一种高纯六氟磷酸锂的制备方法，本发明专利技术采用氟化钙和五氧化二磷为原料，干法制备五氟化磷；将高纯纳米氟化锂与五氟化磷在加压下干法合成高纯六氟磷酸锂；按化学反应计量，五氧化二磷过量１０～６０％；混合时间２～５小时；在密闭压力五氟化磷发生炉内，气体保护（无氧）反应合成五氟化磷，反应温度２００～３４０℃；在六氟磷酸锂合成炉内引入加压的五氟化磷气体，在气体保护（无氧）下加热合成六氟磷酸锂；合成反应温度１００～１５０℃；气体压力１．０～２．０ＭＰａ；反应时间４．０～１５小时。本发明专利技术过程不采用溶剂，过程全干法，工艺简单，生产过程对产品无污染，产品纯度高；产业化实施方便。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
描述锂离子电池是目前用量最大、用途最广的电池；全球生产消费量达20亿 只。我国是世界最大的锂离子电池生产地，年产量突破io亿只。六氟磷酸锂是目前锂离子电池用的主要电解质；目前全球固体六氟磷酸 锂用量近1000吨；我国的用量也已达500吨。随着锂离子动力电池应用的拓展及其制造技术的完善，六氟磷酸锂用量将有极大的增加。随着我国锂离子电池行业的迅猛发展，各种电池基础材料逐步国产化； 目前国内能生产正极材料、负极材料、电池壳体、铝箔、铜箔等，但六氟磷 酸锂(L]'PF6)因其产品纯度要求高、生产危险性大、原材料制备困难、技术 垄断度高等原因， 一直未能取得突破。到目前为止，六氟磷酸锂的制备主要用溶剂法，如李凌云，张志业，陈 欣在化学工业工程22 (3): 224介绍的"六氟磷酸锂的制备工艺新进展"。研 究者们认为合成高纯度LiPF6的关键是溶剂的选择；已使用的溶剂有无水氟 化氢、低烷基醚(如甲醚、乙醚、乙二醇二甲醚、丙二醇二甲醚和二甘醇二 甲醚等)、吡啶、乙腈、S02和碳酸脂等。采用的主要原料为五氟化磷、五氯 化磷、氟化锂、氯化锂等。生产中最重要的是对水分的严格控制。由于溶剂法流程的固有特点，制备的产品杂质较高，分离提纯困难；溶 剂法制备高纯六氟磷酸锂流程长、工序转换繁以及使用原料多，过程中引入 杂质较多；同时生产对设备要求高；使得产品生成成本高。为了克服这些缺 点，人们对开发高纯六氟磷酸锂的制备新技术很重视。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用干法反应合成高纯六氟磷酸锂的方法。反应 不采用溶剂，易于产品的分离纯化。本专利技术所指的六氟磷酸锂主要用作锂离子电池电解质；其特征为产品为高纯级，杂质金属含量低，LiPFe含量大于99.9%，总杂质金属含量少于 50ppra;含水量少于10ppm; HF含量少于50ppm。本专利技术采用氟化钙和五氧化二磷为原料，干法制备五氟化磷；将高纯纳 米氟化锂与五氟化磷在加压下干法合成高纯六氟磷酸锂；原料高纯氟化锂是 以高纯氯化锂与气相法生产的氟化氢铵为原料、采用干法生产的类球形、具 有纳米介孔的纳米晶聚结体。其特征为(1) 将工业氟化钙与五氧化二磷在密封陶瓷质球磨混合机内，在干燥惰 性气体保护下球磨混合；按化学反应计量，五氧化二磷过量10 50%;混合时 间2 5小时。(2) 将混合料快速装于衬钼不锈钢坩埚内并转入密闭压力加热炉(五氟 化磷发生炉)内；通过"抽真空——充气"的方式用干燥惰性气体驱赶炉膛 内空气；加热反应合成五氟化磷.，反应温度200 340°C;气态五氟化磷经引 出加压供合成六氟磷酸锂用；(3) 将固态高纯纳米氟化锂用衬钼不锈钢坩埚盛装于密闭压力加热炉 (六氟磷酸锂合成炉)内；通过"抽真空一一充气"的方式用干燥惰性气体驱赶炉膛内空气；引入加压五氟化磷气体，加热合成六氟磷酸锂；合成反应 温度100 150°C;气体压力1. 0 2. ()MPa;反应时间4. 0 15小时。(4) 反应完成后，通入干燥惰性气体载带驱赶五氟化磷，并冷却物料；冷却后快速真空密封包装。过程中所用的干燥惰性气体为高纯氮气、高纯氩气。本专利技术的优点高纯六氟磷酸锂纯度高、HF含量低；以高活性的纳米氟 化锂为原料，采用全干法制备六氢磷酸锂，能方便地控制制备过程中的水分; 过程不采用溶剂，过程全干法，工艺简单，生产过程对产品无污染，产品纯 度高；产业化实施方便。具体实施例方式以下为本专利技术的部分具体实施例。这些实施例的给出决不是限制本专利技术。