鋰電池電解液是電池中離子傳輸?shù)妮d體,一般由鋰鹽和有機(jī)溶劑組成。電解液在 鋰電池正、負(fù)極之間起到傳導(dǎo)離子的作用,是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點(diǎn)的保證。電解液一般由高純度的有機(jī)溶劑、電解質(zhì)鋰鹽、必要的添加劑等原料,在一定條件下、按 一定比例配制而成的。目前,最常見(jiàn)的電解質(zhì)鋰鹽是六氟磷酸鋰(LiPF6),在制造電解液過(guò) 程中,六氟磷酸鋰可以占到電解液成本的五成到七成,主要用于鋰離子動(dòng)力電池、鋰離子儲(chǔ) 能電池,具有循環(huán)效率好,熱穩(wěn)定性較好,電導(dǎo)率高的優(yōu)點(diǎn)。然而,作為電解質(zhì)鋰鹽,六氟磷酸鋰存在對(duì)水分敏感、熱穩(wěn)定性差的缺點(diǎn),易導(dǎo)致 電池性能在高溫下嚴(yán)重惡化,產(chǎn)生的氟化氫會(huì)對(duì)電極材料、SEI膜等電池元件造成損壞,從 而導(dǎo)致鋰電池容量的下降和使用壽命的縮短。相較于六氟磷酸鋰,四氟硼酸鋰(LiBF4)具有更寬的工作溫度范 圍,更強(qiáng)的耐水解能力;但單獨(dú)使用會(huì)導(dǎo)致鋰離子電池的容量和庫(kù)倫效率下降。而二氟草酸硼酸鋰(LiODFB)是一種新型鋰鹽,具有很好的成膜性能,在熱穩(wěn)定性、高低溫性能、電化學(xué) 穩(wěn)定性等方面都表現(xiàn)優(yōu)異,可極大地提高電池的安全性能。
文章提供了一種純化二氟草酸硼酸鋰與四氟硼酸鋰混合鋰鹽的方法,包括如下步驟:
在惰性保護(hù)氣體中,攪拌條件下,將草酸鋰加入有機(jī)溶劑中,制備草酸鋰懸濁液;
將三氟化硼·乙醚滴加至草酸鋰懸濁液中,至草酸鋰懸濁液變?yōu)槌吻?
繼續(xù)攪拌至反應(yīng)完成,得到二氟草酸硼酸鋰與四氟硼酸鋰的混合反應(yīng)液;
然后經(jīng)過(guò)助純化濾膜進(jìn)行純化;
其中,所述助純化濾膜中包含乙醇、聚乙二醇二丙烯酸酯、1 ,1 '-(亞甲基二-4 , 1-亞苯基)雙[2-羥基-2-甲基-1-丙酮]、三氟甲基磺酸鈧、2-(3-硝基-2-吡啶)丙二酸二甲 酯、苯并呋喃-2-三氟硼酸鉀。
提示:
助純化濾膜中乙醇、聚乙二醇二丙烯酸酯、1 ,1 '- (亞甲基二-4 ,1-亞苯基)雙[2-羥基-2-甲基-1-丙酮]、三氟甲基磺酸鈧、2-(3-硝基-2-吡 啶)丙二酸二甲酯、苯并呋喃-2-三氟硼酸鉀的質(zhì)量比為100:100-150:4-10:0 .1-0 .3:0 .1- 0 .4:0 .2-0 .5。
助純化濾膜的制備過(guò)程為:將乙醇、聚乙二醇二丙 烯酸酯、1 ,1 '-(亞甲基二-4 ,1-亞苯基)雙[2-羥基-2-甲基-1-丙酮]、三氟甲基磺酸鈧、2- (3-硝基-2-吡啶)丙二酸二甲酯、苯并呋喃-2-三氟硼酸鉀,以質(zhì)量比100:100-150:4-10: 0 .1-0 .3:0 .1-0 .4:0 .2-0 .5的比例加入反應(yīng)器中,恒溫60-80℃下通氮?dú)鈹嚢?0-150min,將 混合物傾倒在玻璃板上,然后在混合物上方加蓋石英玻璃板,控制混合物厚度為100-300μ m,經(jīng)紫外線照射30-120s,丙酮洗滌6-24h,靜置干燥后即得到助純化濾膜。
有機(jī)溶劑為碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙腈、四氫呋 喃、甲苯、乙酸乙酯、乙二醇二甲醚、乙醚、二甲基甲酰胺或丙酮中的一種或多種,例如碳酸 二甲酯。
繼續(xù)攪拌至反應(yīng)完成中所述反應(yīng)溫度為70-100℃,反應(yīng)時(shí)間為2- 5h。
本方法的優(yōu)點(diǎn):
減少了二氟草酸硼酸鋰和四氟硼酸鋰的分離及純化過(guò)程,在很大程度上簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝并節(jié)約了成本;
提供了一種純化混合鋰鹽的方法,提高了混合鋰鹽的純度和產(chǎn)率,使得制備的混合鋰鹽能夠直接應(yīng)用在鋰離子電池中,并且成本低廉;
本發(fā)明提供純化混合鋰鹽能夠很好的改善鋰離子電池的常溫和高溫循環(huán)性 能,在替代六氟磷酸鋰方面具有很好的應(yīng)用前景;更進(jìn)一步的,制備不同比例的混合鋰鹽, 可以適應(yīng)各種電解液配方,降低成本。
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