[发明专利]双丙二酸硼酸锂的制备方法

说明书

本发明公开了一种双丙二酸硼酸锂的制备方法，包括如下步骤：一、将丙二酸、四氟硼酸锂、反应溶剂加入到反应容器中，升温至40~60℃，然后将催化助剂滴加至反应容器中，滴加完催化助剂后，继续40~60℃保温反应6~8h，反应结束后得到双丙二酸硼酸盐反应液；所述的催化助剂为三甲基氯硅烷、二甲基二氯硅烷、四氯硅烷中的任意一种；二、反应液提纯后得到双丙二酸硼酸锂盐纯品。本发明的优点在于：一步合成，工艺路线简单，反应条件温和，操作方便，无需采用复杂的设备即可得到，反应过程中无毒害产物生成，反应生成的酸性气体只需要使用碱液进行吸收即可，整个反应过程安全环保，且合成的产品纯度高，收率高，具有高度的产业利用价值。

技术领域

本发明具体涉及双丙二酸硼酸锂盐制备方法。

背景技术

近年来，有机阴离子电解质盐越来越受到研究者的青睐，开始对其不断地研究和改进，由于其阴离子半径大、电荷分布散、电子离域化作用强等特点，使其电导率较高并且有助于电池电化学稳定性以及热稳定性的提高。在这一类有机阴离子锂盐中，新型电解质锂盐LiODFB、LiBOB和LiPF₆被认为是最有可能作为传统电解质锂盐的替代品之一，它们拥有着良好的稳定性、较高的溶解度以及电导率、较宽的电化学窗口等众多良好的性质。

为了尽可能的挖掘有机阴离子锂盐作为电解质锂盐所具有的优势、得到拥有更好的物化性能的有机阴离子锂盐，增加锂盐的阴离子半径以及改变阴离子构型可能是最有效的两种手段，对比ODFB-、BOB-离子而言，丙二酸硼酸根离子(MDFB-)以及双丙二酸硼酸根离子(BMB-)的2-位通过有机合成的方法易于修饰和衍生化，可以得到更多不同结构的有机阴离子使得这一类的锂盐拥有更好的扩展性，研究表明：（双）丙二酸硼酸盐结构中环应变的降低和分子中氟原子数量的减少有利于提高锂盐热稳定性和水稳定性以及与醚溶剂的相容性。因此，（双）丙二酸硼酸锂盐具有很大的市场前景。

其中双丙二酸硼酸锂盐的制备方法，目前主要有以下两种：一、使用碳酸锂、丙二酸和硼酸在水相中反应生成双丙二酸硼酸锂，再经除水，结晶干燥得到产品。该方法的缺点在于：原料来源不易得且储存困难，反应过程高温高压，不适合工业化生产。

二、丙二酸与三甲基氯硅烷反应先生成双(三甲基甲硅烷基)-丙二酸，再与四甲基硼酸锂反应生成双丙二酸硼酸锂盐，该方法的缺点在于：反应流程复杂，反应条件苛刻，生成的中间体双(三甲基甲硅烷基)-丙二酸易分解，对最终的产品纯度造成很大的影响，只适合实验室少量制备研究，不适合工业化生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种双丙二酸硼酸锂的制备方法，该制备方法原料易得，制备过程简单，易提纯、成本低，适于工业推广。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

双丙二酸硼酸锂盐，其结构是如下：

。

双丙二酸硼酸盐的制备方法，包括如下步骤：一、将丙二酸、四氟硼酸锂、反应溶剂加入到反应容器中，升温至40~60℃，然后将催化助剂滴加至反应容器中，滴加完催化助剂后，继续40~60℃保温反应6~8h，反应结束后得到双丙二酸硼酸盐反应液；所述的催化助剂为三甲基氯硅烷、二甲基二氯硅烷、四氯硅烷中的任意一种；二、反应液提纯后得到双丙二酸硼酸锂盐纯品。催化助剂采用滴加的方式，其目的或好处在于：一次性加入催化助剂会使反应过于迅速，瞬间释放大量热能，使反应温度升高，产生很多杂质，不利于反应进行；采用滴加方式可以防止局部浓度过大，保证反应稳定均匀地进行。40~60℃采用该反应温度的目的：反应温度越低、反应速率越慢、反应时间就会延长，甚至无法提供足够的反应能量导致反应无法进行；但过高的反应温度可能会引发副反应的发生，使收率下降。同时温度越高能耗越大。因此，在经过多次试验后，当温度到达40~60℃时，该反应收率效果最佳。

进一步地，前述的双丙二酸硼酸锂盐的制备方法，其中，丙二酸、四氟硼酸锂、催化助剂的投料摩尔比为2:（1~1.2）: 1~4。