一种二氟磷酸锂的制备方法技术

一种二氟磷酸锂的制备方法，包括如下步骤：在第一加热温度下将LiPF

【技术实现步骤摘要】
一种二氟磷酸锂的制备方法
本专利技术属于动力锂离子电池制造
，具体是一种锂电池添加剂二氟磷酸锂的制备方法。
技术介绍
目前，受智能手机、移动电源、平板电脑等产品带动，国内锂电池产业产值持续增长。与此同时，锂离子电池的应用已不再局限于消费电子类产品，动力和储能两个新的应用方向为锂电池带来了无限的市场空间。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。已有研究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。二氟磷酸锂的制备通常采用如下方法：比如，采用P2O3F4与金属盐或者NH3反应来制备二氟磷酸盐，这种方法副产物众多，很难实现分离纯化；通过二氟磷酸和金属氯化物的反应来制备二氟磷酸盐，产物中会残留部分氯离子，影响电池性能；采用LiPF6与LiCl混合，然后通入水蒸气的方法获得二氟磷酸锂，该方法原料便宜，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；采用LiPF6和水反应制备二氟磷酸锂，该反应不容易控制，会产生LiPO4F等影响电池性能的不纯物，而且不易提纯，很难获得高纯度产品。另外，CN101847753A公开了一种利用通用的便宜材料以简单的方法制备可用作二次电池非水电解液添加剂的二氟磷酸盐，该二氟磷酸盐是通过六氟磷酸锂与碳酸盐在非水溶剂中反应制备的。该方法制备的二氟磷酸盐为溶液，对于二氟磷酸盐的推广运用不是很方便，且二氟磷酸盐溶液当中有微溶于溶剂的氟化盐，对运用其在锂电池中产生可能会负面影响。从上可见，现有的制备方法存在种种缺陷，或工艺复杂、成本高，难以工业化生产，或收率低、副产物多，不易提纯，制备得到的二氟磷酸盐纯度低，影响产品性能。
技术实现思路
为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种二氟磷酸锂的制备方法。本专利技术提供的制备方法工艺简单、成本低且制得的产品纯度高。为达上述目的，本专利技术采用如下技术手段：一种二氟磷酸锂的制备方法，包括如下步骤：在第一加热温度下将LiPF6加入到碳酸盐的碳酸酯悬浊液中；在第二加热温度下反应得到二氟磷酸锂(LiPO2F2)；其中，所述第二加热温度高于所述第一加热温度。作为优选，本专利技术的制备方法包括如下步骤：(1)在第一加热温度下将LiPF6加入到碳酸盐的碳酸酯悬浊液中，然后在第二加热温度下反应，所述第二加热温度高于所述第一加热温度；反应方程式为以下：LiPF6+2Li2CO3＝4LiF+2CO2+LiPO2F2(2)过滤步骤(1)所得反应液；(3)将步骤(2)所得滤饼溶于有机溶剂中后过滤，过滤物为氟化锂；(4)将步骤(3)过滤所得滤液蒸发后所得湿品干燥得到所述二氟磷酸锂。作为优选，所述第二加热温度较所述第一加热温度高5-25℃，例如为7℃、9℃、13℃、16℃、20℃、23℃等。优选地，所述第一加热温度为45-70℃，例如为48℃、52℃、57℃、61℃、66℃等，优选为55-65℃，所述第二加热温度为65-85℃，例如为68℃、72℃、75℃、79℃等，优选为68-80℃，进一步优选为75℃。控制第一温度有助于碳酸锂在溶剂中扩散，有利于第二步的反应。LiPF6在80℃附近就开始有热分解产生，如反应非常靠近该温度时，会有少量分解产物产生，导致收率会偏低。因此，设定上述温度通过设定高低温循环装置的设定温度既可以实现所需温度。上述温度设置可以获得较高收率。优选地，碳酸盐的碳酸酯悬浊液的配制及反应均在手套箱环境中进行。优选地，所述加热通过高低温循环装置进行。优选地，碳酸盐的碳酸酯悬浊液中碳酸锂的浓度为1-3mol/L，例如为1.2mol/L、1.6mol/L、1.9mol/L、2.2mol/L、2.6mol/L、2.9mol/L等，优选为1.5-2mol/L。碳酸盐的碳酸酯悬浊液可以通过在搅拌下将碳酸盐加入到碳酸酯中完成，搅拌的速度没有特别限制，比如可以为250r/min。优选地，LiPF6与碳酸盐的摩尔比为1:0.5-5，例如为1:0.7、1:0.9、1:1.2、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3.1、1:3.8、1:4.2、1:4.8等，优选为1:1-3，进一步优选为1:2.4。优选地，将LiPF6缓慢加入到碳酸盐的碳酸酯悬浊液中。优选地，加入过程的时间为5分钟以上，优选为5-20分钟，进一步优选为10分钟。投料过程中观察反应温度，优选地，加入过程的温度控制在72℃以下。优选地，所述反应在搅拌下进行。优选地，所述反应的时间为1小时以上，优选为1-6小时，进一步优选为6小时。优选地，所述碳酸盐为碱金属或碱土金属的碳酸盐，优选为碳酸锂。使用碳酸锂可获得更高纯度的产物。优选地，所述碳酸酯为碳酸二乙酯(DEC)。作为优选，步骤(2)中所述过滤采用加压密闭式过滤器，优选过滤器的孔径为5μm。优选地，过滤时过滤机氮气保护。优选地，过滤步骤(1)所得滤饼蒸发干燥，蒸发干燥排出的气体经过冷凝器冷凝，回收利用。作为优选，步骤(3)中所述有机溶剂为氟化锂难溶溶剂，优选为乙二醇二甲醚和/或乙腈，进一步优选为乙腈。优选地，将滤饼溶于有机溶剂中通过搅拌进行。优选地，所述搅拌的时间为1小时以上，优选为2小时。优选地，所述过滤采用加压密闭式过滤器，优选过滤器的孔径为2μm。作为优选，步骤(4)中所述干燥在振动干燥机进行。优选地，干燥时氮气保护。优选地，氮气的流量为5-20L/min，优选为10L/min。优选地，干燥时的温度为70-90℃，优选为78-82℃，干燥的时间为5小时以上，优选为10小时。优选地，蒸发后的溶液蒸发、冷凝再利用。蒸发仪出口安装有冷凝装置，冷凝后的液体可以再次回收利用。作为优选，本专利技术的制备方法包括如下步骤：(1)在手套箱环境中，往1L的PFA容器里添加600mL的DEC，同时开启磁力搅拌器，使PFA容器内的搅拌子开始工作，搅拌转速为250r/min，然后添加1mol碳酸锂，使其形成悬浊液；(2)开启高低温循环装置，对PFA容器进行加热，温度控制在55～65℃，开始缓慢投加0.5molLiPF6，投加时间10分钟，投料过程中观察反应温度，温度控制在68℃以下；投料完成后利用高低温循环装置将PFA容器内温度升至72～73℃，继续搅拌反应2小时。观察有气体溢出，液体为悬浊液；(3)所得悬浊液经过加压密闭式过滤器过滤，孔径控制5μm，所得滤液储存在A容器待用，滤饼取出进入采用FPA材质制作的旋转蒸发器中，减压蒸发干燥，蒸发干燥排出的气体经过冷凝器冷凝，储存到A容器中待用；(4)往500mL的PFA容器中加入200mL的乙二醇二甲醚，开启磁力搅拌器，使PFA容器内的搅拌子开始工作，在手套箱环境中投加C步骤所得的滤饼，搅拌2小时，使得LiPO2F2溶解于溶剂中，LIF极难溶于乙二醇二甲醚；(5)上述悬浊液再次进入加压式过滤机中，孔径为1μm，溶液进入PFA旋转蒸发仪中蒸发，蒸发仪出口安装有冷凝装置，冷凝后的液体进入B容器待用。旋转蒸发后的湿品进入振动干燥机中进行干燥，干燥过程中N2保持10L/min，干燥温度控制在78～82℃之间，干燥时间10h制得目标产物。本专利技术以六氟磷酸锂、碳酸锂为原料，以DEC/氟化锂难溶溶剂作为反应以及分离提纯的溶剂来制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二氟磷酸锂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在第一加热温度下将LiPF

