一種四氟硼酸鋰的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種四氟硼酸鋰的制備方法，包括下列步驟：1）常溫常壓下，將氟化鋰溶解在無(wú)水氟化氫中，得氟化鋰溶液；2）將三氟化硼氣體通入步驟1）所得氟化鋰溶液中，反應(yīng)30～60min，得混合液；3）將步驟2）所得混合液降溫結(jié)晶，過(guò)濾并烘干，即得四氟硼酸鋰。本發(fā)明的四氟硼酸鋰的制備方法，所用三氟化硼為工業(yè)級(jí)原料，價(jià)廉且易得；反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)時(shí)間短，能耗低，降低了生產(chǎn)成本；所得四氟硼酸鋰產(chǎn)品的質(zhì)量好，純度達(dá)到99.5%以上，水分控制在100ppm以下，完全滿足鋰離子電池生產(chǎn)的需要，具有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及社會(huì)價(jià)值；合成工藝簡(jiǎn)單，易于操作和控制，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
【專利說(shuō)明】一種四氟硼酸鋰的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于四氟硼酸鋰【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種四氟硼酸鋰的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 長(zhǎng)久以來(lái)，化石能源枯竭和環(huán)境污染一直是世界各國(guó)面臨的主要問(wèn)題，鋰離子電 池作為21世紀(jì)探索開發(fā)出的綠色環(huán)保清潔能源，得到了大力推廣和應(yīng)用。伴隨著鋰離子電 池應(yīng)用范圍的不斷拓寬，尤其是在電動(dòng)汽車等動(dòng)力電池領(lǐng)域的飛速進(jìn)展，其對(duì)環(huán)境、溫度及 安全要素的不同需求對(duì)電解質(zhì)體系提出了苛刻要求。
[0003] 電解質(zhì)是鋰離子電池電解液不可或缺的組成部分，是鋰離子電池性能的決定因素 之一。因此對(duì)電解質(zhì)體系進(jìn)行改進(jìn)是改善鋰離子電池的電性能和安全性的重要方面。當(dāng)前， 傳統(tǒng)鋰鹽六氟磷酸鋰對(duì)水分和HF極其敏感，容易發(fā)生分解反應(yīng)產(chǎn)出微量的LiF及PF5，且不 耐高溫，限制了其在動(dòng)力電池上的應(yīng)用。
[0004] 四氟硼酸鋰的分子式為L(zhǎng)iBF4，分子量為93. 74,主要作為新型鋰鹽和成膜添加劑 應(yīng)用于鋰離子電池。LiBF4作為新型鋰鹽，其在水分、溫度敏感性及安全性能等方面的優(yōu)勢(shì)， 使其迎合了鋰離子電池的需求，成為近期關(guān)注的熱點(diǎn)。四氟硼酸鋰電解質(zhì)的熱穩(wěn)定性較好， 對(duì)環(huán)境水分不敏感，有希望發(fā)展成為民用、軍事、三航領(lǐng)域微型、儲(chǔ)能及動(dòng)力銼離子電池等 領(lǐng)域廣泛采用的優(yōu)秀電解質(zhì)體系。
[0005] 目前，合成四氟硼酸鋰的方法主要有固相-氣相法、非水溶液法和水溶液法。其 中，固相_氣相法是在高溫下，以基礎(chǔ)鹽為原料生成，再用有機(jī)溶劑提純得到產(chǎn)品，需先合 成中間體，合成難度大，設(shè)備要求高，難以得到較純的產(chǎn)品，需進(jìn)一步提純。非水溶液法是在 有機(jī)溶劑中形成懸濁液，再發(fā)生反應(yīng)生成產(chǎn)品，其采用有機(jī)溶劑，有副反應(yīng)的發(fā)生，同時(shí)產(chǎn) 生結(jié)合緊密的中間化合物，分離困難。水溶液法采用酸類與基礎(chǔ)鋰鹽反應(yīng)、濃縮、結(jié)晶、過(guò) 濾、干燥，再重結(jié)晶得到較為純凈的產(chǎn)品，然而水溶液法由于采用的是無(wú)機(jī)介質(zhì)提純四氟硼 酸鋰，存在產(chǎn)品脫水、提純、分離困難等問(wèn)題，其生產(chǎn)成本也高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種四氟硼酸鋰的制備方法，解決現(xiàn)有制備方法所得四氟硼 酸鋰純度低且生產(chǎn)成本較高的問(wèn)題。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種四氟硼酸鋰的制備方法，包 括下列步驟：
[0008] 1)常溫常壓下，將氟化鋰溶解在無(wú)水氟化氫中，得氟化鋰溶液；
[0009] 2)將三氟化硼氣體通入步驟1)所得氟化鋰溶液中，反應(yīng)30?60min，得混合液； [0010] 3)將步驟2)所得混合液降溫結(jié)晶，過(guò)濾并烘干，即得四氟硼酸鋰。
[0011] 步驟1)中所述氟化鋰溶液中氟化鋰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%?7%。
[0012] 步驟1)中所述氟化鋰為高純氟化鋰。
[0013] 步驟2)中通入三氟化硼氣體的量為：三氟化硼與氟化鋰的摩爾比為1?2. 5:1。
