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如何分離目標產物LiDFOB和副產物LiBF4

2021-12-05 20:09:55 Summer 318

鋰電池具有能量密度高、工作電壓高、自放電小、循環壽命長、無記憶效應、無污染等優點,因而被廣泛應用于便攜式工具、筆記本電腦、移動通訊、電動汽車等諸多領域。一直以六氟磷酸鋰(LiPF6)作為其主要的電解質鋰鹽,但LiPF6極易吸 潮,熱穩定性差;需要研究和開發其他新型的、性能更好的電解質鋰鹽以替代LiPF6。近幾年 研究較多的主要是磷酸鋰及硼酸鋰的配合物。雙乙二酸硼酸鋰(Lithium bis(oxalato) borate,簡稱LiBOB)基電解液的高溫性能優越,但低溫性能較差;而在已知的幾種電解質鋰鹽中四氟硼酸鋰(Lithium Tetrafluoroborate,簡稱LiBF4)的低溫性能較好。二氟草酸硼酸鋰(Lithium-oxalydifluoroborate,簡稱LiDFOB)由于其獨特的化學結構,使其結合了LiBOB和LiBF4的優勢,成為極有希望代替LiPF6的新型電解質鋰鹽,而成為研究的熱點。

為解決上述技術問題,本文章的目的是提供一種二氟草酸硼酸鋰的制備方法,該制備方法高效,產物純度高。

包括以下步驟:

  1. S1、向Li2C2O4中緩慢滴加BF3·O(CH2CH3)2,水浴加熱到30-120℃,然后將原料混合 物轉入一密閉反應器中反應,其中,Li2C2O4和BF3·O(CH2CH3)2的摩爾比為1:2;

  2. S2、將反應后的固液混合物過濾,去除雜質;

  3. S3、將過濾得到的清液加入到析晶劑中,用布氏漏斗抽濾,抽濾過程中用析晶劑淋洗,得粗產品;所述析晶劑包括有機溶劑;

  4. S4、將所述粗產品再次加入到析晶劑中,過濾除去雜質,得到一次提純樣品;

  5. S5、將所述提純樣品真空干燥,得到干燥的二氟草酸硼酸鋰。

擴展

  1. 在步驟S1中,反應溫度為55-95℃,反應時間為30-60h。

  2. 在步驟S2中,反應后的固液混合物于常溫下過濾。

  3. 在步驟S2中,去除的雜質為未反應的Li2C2O4和生成的LiF固體。

  4. 在步驟S3中,析晶劑為乙醚、甲苯、二甲苯和正己烷中的至少一種。

  5. 在步驟S4中,析晶劑為乙醚、甲苯、二甲苯和正己烷中的至少一種。

  6. 在步驟S3中,析晶劑的用量為清液的15-40倍。

  7. 在步驟S3中,真空干燥溫度為100-140℃,壓力為-0 .03~0 .08MPa,真空干燥時間為30-50h。

本方法的優點:

利用有機溶劑固相法制備了目標產物和副產物的混合物。通過上述反應過程,找到了一種可以初步分離目標產物LiDFOB和副產物LiBF4的方法,在制備過程中,采用多種純化步驟進行純化,配合析晶劑和抽濾步驟,提高了產物的純度,且產率較高。

資料擴展固相法:

固相法是一種傳統的制粉工藝,雖然有其固有的缺點,如能耗大、效率低、粉體不夠細、易混入雜質等,由于該法制備的粉體顆粒無團聚、填充性好、成本低、產量大、制備工藝簡單等優點,迄今仍是常用的方法。

固相法通常具有以下特點:

1)固相反應一般包括物質在相界面上的反應和物質遷移兩個過程。

2)一般需要在高溫下進行。
3)固態物質間的反應活性較低
4)整個固相反應速度由最慢的速度所控制。
5)固相反應的反應產物具階段性:原料→最初產物→中間產物→最終產物。
固相法按其加工的工藝特點又可分為機械粉碎法和固相反應法兩類。機械粉碎法是用碎機將原料直接研磨成超細粉。固相反應法是把金屬鹽或金屬氧化物按配方充分混合,經研磨后再進行煅燒發生固相反應后,直接得到或再研磨后得到超細粉。


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