用化学吸附法纯化电池电解质
专利汇可以提供用化学吸附法纯化电池电解质专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及用化学 吸附 法从锂 电池 用的电池 电解 质中除去质子性杂质。，下面是用化学吸附法纯化电池电解质专利的具体信息内容。
1、一种纯化锂电池用电解质溶液的方法，其特征在于，包括下述 步骤：
a)加入化学吸附质子性杂质的固定到载体材料(吸附剂)上的碱， 和
b)分离吸附剂。
2、根据权利要求1的方法，其特征在于，将吸附剂加入到混合电 解质溶液。
3、根据权利要求1的方法，其特征在于，吸附剂首先被加入到溶 剂中以便进行除杂，然后分离并接着混合入电解质盐。
4、根据权利要求1到3中的任一项的方法，其特征在于，将碱固 定到载体上，如二氧化硅或聚苯乙烯或其它塑料。
5、根据权利要求1到4中的任一项的方法，其特征在于，所用吸 附剂是含有-NH2基团的碱，它通过1,2-亚丙基与二氧化硅基质结 合。
6、根据权利要求1到5中的任一项的方法，其特征在于，吸附剂 的加入量为0.2-3％(重量)，优选为0.4-1.0％(重量)。
7、一种适用于锂电池的电解质溶液，其特征在于，用权利要求1 所述的方法对其进行纯化。
8、根据权利要求6的电解质溶液，其包括有机碳酸酯和/或丙酸 酯和/或甲酸酯和/或乙酸酯和/或卤代碳酸酯和/或醚作为溶剂。
9、根据权利要求6的电解质溶液，其作为溶剂，包括有机碳酸酯， 选自：碳酸异丙烯酯，碳酸亚乙酯，碳酸亚丁酯，碳酸二甲酯，碳酸 二乙酯，碳酸乙基甲基酯，碳酸甲基丙基酯和碳酸乙基丙基酯，和/ 或丙酸酯，选自：丙酸甲酯和丙酸乙酯，和/或甲酸酯，选自：甲酸乙 酯或甲酸甲酯，和/或乙酸酯，选自：乙酸甲酯和乙酸乙酯，和/或卤 代碳酸酯，选自：氯代碳酸亚乙酯，氟代碳酸亚乙酯和氟代碳酸异丙 烯酯，和/或醚，例如二甲氧基乙烷。
10、根据权利要求6的电解质溶液，其含有LiPF6,LiBF4,LiAsF6, 甲基锂，酰亚胺锂或三氟甲磺酸锂作为电解质盐。
本发明涉及用化学吸附法从电池电解质中除去质子性杂质。
在通常使用的锂电池中(二次电池和一次电池)，常规使用由电解 质盐类，例如LiPF6,LiBF4,LiAsF6,甲基锂，酰亚胺锂或三氟甲磺酸 锂(lithium triflate)，以及溶剂的混合物，主要为有机碳酸酯，如 碳酸异丙烯酯，碳酸亚乙酯或碳酸亚丁酯，醚如二甲基醚，以及丙酸 酯如丙酸甲酯或丙酸乙酯组成的电解质。
不考虑个别组分的高纯度，这些电解质溶液通常包括质子性杂质 如水，醇类，过氧化物。然而，在电解质溶液中的电解质盐对这些杂 质非常敏感并分解成例如HF,LiF,POF3或PxOyFz和各种氧代氟磷酸 (RaPbOcFd)。这些分解产物对电池是非常有害的，因为它们腐蚀电池部 件，例如阴极和阳极，并对在电极上形成覆盖层有很大影响。这明显 地缩短了电池的寿命。
特别是，由于HF具有强腐蚀性，所以需要减少电解质混合物中HF的含量，实际上，其通常的含量为50-80ppm。对大多数用途，希望 HF的含量少于30ppm。
如果可能，电解质混合物中水的含量也应很低，从而根本不会产 生达到上述程度的分解产物。因此，希望非常低的水含量(例如少于 20ppm)。原先采用的减少水含量的常规方法不够有效。
加拿大专利申请2193119中描述了一种使用无氢氯化物，溴化物 或碘化物分离酸性杂质的方法。然而，该方法也不是最佳的，因为形 成的反应产物，即HCl,HBr和HI，在蒸馏去除过程中，以及甚至在 少数情况下在蒸馏去除以后，该反应产物仍残留在电解质混合物中， 并可引发进一步的反应。
此外，在文献(电化学会志(J.Electrochem.Soc.)143卷， No.12,3809-3819,1996)中建议，HF可以用碱，例如三丁胺中和。 然而，HF与三丁胺的反应产物留在电解质中，这是一个很大的缺点。 可以确信，这会减少循环效率。
因此，本发明的目的是找到一种除去质子性杂质，特别是水或HF 的方法，该方法操作简单，快速和有效，并且能将水和HF的含量减少 到小于30ppm。
现在已经发现，在载体上固定碱性基团可以避免上述缺点，并且 使得使用化学吸附法从电池溶剂中除去质子性杂质可简单而非常有效 地进行。
本发明据此提供一种纯化锂电池电解质溶液的方法，其特征在于， 具有以下步骤： a)加入可化学吸附质子性杂质的固定在载体材料上的碱(吸附剂)， 和 b)分离该吸附剂。
本发明的电解质溶液主要由电解质盐和溶剂混合物组成，该电解 质盐，例如为LiPF6,LiBF4,LiAsF6，甲基锂，酰亚胺锂或三氟甲磺酸 锂，优选为0.7-1.8mol/l，以及该溶剂混合物，选自：有机溶剂有 机碳酸酯，例如碳酸异丙烯酯，碳酸亚乙酯，碳酸亚丁酯，碳酸二甲 酯，碳酸二乙酯，碳酸乙基甲基酯，碳酸甲基丙基酯，碳酸乙基丙基 酯，和其它有机碳酸酯，以及丙酸酯，例如丙酸甲酯或丙酸乙酯，甲 酸酯，例如甲酸乙酯或甲酸甲酯，乙酸酯，例如乙酸甲酯，乙酸乙酯， 卤代碳酸酯，例如氯代碳酸亚乙酯，氟代碳酸亚乙酯，氟代碳酸异丙 烯酯或氟代碳酸亚乙酯，以及醚，例如二甲氧基乙烷。
