一种二氟磷酸锂的制备方法及含有二氟磷酸锂的锂离子电池非水电解液技术

本发明专利技术涉及一种二氟磷酸锂的制备方法及含有二氟磷酸锂的锂离子电池非水电解液。该二氟磷酸锂的制备方法，包括以下步骤:SeOF

【技术实现步骤摘要】
一种二氟磷酸锂的制备方法及含有二氟磷酸锂的锂离子电池非水电解液（一）
本专利技术电子化学品领域，具体涉及一种二氟磷酸锂的制备方法及含有二氟磷酸锂的锂离子电池非水电解液。（二）
技术介绍
随着锂离子电池的技术发展及商业化普及，锂离子电池被广泛应用于消费电子类产品、动力类产品、储能产品等方面。在未来几年里，锂离子电池将成为一个不断扩大的全球产业。同时，随着其适用领域的扩大，对进一步改善电池特性的要求也越来越高。目前的研究已经表明在电解液中添加二氟磷酸锂可以提高锂离子二次电池的低温特性、循环特性、保存特性等电池性能。作为二氟磷酸盐的制备方法，公开专利WO2012004187A2提出一种生产二氟磷酸锂的方法，其中LiHPO4与HF在140°C下发生气-固反应，生成二氟磷酸锂和单氟磷酸锂以及氟化锂混合物，难以分离；公开专利WO2012004188A1提出另一种生产二氟磷酸锂的方法，其中P2O5与LiF在300℃下发生固-固反应，生成二氟磷酸锂和磷酸锂的固溶体混合物，需要磨碎后经过长时间的萃取，才能分离出少量的二氟磷酸锂；日本专利特開2014-62036采用LiPF6与LiCl混合，然后通入水蒸气的方法获得二氟磷酸锂，这种方法虽然原料便宜，但反应不容易控制，副产物众多，很难提纯，不适合规模化生产。日本专利特表2013-534511采用P4O10粉末与LiF粉末反应，由于固-固反应，生成的混合物用有机溶剂进行萃取。这种方法收率低，操作复杂，而且容易形成副产物。（三）
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足之处，提供一种反应过程条件温和、提纯过程简单、产品纯度高的二氟磷酸锂的制备方法及含有二氟磷酸锂的锂离子电池非水电解液。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种二氟磷酸锂的制备方法，其特殊之处在于：包括以下步骤:SeOF2与LiPF6反应，制备二氟磷酸锂产品，。所述的二氟磷酸锂的制备方法，具体包括以下步骤:SeOF2气体通入到含LiPF6的有机溶剂中反应，反应结束后将产物结晶、过滤、干燥得到二氟磷酸锂产品。其中，SeOF2和LiPF6反应的摩尔比例为1-20：1，所述的LiPF6与有机溶剂的摩尔比例为0.1～2.5：1。反应温度为0～90℃，反应压力为0.1～2.0Mpa，反应时间为5～14小时，优选5-10小时。有机溶剂选自烷烃、芳烃、醚类、腈类、碳酸酯和羧酸酯中的至少一种，优选于对二氟磷酸锂溶解度小，对六氟磷酸锂溶解度高的低沸点上述溶剂。反应气氛为水含量小于10ppm的氮气或惰性气体；优选于水含量小于5ppm的氮气或惰性气体；更优选于水含量小于2ppm的氮气或惰性气体。所述硒酰氟通过氟磺酸处理硒酸或硒酸钡制得，反应温度为0-80℃，反应时间为1～12小时，所述的无水硒酸或硒酸钡与氟磺酸的摩尔比为1-10:10，具体反应为：H2SeO4+2HSO3F＝2H2SO4+SeO2F2。本专利技术的二氟磷酸锂的制备方法，可以根据实际生产情况采取间歇式或连续式生产工艺。为了提高本专利技术第二步反应的速度，可以采搅拌式流动床，从而大幅度提高该反应的反应速度。本专利技术中的反应器的材质，可选用本领域常规的耐受原料气体腐蚀的材质如镍合金等具有耐氟性的特殊钢，或内衬PFA、PTFE等材料。本专利技术还涉及一种含有上述方法制备的二氟磷酸锂的锂离子电池非水电解液，具体包括以下重量份数的原料:二氟磷酸锂0.5-2份电解质盐10-20份添加剂0.5-10份有机溶剂70-85份。所述的电解质盐为LiPF6、LiBF4、LiBOB、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiC2F4(SO3)2、LiN(C2F5SO2)2、LiC(CF3SO2)3中的一种或几种的混合物。所述的添加剂为VC、VEC、FEC、PS、BP等中的一种或几种的混合物，所述的有机溶剂为碳酸酯、羧酸酯、醚类、腈类中的一种或几种的混合物。二氟磷酸锂在锂离子电池非水电解液中的浓度对电解液性能有影响。二氟磷酸锂添加量太小，效果不明显，二氟磷酸锂添加量太大，电解液的粘度会增加，影响电池的倍率性能。因此本专利技术的锂离子电池非水电解液中，二氟磷酸锂的重量份数为0.5～2份。本专利技术的有益效果：本专利技术制备的二氟磷酸锂产品纯度高，没有其他金属离子的污染，产品纯度在99.0％以上，游离酸(HF)含量在70ppm以下，不溶解物含量在130ppm以下；本专利技术的方法产品提纯简单，经本领域常规的结晶、过滤、干燥即可获得高纯度二氟磷酸锂产品；含有本专利技术的锂离子电池非水电解液的锂离子电池具有优良的低温、倍率性能。