專利名稱：去除有機(jī)電解質(zhì)鹽中雜質(zhì)鹵素陰離子的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到有機(jī)電解質(zhì)鹽的純化工藝，尤其涉及到去除有機(jī)電解質(zhì)鹽中鹵素陰離子的方法。
背景技術(shù)：
有機(jī)電解質(zhì)鹽是有機(jī)電解液中的重要原料之一，有機(jī)電解液廣泛應(yīng)用于各類電化學(xué)器件如鋰離子二次電池、超級(jí)電容器、電解池等。由于有機(jī)電解液通常工作在較高的電壓下，電解液中的微量雜質(zhì)對(duì)相關(guān)電化學(xué)器件的性能和壽命往往具有重要的影響。因此，制備高純的有機(jī)電解質(zhì)，是保證諸如超級(jí)電容器等電化學(xué)器件中使用的電解液質(zhì)量和性能的重要前提。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明專門提供了一種去除有機(jī)電解質(zhì)鹽中雜質(zhì)鹵素陰離子的方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是所述的去除有機(jī)電解質(zhì)鹽中雜質(zhì)鹵素陰離子的方法，其特點(diǎn)是在含有雜質(zhì)鹵素陰離子的有機(jī)電解質(zhì)鹽中，加入氧化劑并進(jìn)行加熱，利用氧化作用將鹵素陰離子氧化成鹵素單質(zhì)，然后隨著加熱蒸發(fā)除去；多余的氧化劑進(jìn)一步加熱后可以除去。
本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的鹵素陰離子包括氯離子、溴離子和碘離子。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的鹵素陰離子為溴離子。
本發(fā)明另一進(jìn)一步的技術(shù)方案是所述的氧化劑，其對(duì)應(yīng)的氧化還原反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電極電位比需要除去的鹵素陰離子氧化成單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電位高0.1～1.0V；并且氧化劑本身和被還原以后的生成物，是可揮發(fā)的液體或氣體或可升華的固體。由于本身的可揮發(fā)性與被還原后產(chǎn)物的可揮發(fā)性，使用該氧化劑不會(huì)帶入新的雜質(zhì)成分，可以有效降低雜質(zhì)離子的濃度。其中符合條件的氧化劑，可以選擇過氧化氫、臭氧、二氧化氮、四氧化二氮、三氧化三氮、亞硝酸、硝酸、二氧化氯(ClO2)、次氯酸等。其中更優(yōu)選過氧化氫。
本發(fā)明中需要考慮到有機(jī)電解質(zhì)鹽的耐氧化性，如果加入的氧化劑與電解質(zhì)鹽會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)，則應(yīng)選擇氧化性更弱的氧化劑，因此，所選氧化劑在氧化鹵素雜質(zhì)離子的過程中發(fā)生的還原反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電極電位，應(yīng)比該鹵素離子被氧化成單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電位高0.1～1.0V，以保證氧化過程進(jìn)行具有自發(fā)性和徹底性。但是應(yīng)當(dāng)考慮氧化劑可能對(duì)電解質(zhì)鹽中的烷基等結(jié)構(gòu)產(chǎn)生作用，氧化性并非是越高越好。某些場(chǎng)合下，可以考慮使用濃度較低的氧化劑，或者加入惰性的氣體或惰性溶劑對(duì)氧化劑進(jìn)行稀釋，以降低其氧化性。
本發(fā)明中希望鹵素離子被氧化成單質(zhì)形式而被除去，因此，進(jìn)行除雜質(zhì)離子時(shí)的反應(yīng)條件，應(yīng)保證生成的單質(zhì)鹵素不會(huì)發(fā)生歧化反應(yīng)或被進(jìn)一步氧化成更高價(jià)態(tài)。通常而言，鹵素單質(zhì)在堿性的環(huán)境中容易歧化，反應(yīng)條件適宜選擇合適的弱酸性環(huán)境。
本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案是所用的過氧化氫的質(zhì)量比濃度范圍為10％～50％。并且，過氧化氫水溶液的加入質(zhì)量可以為固體電解質(zhì)鹽重量的10％～500％；其中可以更優(yōu)選50％～200％。
本方案的優(yōu)點(diǎn)是所使用的氧化劑——如過氧化氫溶液本身具有一定的酸性，與含鹵素陰離子——如溴的電解質(zhì)混合時(shí)，酸性有利于溴離子的氧化，而且可以避免堿性條件下氧化生成的溴單質(zhì)的歧化反應(yīng)。使用過氧化氫不會(huì)帶入新的雜質(zhì)，多余的過氧化氫可以通過加熱使之分解很容易的除去。經(jīng)本發(fā)明所述的方法處理過的有機(jī)電解質(zhì)鹽，其中的溴離子可以達(dá)到8ppm左右，能滿足超級(jí)電容器等產(chǎn)品的要求。另外，在處理過程中，加入量在保證充分浸潤(rùn)固體及氧化溴離子的前提下越少越好，便于節(jié)省干燥所需要的能量。但過少的過氧化氫不能夠充分與固體內(nèi)部接觸，會(huì)影響除雜的效果。