合适的吸附剂通常是所有那些含有结合在载体上的碱基并且因此 能化学吸附和中和质子性杂质的材料。
所用碱基，优选为氨基，特别是伯氨基。作为载体，优选使用二 氧化硅，聚苯乙烯或其它塑料。
在本发明特别优选的实施方案中，所选择的碱基是，例如-NH2基， 它通过1,2-亚丙基结合到二氧化硅基质上。该产品可以商品名 Lichroprep-NH2而购得。
此外，还优选使用结合有-NH2基团的Amberlite树脂。
根据本发明的纯化可以用各种不同的方法进行。
第一种可能性是完成混合电解质溶液之后加入吸附剂以分离出质 子性杂质，接着再将其分离。
在第二种可能性中，首先混合电解质溶液所需溶剂而后向其中加 入吸附剂。吸附作用完成之后，再分离出吸附剂，并且只有在此后才 加入电解质盐。
作为一种可供选择的方法，吸附剂可在搅拌时引入有关的混合物 中，而后通过过滤再次将其分离。反应时间可以任意选定，但是，优 选尽可能的短；在试验的基础上，短暂地搅拌最多10分钟就足以完成 吸附作用了。
另外一种可供选择的方法是将吸附剂引入到柱中。通常是用泵送 方法使待纯化的溶液流过吸附剂柱。
吸附剂必须是无水的，优选在使用前将其充分干燥。优选在减压 下在约100℃干燥几天，冷却并且隔绝水分下贮存，或比较好的是立 即使用。
优选向待纯化的电解质溶液中加入0.2到3％(重量)的吸附剂。 特别优选吸附剂的含量是0.4-1％(重量)。
用过滤或类似方法分离吸附剂。这些常规方法是本领域的技术人 员公知的。
由此得到符合低含水量和低HF含量要求的纯化电解质溶液。根据 本发明纯化的电池溶剂中水和HF含量低于20ppm。
因此，本发明的电解质溶液显示出改进的性质，例如在用于锂离 子和锂电池中时，有较高的循环效率和较长的寿命。
本发明还提供适用于锂电池(一次或二次)的电解质溶液，其特 征在于用此处描述的方法进行纯化。
可以假定，通过上述说明本领域的技术人员可在最宽范围内利用 本发明，而无需更进一步的说明。因此，优选的实施方案只用于说明， 而不应理解为对本发明的限制。
在上下文中所有提及的申请、专利和出版物均结合入本申请以供 参考。
以下实施例说明本发明：
实施例1
在100℃，减压下将Lichroprep-NH2干燥4天。
按下述方法制备电解质溶液：
将440克碳酸亚乙酯和440克碳酸二甲酯混合，并冷却到10℃。 然后在搅拌下加入120克LiPF6并混合。
用4克吸附剂与1000ml电解质混合，并进行短暂搅拌。然后立即 将吸附剂抽吸过滤。
在每一种情况下，处理后的HF和H2O含量＜10ppm。
实施例2
如实施例1干燥并贮存Al2O3。
电解质的溶剂，即440克碳酸亚乙酯和440克碳酸二甲酯相混合， 并加入10克干燥的Al2O3，将混合物搅拌10分钟，再将吸附剂滤出。
然后，将溶剂混合物冷却到10℃并在搅拌下加入120克LiPF6。
在每一种情况下，处理后的HF和H2O含量＜20ppm。
实施例3
如实施例1所述干燥并贮存Al2O3。
然后，将吸附剂引入柱中。
电解质溶液按下述方法制备：将440克碳酸亚乙酯和440克碳酸 二甲酯混合，并冷却到10℃。在搅拌下加入120克LiPF6并混合。用 该方法制得的电解质中含60ppm的HF。将得到的电解质用泵泵过上 述吸附剂柱。纯化的电解质含有＜10ppm的HF和H2O。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种铀矿勘查中地电化学吸附材料的制备方法 | 2020-05-15 | 176 |
| 碱土金属卤化物化学吸附式热能制冷系统 | 2020-05-15 | 257 |
| 基于化学吸附的气相脱汞方法及其专用装置 | 2020-05-16 | 425 |
| 直式化学吸附仪用管及其装样器 | 2020-05-13 | 409 |
| 化学吸附仪产物实时高效检测装置及方法 | 2020-05-16 | 556 |
| 化学吸附物质以及它们的制备方法 | 2020-05-12 | 971 |
| 化学吸附膜 | 2020-05-11 | 411 |
| 化学吸附液及用该化学吸附液的化学吸附膜的制备方法 | 2020-05-11 | 609 |
| 对碳酸盐表面进行化学吸附的方法 | 2020-05-13 | 76 |
| 化学吸附膜制造方法及其中所用的制造化学吸附膜用溶液 | 2020-05-12 | 344 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
