雙草酸硼酸鋰合成與提純方法的研究.pdf

1、新型鋰離子電解質(zhì)鹽雙草酸硼酸鋰(LiBOB)與商用鋰離子電解質(zhì)鹽六氟磷酸鋰(LiPF6)相比，具有穩(wěn)定性好、分解產(chǎn)物對環(huán)境污染小、分解電勢高、能夠更好地保護(hù)鋁集流體和參與SEI膜形成等優(yōu)點(diǎn)，成為最有可能取代LiPF6而商業(yè)化應(yīng)用于鋰離子電池中的鋰鹽。但是目前對其合成與提純方法還不是很完善，因此改進(jìn)雙草酸硼酸鋰的合成與提純方法具有重要的實(shí)際意義。
　　 本文選用硼酸、草酸和不同鋰源，采用TG-DTA方法分析了LiBOB合成過程的化

2、學(xué)變化，確定了不同溫度下產(chǎn)物的特征;基于TG-DTA結(jié)果及原料的物理化學(xué)特性，對合成方式進(jìn)行改進(jìn)，采用分段加熱方式合成了LiBOB，通過XRD、FTIR、電化學(xué)測試等手段對LiBOB進(jìn)行表征，由此選取鋰源;通過幾種提純方法及其提純產(chǎn)率的比較，改進(jìn)了提純方法，通過對常用有機(jī)溶劑物理性質(zhì)的比較，選取了最佳提純?nèi)軇?從電解液的電導(dǎo)率和溶解性、含水量、LiBOB電解液在磷酸鐵鋰電池中循環(huán)性能等方面評價了自制LiBOB性能，得到以下結(jié)論:

3、　　 (1)通過改進(jìn)的固相合成法合成了LiBOB，采用分段加熱法，克服了草酸作為草酸根的提供源時在120℃就開始揮發(fā)的缺點(diǎn)。LiBOB穩(wěn)定存在的溫度范圍是240℃-300℃，實(shí)際分解溫度為310℃左右。
　　 (2)通過XRD、各組分含量、ICP、產(chǎn)率、錳酸鋰電池性能等方法，分析了鋰源對合成LiBOB性能的影響，發(fā)現(xiàn)以Li2C2O4為鋰源合成的LiBOB含有較多雜相，達(dá)不到作為電解質(zhì)鹽的要求;以CH3COOLi·2H2O作為鋰

4、源合成的LiBOB產(chǎn)率很低;以Li2CO3和LiOH為鋰源合成的LiBOB都有較高的純度，較好的物相結(jié)構(gòu)，較高的產(chǎn)量，可以作為電池用電解質(zhì)使用。
　　 (3)通過比較不同提純方法對合成LiBOB產(chǎn)率的影響，提出改進(jìn)的提純方法，由此可以獲得更高的產(chǎn)率、更高的提純效率，能夠在短時間內(nèi)獲得純LiBOB產(chǎn)物。采用改進(jìn)的固相合成法及改進(jìn)的提純方法，合成時間大大縮短，產(chǎn)率也較傳統(tǒng)方法有所提高，其中鋰源為LiOH·H2O和Li2CO3時總產(chǎn)率

5、最高，分別達(dá)到74.1％和72.7％。在改進(jìn)的提純方法中對有機(jī)溶劑進(jìn)行了篩選，a類溶劑選取乙腈和丙酮，沸點(diǎn)分別為81.8℃和56.5℃;b類溶劑選取甲苯和對二甲苯，沸點(diǎn)分別為110.8℃和138.5℃。
　　 (4)LiBOB在有機(jī)溶劑中的電導(dǎo)率與其溶解性成正比關(guān)系，LiBOB在γ-BL、AN與混合溶劑中的電導(dǎo)率都要高于這種比例關(guān)系。LiBOB在EC/PC/DMC混合有機(jī)溶劑中的溶解度可達(dá)1mol/L左右，可以作為電解質(zhì)鹽使用。