酸锂；（3）将步骤（2）中制得的2‑氟丙二酸锂和三氟化硼络合物在有机溶剂中进行反应，得到2‑氟丙二酸二氟硼酸锂的有机溶液；（4）将步骤（3）中制得的2‑氟丙二酸二氟硼酸锂的有机溶液，进行过滤、重结晶、干燥得到产品2‑氟丙二酸二氟硼酸锂。本发明通过对制备方法的改进，使得产品的收率和纯度提高。

技术领域

本发明属于化学材料技术领域，涉及一种2-氟丙二酸二氟硼酸锂的制备方法及其应用。

背景技术

近年来各个领域对电池能量密度的需求飞速提高，迫切需要开发出高能量密度的锂离子电池。目前，商业化的锂离子电池主要是以石墨为负极材料，其理论比容量为372mA·h/g，而市场上的高端石墨材料已经可以达到360～365mA·h/g的能量密度，接近理论极限。因此为了能够持续提高锂离子电池的能量密度，硅基负极材料应运而生，其理论比容量能够达到3580～4200mA·h/g、脱锂电位0.5V、储量丰富、原材料成本低廉，是极具潜力的下一代高能量密度负极材料。但是硅基负极材料在使用规程中存在两个关键缺陷：

硅材料在脱嵌锂过程中反复膨胀收缩，致使负极材料粉化、脱落，并最终导致负极材料失去电接触而使电池彻底失效。

硅材料表面SEI膜的持续生长，会一直不可逆地消耗电池中有限的电解液和来自正极的锂，最终导致电池容量的迅速衰减。

针对硅基负极材料的缺陷，目前主要从以下两个方面加以解决：

粘合剂方面：开发合适的粘合剂来保持电极结构的完整性，使得硅基负极在膨胀的时候体积变化率减小至合理的范围之内。

电解液方面：采用高含量的电解液功能性添加剂FEC稳定碳硅负极SEI膜，但是高含量的FEC容易被高镍正极材料或者高电压NMC正极材料催化分解。另外，通过加入一定量的二草酸硼酸锂(LiBOB)和VC添加剂可以产生协同作用增加SEI膜的厚度，以此提高硅基负极材料的稳定性。

另外，《Unsymmetrical fluorinated malonatoborate as an amphotericadditive for high-energy-density lithium-ion batteries》，Jung-Gu Han、Jae BinLee等公开了一种新型功能性添加剂2-氟丙二酸二氟硼酸锂(LiFMDFB)，其结构式为该物质的合成路线如下：

该文献公开的合成方法存在产品收率低、纯度低的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种产品收率高、纯度高的2-氟丙二酸二氟硼酸锂的制备方法及其应用。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明的一个目的是提供一种2-氟丙二酸二氟硼酸锂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将2-氟丙二酸二酯与氢氧化锂水溶液进行碱解反应，得到2-氟丙二酸锂水溶液；

(2)将步骤(1)中制得的2-氟丙二酸锂水溶液浓缩后，进行真空干燥，得到2-氟丙二酸锂；

(3)将步骤(2)中制得的2-氟丙二酸锂和三氟化硼络合物在有机溶剂中进行反应，得到2-氟丙二酸二氟硼酸锂的有机溶液；

(4)将步骤(3)中制得的2-氟丙二酸二氟硼酸锂的有机溶液，进行过滤、重结晶、干燥得到产品2-氟丙二酸二氟硼酸锂。

优选地，所述的2-氟丙二酸二酯为2-氟丙二酸二甲酯和/或2-氟丙二酸二乙酯。