[0014] 步驟2)中所得混合液中四氟硼酸鋰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%?25%。本申請(qǐng)的反應(yīng)為常 壓反應(yīng)，通入三氟化硼時(shí)有部分氟化氫氣體溢出。步驟2)中通入三氟化硼氣體帶出的氣體 可以冷凝回收后重復(fù)利用。
[0015] 步驟3)中所述降溫結(jié)晶是梯度降溫結(jié)晶。
[0016] 所述梯度降溫結(jié)晶是在5?-40°C范圍內(nèi)梯度降溫結(jié)晶。
[0017] 所述梯度降溫結(jié)晶是從5°C開始，以2°C /h的速度降溫結(jié)晶。
[0018] 步驟3)中所述烘干的溫度是30?70°C。
[0019] 所述烘干的方法是用熱氮?dú)獯蹈晌锪?。所述熱氮?dú)馐怯傻獨(dú)饧訜釞C(jī)加熱氮?dú)猱a(chǎn)生 的。
[0020] 熱氮?dú)獾臏囟葹?0?70°C，溫度過(guò)高容易使四氟硼酸鋰分解；溫度過(guò)低容易使四 氟硼酸鋰中夾雜的無(wú)水氟化氫出不來(lái)。
[0021] 本發(fā)明的四氟硼酸鋰的制備方法，以高純氟化鋰與三氟化硼氣體常溫常壓條件下 在無(wú)水氟化氫中反應(yīng)，經(jīng)降溫結(jié)晶、過(guò)濾、烘干得到高純四氟硼酸鋰，所用三氟化硼為工業(yè) 級(jí)原料，價(jià)廉且易得；氟化鋰在無(wú)水氟化氫中極易溶解且溶解度大，減少反應(yīng)時(shí)間、提高反 應(yīng)效率，避免了采用有機(jī)溶劑時(shí)氟化鋰不溶或溶解度低、反應(yīng)效率低、容易發(fā)生副反應(yīng)及容 易引入雜質(zhì)的問(wèn)題；該制備方法反應(yīng)條件溫和，反應(yīng)時(shí)間短，反應(yīng)率高，生產(chǎn)能力高，能耗 低，降低了生產(chǎn)成本；制備過(guò)程中水分含量低且工藝過(guò)程只有一步，無(wú)需進(jìn)行脫水、提純、分 離，利于操作且節(jié)省成本；所得四氟硼酸鋰產(chǎn)品的質(zhì)量好，純度達(dá)到99. 5%以上，水分控制 在lOOppm以下，完全滿足鋰離子電池生產(chǎn)的需要，具有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值及社會(huì)價(jià)值；合成 工藝簡(jiǎn)單，易于操作和控制，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

【具體實(shí)施方式】 [0023] 中，所用原料的純度如表1所示：
[0024] 表1原料純度表

【權(quán)利要求】
1. 一種四氟硼酸鋰的制備方法，其特征在于：包括下列步驟： 1) 常溫常壓下，將氟化鋰溶解在無(wú)水氟化氫中，得氟化鋰溶液； 2) 將三氟化硼氣體通入步驟1)所得氟化鋰溶液中，反應(yīng)30?60min，得混合液； 3) 將步驟2)所得混合液降溫結(jié)晶，過(guò)濾并烘干，即得四氟硼酸鋰。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四氟硼酸鋰的制備方法，其特征在于：步驟1)中所述氟化鋰 溶液中氟化鋰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%?7%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四氟硼酸鋰的制備方法，其特征在于：步驟2)中通入三氟化 硼氣體的量為：三氟化硼與氟化鋰的摩爾比為1?2. 5:1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的四氟硼酸鋰的制備方法，其特征在于：步驟2)中所得混 合液中四氟硼酸鋰的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%?25%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四氟硼酸鋰的制備方法，其特征在于：步驟3)中所述降溫結(jié) 晶是梯度降溫結(jié)晶。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的四氟硼酸鋰的制備方法，其特征在于：所述梯度降溫結(jié)晶是 在5?-40°C范圍內(nèi)梯度降溫結(jié)晶。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的四氟硼酸鋰的制備方法，其特征在于：所述梯度降溫結(jié) 晶是從5°C開始，以2°C /h的速度降溫結(jié)晶。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的四氟硼酸鋰的制備方法，其特征在于：步驟3)中所述烘干的 溫度是30?70°C。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的四氟硼酸鋰的制備方法，其特征在于：所述烘干的方法是用 熱氮?dú)獯蹈晌锪稀?br> 【文檔編號(hào)】C01B35/06GK104291347SQ201410053637
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年2月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月17日
【發(fā)明者】閆春生, 陳虎, 馬廣輝, 賈雪峰, 薛峰峰, 王永勤, 王艷君, 劉陳紅 申請(qǐng)人:多氟多化工股份有限公司