[发明专利]双草酸硼酸锂的制备方法及双草酸硼酸锂的应用

说明书

本发明提供了一种双草酸硼酸锂的制备方法及双草酸硼酸锂的应用。其中，双草酸硼酸锂以无水草酸、无水草酸锂和无水硼酸三乙酯为原料，在高温下反应可得。双草酸硼酸锂的制备方法包括步骤：(1)预处理；(2)预混合；(3)高温反应；(4)后处理。本发明双草酸硼酸锂的制备方法，在高温反应前先将各原料进行预处理除水，在高温反应和后处理中皆避免引入水分，可以明显的减少产物与水的副反应，故提高了合成所得双草酸硼酸锂的纯度和收率，其纯度可达99.9％，收率可达90％，水分＜100ppm。

技术领域

本发明涉及一种化合物合成技术领域，尤其涉及一种双草酸硼酸锂的制备方法及双草酸硼酸锂的应用。

背景技术

锂离子电池主要是由电池外壳、正极材料、隔膜、负极材料、电解液构成，其中电解液是电池的重要组成部分之一，它在电池的正、负极材料之间起着传输锂离子的作用，对电池的容量、循环性能和安全性有着重要的影响。电解液主要包括非水有机溶剂和锂盐两大部分。另外为了改善电池的性能，往往还会在电解液中添加一些辅助的添加剂，比如成膜添加剂、阻燃添加剂、补锂剂等。

目前锂盐主要包括高氯酸锂(LiClO₄)、四氟硼酸锂(LiBF₄)、六氟磷酸锂(LiPF₆)、六氟砷酸锂(LiAsF₆)等，其中LiPF₆是目前应用于商品化锂离子电池中最主要的电解质锂盐，但是LiPF₆的热稳定性很差，当温度超过70℃就会开始分解产生氢氟酸，氢氟酸在电池当中会严重的腐蚀正极材料，使正极材料的金属溶解，对电池的性能造成不可逆的损害，另外氢氟酸对人体和环境有着非常大的危害。

双草酸硼酸锂(LiBOB)分子式为LiB(C₂O₄)₂。其为目前研究开发的新型锂盐中有可能替代LiPF₆而广泛应用于商品化锂离子电池的电解质，同时采用其低含量也可作为一种添加剂使用。其结构式如下所示。

双草酸硼酸锂(LiBOB)作为新型的锂盐主要具有以下几点优势：

(1)具有比较宽的电化学窗口(＞4.5V)，故使得其在电池的充放电过程中不会与正负极材料发生反应。

(2)相比于六氟磷酸锂的热不稳定性，双草酸硼酸锂(LiBOB)的热稳定性良好，其分解温度高达302℃，而且其分子中不含氟元素，其热分解产物为B₂O₃和CO₂，对人体和环境友好无害。

(3)具有良好的溶解度和较高的电导率，在溶剂DMF、DMSO、DME、AN、PC和GBL等许多有机溶剂中的溶解度都可以达到1mol/L。在25℃时，1mol/L的LiBOB/DME溶液的电导率为14.9mS/cm，1mol/L的LiBOB/AN溶液的电导率更是高达25.2mS/cm。