[发明专利]二氟草酸硼酸锂的制备方法及其制备装置

说明书

本发明公开了二氟草酸硼酸锂的制备方法及其制备装置，属于锂离子电池电解液技术领域。所述方法包括：1）将三氟化硼络合物、溶剂和草酸锂混合，在40~110℃反应2~12h；2）将含四氟硼酸锂和二氟草酸硼酸锂的反应液进行一次减压蒸馏，蒸馏至溶剂量减少1/3~1/2，结束一次减压蒸馏；3）将得到的一次蒸馏余液进行冷凝、结晶；4）将一次蒸馏液与草酸和催化剂混合，在35~110℃反应4~8h后进行二次减压蒸馏，蒸馏至一次蒸馏液减少1/3~1/2，结束二次减压蒸馏；5）将二次蒸馏余液进行冷凝、结晶；6）将二氟草酸硼酸锂一次粗品和二次粗品重结晶，得到二氟草酸硼酸锂。本发明提供的方法可降低副反应，减少重结晶次数，收率高，原料利用率高。

技术领域

本发明涉及锂离子电池电解液技术领域，具体涉及二氟草酸硼酸锂的制备方法及其制备装置。

背景技术

锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命以及无污染的特点，因而被广泛应用于各类电器及电动设备中。电解液是锂离子电池主要组成部分之一，也是影响锂离子电池性能的关键材料之一。目前研究的新型锂盐主要集中于硼酸锂配合物及磷酸锂配合物，其中又以二氟草酸硼酸锂(LiODFB)最引人关注。其独特的化学结构，使其结合了双草酸硼酸锂及四氟硼酸锂的优势，使其同时具有较好的高低温性能、倍率性能和循环性能。

按照硼源的选择不同，目前LiODFB的主流制备方法分为BF₃络合物法和LiBF₄法。BF₃络合物法是以BF₃络合物和Li₂C₂O₄为原料，以乙醚或碳酸酯为溶剂加热回流得到LiODFB粗品，经多重结晶后得到目标产物。该方法优点是原料价格便宜，且不需要催化剂，成本相对偏低，但存在的缺点一是反应时间较长，一般需要6个小时以上，二是产物为二氟草酸硼酸锂和四氟硼酸锂，两者均溶解于碳酸二甲酯（DMC）等提纯溶剂，提纯工艺复杂。LiBF₄法是以LiBF₄和H₂C₂O₄为原料，以乙睛或碳酸酯为溶剂，AlCl₃或SiCl₄为催化剂，同样采用加热回流工艺制得LiODFB，如中国专利文献公开号109438489A是该方法采用AlCl₃为催化剂的典型案例。该方法的优点是二氟草酸硼酸锂为产物中的唯一锂盐，提纯相对简单，但缺点是原料成本较高。且两种方法均存在原料利用率低的问题。

发明内容

本发明提供了一种二氟草酸硼酸锂的制备方法及其制备装置，可实现产品的分阶段析晶，降低副反应，减少重结晶次数，且生产方法简单，成本低，产品收率高，提高原料利用率。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种二氟草酸硼酸锂的制备方法，包括如下步骤：

1）将三氟化硼络合物、溶剂和草酸锂混合，在40~110℃反应2~12h，得到含四氟硼酸锂和二氟草酸硼酸锂的反应液；

2）将所述步骤1）得到的含四氟硼酸锂和二氟草酸硼酸锂的反应液进行一次减压蒸馏，蒸馏至溶剂量减少1/3~1/2，结束一次减压蒸馏，得到一次蒸馏液和一次蒸馏余液；

3）将所述步骤2）得到的一次蒸馏余液进行冷凝、结晶，得到二氟草酸硼酸锂一次粗品；

4）将所述步骤2）得到的一次蒸馏液与草酸和催化剂混合，在35~110℃反应4~8h后进行二次减压蒸馏，蒸馏至一次蒸馏液减少1/3~1/2，结束二次减压蒸馏，得到二次蒸馏液和二次蒸馏余液；

5）将所述步骤4）得到的二次蒸馏余液进行冷凝、结晶，得到二氟草酸硼酸锂二次粗品和结晶剩余物；

6）将二氟草酸硼酸锂一次粗品和二氟草酸硼酸锂二次粗品重结晶，得到二氟草酸硼酸锂。

优选的，所述步骤1）中溶剂与三氟化硼络合物的摩尔比为1:2~4:1。