（四）附图说明图1为实施例32与对比例3，-20℃条件下0.2C低温放电容量保持率图像；图2为实施例31与对比例2,10C倍率测试对比图像。（五）具体实施方式以下通过实施例对本专利技术进行更详细的描述，但本专利技术的保护范围并不限于这些实施例。实施例1将无水硒酸置于2000mL带有机械搅拌装置的硬质玻璃或石英烧瓶中，另加入氟磺酸HSO3F，无水硒酸与HSO3F的摩尔比为1:10。再在烧瓶上装上一支回流冷凝管(最好为石英冷凝管)，管中通水冷却，管的上端出口用一根聚四氟乙烯管与两个冷冻至-78℃的冷阱相连。在猛烈搅拌下缓慢地加热至开始回流，反应中产生的气体在第一个冷阱中凝聚，第二个冷阱的作用是隔绝空气中的湿气。当停止放出气体后(约2h)，将第一个冷阱拆下来进行分馏，将其从-78℃的冷阱中蒸馏到-196℃的冷阱中，进行两次蒸馏后即可获得纯净的SeO2F2产品收集备用，其中，无水硒酸与氟磺酸HSO3F的反应温度为25℃。实施例2将无水硒酸置于2000mL带有机械搅拌装置的硬质玻璃或石英烧瓶中，另加入氟磺酸HSO3F，无水硒酸与HSO3F的摩尔比为1:8。再在烧瓶上装上一支回流冷凝管(最好为石英冷凝管)，管中通水冷却，管的上端出口用一根聚四氟乙烯管与两个冷冻至-78℃的冷阱相连。在猛烈搅拌下缓慢地加热至开始回流，反应中产生的气体在第一个冷阱中凝聚，第二个冷阱的作用是隔绝空气中的湿气。当停止放出气体后(约2h)，将第一个冷阱拆下来进行分馏，将其从-78℃的冷阱中蒸馏到-180℃的冷阱中，进行两次蒸馏后即可获得纯净的SeO2F2产品收集备用，无水硒酸与氟磺酸HSO3F的反应温度为0℃。实施例3将无水硒酸置于2000mL带有机械搅拌装置的硬质玻璃或石英烧瓶中，另加入氟磺酸HSO3F，无水硒酸与HSO3F的摩尔比为1:5。再在烧瓶上装上一支回流冷凝管(最好为石英冷凝管)，管中通水冷却，管的上端出口用一根聚四氟乙烯管与两个冷冻至-78℃的冷阱相连。在猛烈搅拌下缓慢地加热至开始回流，反应中产生的气体在第一个冷阱中凝聚，第二个冷阱的作用是隔绝空气中的湿气。当停止放出气体后(约2h)，将第一个冷阱拆下来进行分馏，将其从-78℃的冷阱中蒸馏到-196℃的冷阱中，进行两次蒸馏后即可获得纯净的SeO2F2产品收集备用，其中，无水硒酸与氟磺酸HSO3F的反应温度为40℃。实施例4将无水硒酸置于2000mL带有机械搅拌装置的硬质玻璃或石英烧瓶中，另加入氟磺酸HSO3F，无水硒酸与HSO3F的摩尔比为1:3。再在烧瓶上装上一支回流冷凝管(最好为石英冷凝管)，管中通水冷却，管的上端出口用一根聚四氟乙烯管与两个冷冻至-78℃的冷阱相连。在猛烈搅拌下缓慢地加热至开始回本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤:SeOF

【技术特征摘要】
1.一种二氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤:SeOF2与LiPF6反应，制备二氟磷酸锂产品，。2.根据权利要求1所述的二氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤:SeOF2气体通入到含LiPF6的有机溶剂中反应，反应结束后将产物结晶、过滤、干燥得到二氟磷酸锂产品。3.根据权利要求2所述的二氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：SeOF2和LiPF6反应的摩尔比例为1-20：1，所述的LiPF6与有机溶剂的摩尔比例为0.1～2.5：1。4.根据权利要求2或3所述的二氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：反应温度为0～90℃，反应压力为0.1～2.0Mpa。5.根据权利要求2或3所述的二氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：有机溶剂选自烷烃、芳烃、醚类、腈类、碳酸酯和羧酸酯中的至少一种。6.根据权利要求2或3所述的二氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：反应气氛为水含量小于10ppm的氮气或惰性气体。7.根据权利要求2或3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘子磊，李立飞，王吉峰，刘永，赵志华，
申请(专利权)人：山东海容电源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37