實(shí)施方式下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。但本發(fā)明并不僅限于此實(shí)施例。本實(shí)施例中選用含雜質(zhì)溴離子的有機(jī)電解質(zhì)鹽四乙基四氟硼酸銨(TEATFB，tetraethylammonium tetrafluoroborate)為例，氧化劑選用過氧化氫為例。
實(shí)施例1取9.0g TEATFB粗品(純度98.9％)，分析溴含量為43ppm，加入17.0g雙氧水(濃度30％)，在50℃攪拌半小時(shí)。然后常壓下加熱蒸發(fā)，蒸干后把固體在120度下干燥24小時(shí)，測(cè)得溴含量為8.2ppm，純度99.5％，達(dá)到超級(jí)電容器電解質(zhì)鹽的要求。
權(quán)利要求
1.去除有機(jī)電解質(zhì)鹽中雜質(zhì)鹵素陰離子的方法，其特征在于在含有雜質(zhì)鹵素陰離子的有機(jī)電解質(zhì)鹽中，加入氧化劑并進(jìn)行加熱，利用氧化作用將鹵素陰離子氧化成鹵素單質(zhì)，然后隨著加熱蒸發(fā)除去；多余的氧化劑進(jìn)一步加熱后可以除去。
2.如權(quán)利要求1所述的去除有機(jī)電解質(zhì)鹽中雜質(zhì)鹵素陰離子的方法，其特征在于所述的鹵素陰離子包括氯離子、溴離子和碘離子。
3.如權(quán)利要求2所述的去除有機(jī)電解質(zhì)鹽中雜質(zhì)鹵素陰離子的方法，其特征在于所述的鹵素陰離子為溴離子。
4.如權(quán)利要求1所述的去除有機(jī)電解質(zhì)鹽中雜質(zhì)鹵素陰離子的方法，其特征在于所述的氧化劑為其對(duì)應(yīng)的氧化還原反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電極電位比需要除去的鹵素陰離子氧化成單質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)電極電位高0.1～1.0V；并且氧化劑本身和被還原以后的生成物，是可揮發(fā)的液體或氣體或可升華的固體。
5.如權(quán)利要求4所述的去除有機(jī)電解質(zhì)鹽中雜質(zhì)鹵素陰離子的方法，其特征在于所述的氧化劑可以選擇過氧化氫、臭氧、二氧化氮、四氧化二氮、三氧化三氮、亞硝酸、硝酸、二氧化氯(ClO2)、次氯酸。
6.如權(quán)利要求5所述的去除有機(jī)電解質(zhì)鹽中雜質(zhì)鹵素陰離子的方法，其特征在于所述的氧化劑為過氧化氫。
7.如權(quán)利要求6所述的去除有機(jī)電解質(zhì)鹽中雜質(zhì)鹵素陰離子的方法，其特征在于所用的過氧化氫的質(zhì)量比濃度范圍為10％～50％。
8.如權(quán)利要求6或7所述的去除有機(jī)電解質(zhì)鹽中雜質(zhì)鹵素陰離子的方法，其特征在于過氧化氫水溶液的加入質(zhì)量為有機(jī)電解質(zhì)鹽重量的10％～500％。
9.如權(quán)利要求8所述的去除有機(jī)電解質(zhì)鹽中雜質(zhì)鹵素陰離子的方法，其特征在于過氧化氫水溶液的加入質(zhì)量為有機(jī)電解質(zhì)鹽重量的50％～200％。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種去除有機(jī)電解質(zhì)鹽中雜質(zhì)鹵素陰離子的方法，這類有機(jī)電解質(zhì)鹽廣泛應(yīng)用于諸如超級(jí)電容器等電化學(xué)器件的電解液中；其過程為在含有雜質(zhì)鹵素陰離子的有機(jī)電解質(zhì)鹽中，加入氧化劑并進(jìn)行加熱，利用氧化作用將鹵素陰離子氧化成鹵素單質(zhì)，然后隨著加熱蒸發(fā)除去；多余的氧化劑進(jìn)一步加熱后可以除去。所使用的氧化劑——如過氧化氫溶液本身具有一定的酸性，與含鹵素陰離子——如溴的電解質(zhì)混合時(shí)，既有利于溴離子的氧化，又可以避免溴單質(zhì)的歧化反應(yīng)；并且不會(huì)帶入新的雜質(zhì)，多余的過氧化氫可以通過加熱很容易地除去。經(jīng)本發(fā)明所述的方法處理過的有機(jī)電解質(zhì)鹽，其中的溴離子可以達(dá)到8ppm左右，能滿足超級(jí)電容器等產(chǎn)品的要求。
文檔編號(hào)C07B63/00GK1712390SQ20051003918
公開日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2005年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月30日
發(fā)明者戴曉兵, 丁祥歡, 錢曉兵, 傅人俊 申請(qǐng)人:張家港市國(guó)泰華榮化工新材料有限公司