[发明专利]一种双草酸硼酸盐的制备方法

说明书

本发明涉及锂电池电解液添加剂制备技术领域，具体涉及一种双草酸硼酸盐的制备方法。其制备原料至少包括二烷基草酸硅酯、MBF₄，所述M选自Li、Na、K、Rb、Cs中任一种。本发明提供的制备双草酸硼酸盐的方法目标产物的转化率较高，反应产物单一，几乎没有副产物生成；工艺过程不引入水和草酸，反应和纯化过程简便，产品质量易于控制；实施过程中几乎无三废，产生的回收溶剂和过滤母液可经过蒸馏后重复使用。

技术领域

本发明涉及锂电池电解液添加剂制备技术领域，具体涉及一种简便的、经济的、易于工业化的双草酸硼酸盐的制备方法。

背景技术

随着全球经济的快速发展，人们对能源的需求量也日益增大，而传统化石燃料的有限性及所带来的生态环境问题也日益突出，促使人们将目光转向一些清洁可再生新能源。其中锂离子电池因具有相对较高的放电电压和比能量、长的循环寿命和储存寿命等一系列的优势，备受人们的关注。

为了获得高能量密度的锂离子电池，可以在锂离子电池的电解液中添加功能性添加剂，通常情况下，电解液添加剂只需少量加入就能显著提高锂离子电池的能量密度与循环性能。在一系列电解液添加剂中，双草酸硼酸盐类电解液添加剂展示了良好的性能。

目前双草酸硼酸盐类电解液添加剂已公开的制造方法较多，现列举部分：

德国专利DE19829030C1提出了以原料含有锂的化合物如LiOH或Li₂CO₃，草酸或草酸盐，硼酸或硼的氧化物制备LiBOB的方法。采用该制备方法简单易行，且原料价廉易得。但由于整个反应过程都伴随着大量水的存在，而水对用作锂离子电池电解质的LiBOB负面影响巨大，因此如何保证产品无水成为利用这种方法制备LiBOB的关键。另外，这种方法制得LiBOB产品中易含有草酸等未反应完全的原料物质，产品纯度较低。

美国专利US0034235A1采用Li[B(OCH₃)₄]和(CH₃)₃SiOOCCSi(CH₃)在乙腈溶剂中反应制备LiBOB。采用该制备方法在反应过程中不会产生水，且所得产品纯度较高。缺点是合成路线原料难以获得，成本较高，不适合工业化生产。

专利CN 104447828B中提出，以锂源化合物、硼化合物和草酸化合物为主要原料，通过固相-液相结合法，经反应、抽滤、真空干燥，制备双草酸硼酸锂粗产品。该方法的反应和纯化过程较为复杂，而且制备过程中产品质量不易控制，且整个实施过程中会产生较多的废液，不利于环保。

综上所述，目前在制备双草酸硼酸盐的工艺过程中，存在反应温度高导致的产率与纯度较低，较多的水分和草酸残留，并且在工艺过程中产生较多的废弃物等问题，不利于双草酸硼酸盐类电解液添加剂的发展。

因此，结合上述问题，提供一种双草酸硼酸盐的制备方法，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明第一方面提供一种双草酸硼酸盐，其制备原料至少包括二烷基草酸硅酯、MBF₄，所述M选自Li、Na、K、Rb、Cs中任一种。

作为本发明的一种优选方案，其中，所述二烷基草酸硅酯与MBF₄的摩尔比为(2～4)：1。

作为本发明的一种优选方案，其中，所述二烷基草酸硅酯结构式如式Ⅰ所示：

所述式Ⅰ中R₁、R₂独立选自C1～C10烷基、C2～C10烯基、C2～C10炔基、C6～C12芳基中任一种。