[发明专利]草酸硼酸盐及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种草酸硼酸盐及其制备方法和应用。草酸硼酸盐的分子结构式如下述通式Ⅰ所示；通式Ⅰ中的R₁、R₂独立的为卤素元素、SCN、NCS、NSO、NCO中的任一种基团，且R₁、R₂中的至少一基团为SCN、NCS、NSO、NCO中的任一种；或R₁、R₂独立且不相同为SCN、NCS、NSO、NCO中的任一种；M为阳离子元素。草酸硼酸盐用于电解液时，能够有效除去电解液中的水分和降低酸度，从而有效抑制电解液在存储过程中的水分和酸度的上升，提升电解液的稳定性和安全性。

技术领域

本发明属于电池材料技术领域，具体涉及一种草酸硼酸盐及其制备方法，一种电解液和二次电池。

背景技术

锂离子电池是90年代开始发展起来的一种新型高能二次电池，锂离子电池与其他电池相比，具有能量密度高、体积小质量轻、放电速率快、自放电率低、循环寿命长、无记忆效应优点，不仅在手机、笔记本电脑等领域得到了广泛的应用，而且也被认为是电动车、大型储能装置的最佳选择之一。随着无人机的兴起，锂离子电池在无人机领域得到了广泛的应用。

随着社会需求的不断发展，锂离子电池的使用寿命、高低温性能、安全性能、倍率性能等已不能满足动力电池发展的要求。提升动力电池性能有多种途径，其中电解质盐的结构、性质对于离子电池的电化学性能起着至关重要的作用。到目前为止，人们已开发出数目众多的新型离子电池的电解质盐，这些盐虽然具有更好的热稳定性和高低温性能，但也有一些明显的不足，如溶解度低、合成难度大、价格昂贵、腐蚀集流体等。

另外，电解液基本理化指标中的酸度、水份两项指标是检验电解液性能好坏最直接的标准。但是，电解液的原材料包括电解质盐、生产过程、使用过程等各种环节中，都有可能带入水份，影响电解液性能的发挥，甚至电解液在储存备用的情况下，也有可能受到水份的影响。电解液中水份的存在，会缩短电解液的保质期，直至影响到电解液外注入电池后电化学性能的发挥。另一方面，水份会和电解液中的锂盐会发生不可逆反应，影响到电解液性能的发挥。电解液所含的电解质盐也会在使用过程中导致电解液酸度升高，从而导致电解液的腐蚀增强而导致电池性能下降。有文献报道使用六甲基二硅胺可以降低电解液的酸度，或者使用含磷的有机化合物来稳定电解液中的路易斯酸。

目前虽然有公开降低或除去电解液中的水分含量和降低酸度的报道，但是效果都不是很理想。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种草酸硼酸盐及其制备方法，以解决现有降低或除去电解液中的水分含量和降低酸度效果不理想的技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种电解质盐、含有该电解质盐的电解液和含有电解液的二次电池，以解决现有电解液存在水分和酸度控制不理想而导致电池性能下降的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明的一方面，提供了一种草酸硼酸盐。本发明草酸硼酸盐的分子结构式如下述通式Ⅰ所示：

其中，通式Ⅰ中的R₁、R₁独立的为卤素元素、SCN、NCS、NSO、NCO中的任一种基团，且R₁、R₂独立且不相同为SCN、NCS、NSO、NCO中的任一种，或R₁、R₂中的至少一基团为NSO、NCO中的任一种；或R₁、R₂独立且不相同为SCN、NCS、NSO、NCO中的任一种；M为阳离子元素。由于草酸硼酸盐具有通式Ⅰ所示的分子结构和基团，其具有较好的热稳定性和较高的离子电导率，且草酸硼酸盐含有SCN、NCS、NSO、NCO中的至少一种基团可以与水或/和酸反应，将其用于电解液时，能够有效除去电解液中的水分和降低酸度，从而有效抑制电解液在存储过程中的水分和酸度的上升，提升电解液的稳定性和安全性。