【技术特征摘要】
1.一种二氟磷酸锂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在第一加热温度下将LiPF6加入到碳酸盐的碳酸酯悬浊液中；在第二加热温度下反应得到二氟磷酸锂；其中，所述第二加热温度高于所述第一加热温度。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)在第一加热温度下将LiPF6加入到碳酸盐的碳酸酯悬浊液中，然后在第二加热温度下反应，所述第二加热温度高于所述第一加热温度；(2)过滤步骤(1)所得反应液；(3)将步骤(2)所得滤饼溶于有机溶剂中后过滤；(4)将步骤(3)过滤所得滤液蒸发后所得湿品干燥得到所述二氟磷酸锂。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述第二加热温度较所述第一加热温度高5-25℃；优选地，所述第一加热温度为45-70℃，优选为55-65℃，所述第二加热温度为65-85℃，优选为68-80℃，进一步优选为75℃；优选地，碳酸盐的碳酸酯悬浊液的配制及反应均在手套箱环境中进行；优选地，所述加热通过高低温循环装置进行。4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，碳酸盐的碳酸酯悬浊液中碳酸锂的浓度为1-3mol/L，优选为1.5-2mol/L；优选地，LiPF6与碳酸盐的摩尔比为1:0.5-5，优选为1:1-3，进一步优选为1:2.4。5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，将LiPF6缓慢加入到碳酸盐的碳酸酯悬浊液中；优选地，加入过程的时间为5分钟以上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾风雷，陈效飞，吕蕾，魏林埔，马震，袁磊，谷洪闪，季凯强，
申请(专利权)人：东营石大胜华新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37