本发明专利技术提供一种二氟磷酸锂的制备方法，将焦磷酸盐与氟气反应产生混合气体，再将得到的混合气体通入到氟化锂的无水氟化氢溶液中反应，反应结束后将产物结晶、过滤、干燥得到二氟磷酸锂产品。本发明专利技术还提供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。本发明专利技术具有工艺简单、成本低、产品纯度高的优点。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种二氟磷酸锂的制备方法，将焦磷酸盐与氟气反应产生混合气体，再将得到的混合气体通入到氟化锂的无水氟化氢溶液中反应，反应结束后将产物结晶、过滤、干燥得到二氟磷酸锂产品。本专利技术还提供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。本专利技术具有工艺简单、成本低、产品纯度高的优点。【专利说明】一种二氟磷酸锂的制备方法及其锂离子电池非水电解液
本专利技术涉及电子化学品领域，具体涉及一种二氟磷酸锂的制备方法及其锂离子电 池非水电解液。
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。受国内铅污染事件影响，锂电自行车内销增长迅速， 特斯拉电动汽车首次实现季度盈利让全球资本市场掀起了一股"特斯拉"热；储能受政策的 驱动以及运营商网络升级的刺激，也成为新的增长动力。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，文 献 Journal of Fluorine Chemistry(1988) ,38(3) ,297. 和文献 Inorganic Chemistry(1967)，6(10)，1915. 使用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。文献Inorganic Nuclear Chemistry Letters (1969)，5 (7)，581.记载了通过二氟磷酸和金属氯化物的反应来制备二氟磷酸盐， 这种方法由于产物中会残留部分氯离子而影响电池性能。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P 4Oltl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，不适合工业化生产。日本专利特開2008-222484 采用LiPF 6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。 由此可见，上述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。 本专利技术的目的在于提供一种二氟磷酸盐的制备方法，该方法可以简便高效地由廉 价且容易获得的材料制备以往高价且难以获得的二氟磷酸盐，并且得到的二氟磷酸盐是高 纯度的。另外，本专利技术的目的还在于提供一种锂离子电池非水电解液，该非水电解液的提高 电池的低温放电特性、大电流放电特性、高温保存特性和循环特性。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足之处，提供一种工艺简单、成本低、产品纯度高的二氟 磷酸锂的制备方法及其锂离子电池非水电解液。 为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种二氟磷酸锂的 制备方法，将焦磷酸盐与氟气（F2)反应产生混合气体，再将得到的混合气体通入到氟化锂 的无水氟化氢溶液中反应，反应结束后将产物结晶、过滤、干燥得到二氟磷酸锂产品。 进一步的： 所述的焦磷酸盐通式为Mx (P2O7)y,其中M为Co、Mn、Fe、Mg、Ti、Al、Ni、V及碱金 属元素中的一种；x>〇 ;y>〇。所述的焦磷酸盐优选为C〇2P207、Mn2P 207、Ni2P207、TiP 207、Cu2P207 中的一种。 所述的焦磷酸盐与氟气的摩尔比优选为1:10?20。 所述的氟化锂的无水氟化氢溶液中无水氟化氢（AHF)与氟化锂（LiF)的摩尔比优 选为10?32 :1。 所述的焦磷酸盐与氟气反应时的反应温度优选为50-80°C，反应时间优选为8? 15小时。 所述的混合气体通入到氟化锂的无水氟化氢溶液中反应时的反应温度优选 为-20-5°C，反应时间优选为6?9小时。 本专利技术中焦磷酸盐与氟气反应产生含有P〇2F、OF2和F 2的混合气体，再将该混合 气体通入到氟化锂的无水氟化氢溶液中经反应、结晶、过滤、干燥获得高纯度二氟磷酸锂产 品。所述的焦磷酸盐通式为Mx (P2O7) y，其中M为Co、Mn、Fe、Mg、Ti、Al、Ni、V及碱金属元素 中的一种；x>〇 ;y>〇。所述的焦磷酸盐优选为 C〇2P207、Mn2P20 7、Ni2P207、TiP20 7、Cu2P2O7 中的 一种。如以M为Co为例：该反应可以写成： 3C〇2P207+18F2 = 6C〇F2+6P02F+90F2 (I) P02F+LiF (HF) - LiPO2F2 (2) 本专利技术的二氟磷酸锂的制备方法可分为两个步骤。第一步PO2F的生成：向焦磷酸 盐中通入过量F 2，反应获得CoF2、PO2F和OF2的混合气体。第二步二氟磷酸锂（LiPO 2F2)产 品的生成：将获得的含PO2F的混合气体通入到含氟化锂的无水HF溶液中，经反应、结晶、过 滤、干燥获得高纯度二氟磷酸锂产品。 第一步反应中焦磷酸盐与氟气的摩尔比对反应有影响。焦磷酸盐与氟气的摩尔 比太大，则反应速度过慢而影响反应效率；焦磷酸盐与氟气的摩尔比太小，则导致装置负荷 加大，影响第二步反应的进行，使混合气体中PO 2F与LiF的接触效率降低，影响整体反应速 率。因此，本专利技术中焦磷酸盐与氟气的摩尔比优选为1:10?20。 第一步反应中焦磷酸盐与氟气反应时的反应温度和反应时间对反应也有影响。反 应温度过低或反应时间太短则反应速率慢，影响生产效率；反应温度过高或反应时间太长， 则导致反应副反应的发生，从而影响最终产品的纯度。因此，本专利技术中所述的焦磷酸盐与氟 气反应时的反应温度优选为50-80°C，反应时间优选为8?15小时。 第二步反应中，氟化锂的无水氟化氢溶液中无水氟化氢与氟化锂的摩尔比对反应 有影响。无水氟化氢与氟化锂的摩尔比太低，容易导致气体通入口堵塞；无水氟化氢与氟化 锂的摩尔比太高则影响混合气体和LiF的接触效率，从而影响反应速率，并会使最终产品 中不溶物增加，同时产品酸度上升。因此，本专利技术中所述的氟化锂的无水氟化氢溶液中无水 氟化氢与氟化锂的摩尔比优选为10?32 :1。 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，可以采用吹气喷头或者并流式流动床。为了使 气泡的微细化，在反应器内可以采用强制搅拌的方法，比如采用涡轮端叶片的方式，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。具体地，可以举出316钢，镍合金等具有耐氟性的特殊钢，或内衬PFA、PTFE 等材料。其他容本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种二氟磷酸锂的制备方法，其特征在于将焦磷酸盐与氟气反应产生混合气体，再将得到的混合气体通入到氟化锂的无水氟化氢溶液中反应，反应结束后将产物结晶、过滤、干燥得到二氟磷酸锂产品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王海，张品杰，周强，
申请(专利权)人：浙江凯圣氟化学有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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