实施例l将工业氟化钙与五氧化二磷按质量比0.4:1.0称量加在密封陶瓷质球磨 混合机内，在氩气保护下球磨混合4小时；将混合料快速装于衬钼不锈钢钳埚内并转入密闭压力加热炉A (五氟化磷生成炉)内；将固态高纯纳米氟化锂用衬钼不锈钢坩埚盛装于密闭压力加热炉B (六氟磷酸锂合成炉)内；用高纯氩气驱赶炉A、炉B炉膛内空气；用控制炉A温度230土5。C，气态五氟化磷 经引出加压引入B炉，控制B炉温度110±5°C、气体压力1.8±0. lMPa，反 应12小时。反应完成后，通入高纯氩气载带驱赶五氟化磷，并冷却物料；冷 却后快速真空密封包装。实施例2将工业氟化钙与五氧化二磷按质量比0.3:1.0称量加在密封陶瓷质球磨 混合机内，在干燥惰性气体保护下球磨混合3小时；将混合料快速装于衬钼 不锈钢坩埚内并转入密闭压力加热炉A (五氟化磷生成炉)内；将固态高纯纳 米氟化锂用衬钼不锈钢坩埚盛装于密闭压力加热炉B(六氟磷酸锂合成炉)内； 用高纯氩气驱赶炉A、炉B炉膛内空气；控制炉A温度320土5。C，气态五氟 化磷经引出加压引入B炉，控制B炉温度140±5°C、气体压力1..2土0.1MPa， 反应8小时。反应完成后，通入高纯氩气载带驱赶五氟化磷，并冷却物料； 冷却后快速真空密封包装。实施例3如实施例l所述条件，改变五氟化磷生成炉A温度为320±5°C，制备六 氟磷酸锂。 实施例4如实施例1所述氟化钙与五氧化二磷的混合条件和五氟化磷的生成条件， 改变六氟磷酸锂的合成条件为B炉温度140±5°C、气体压力1.2±0. lMPa， 反应6小时；制备六氟磷酸锂。实施例5如实施例2所述条件，改变五氟化磷生成炉A温度为280土5。C，制备六 氟磷酸锂。实施例6如实施例2所述氟化钙与五氧化二磷的混合条件和五氟化磷的生成条件， 改变六氟磷酸锂的合成条件为B炉温度11()±5°C、气体压力1.8±0. lMPa， 反应14小时；制备六氟磷酸锂。实话例7将工业氟化钙与五氧化二磷按质量比O. 35:1. 0称量加在密封陶瓷质球磨 混合机内，在干燥惰性气体保护下球磨混合4小时；将混合料快速装于衬钼 不锈钢坩埚内并转入密闭压力加热炉A (五氟化磷生成炉)内；将固态高纯纳 米氟化锂用衬钼不锈钢坩埚盛装于密闭压力加热炉B(六氟磷酸锂合成炉)内； 用高纯氩气驱赶炉A、炉B炉膛内空气；控制炉A温度280土5。C，气态五氟 化磷经引出加压引入B炉，控制B炉温度120土5。C、气体压力1.5士0.1MPa， 反应10小时。反应完成后，通入高纯氩气载带驱赶五氟化磷，并冷却物料； 冷却后快速真空密封包装。按上实施例，产品均达到锂离子电池使用要求，质量达到LiPFe含量大 于99. 9%，总杂质金属含量少于50ppm;含水量少于10卯m; HF含量少于50ppm。权利要求1.一种，其特征在于包括以下步骤(1)将氟化钙与五氧化二磷在密封球磨混合机内，在干燥惰性气体保护下球磨混合；按化学反应计量，五氧化二磷过量10～50％；混合时间2～5小时；(2)将混合料装于坩埚内并转入密闭压力五氟化磷发生炉内；通过“抽真空——充气”的方式用干燥惰性气体驱赶炉膛内空气；加热反应合成五氟化磷；反应温度200～340℃；气态五氟化磷经引出加压供合成六氟磷酸锂用；(3)将固态高纯纳米氟化锂用坩埚盛装于密闭压力六氟磷酸锂合成炉内；通过“抽真空——充气”的方式用干燥惰性气体驱赶炉膛内空气；引入加压五氟化磷气体，加热合成六氟磷酸锂；合成反应温度100～150℃；气体压力1.0～2.0MPa；反应时间4.0～15小时；(4)反应完成后，通入干燥惰性气体载带驱赶五氟化磷，并冷却物料；冷却后快速真空密封包装。2.根据权利要求1所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高纯六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（１）将氟化钙与五氧化二磷在密封球磨混合机内，在干燥惰性气体保护下球磨混合；按化学反应计量，五氧化二磷过量１０～５０％；混合时间２～５小时；（２）将混合料装于坩埚内并转入密闭压力五氟化磷发生炉内；通过“抽真空－－充气”的方式用干燥惰性气体驱赶炉膛内空气；加热反应合成五氟化磷；反应温度２００～３４０℃；气态五氟化磷经引出加压供合成六氟磷酸锂用；（３）将固态高纯纳米氟化锂用坩埚盛装于密闭压力六氟磷酸锂合成炉内；通过“抽真空－－充气”的方式用干燥惰性气体驱赶炉膛内空气；引入加压五氟化磷气体，加热合成六氟磷酸锂；合成反应温度１００～１５０℃；气体压力１．０～２．０ＭＰａ；反应时间４．０～１５小时；（４）反应完成后，通入干燥惰性气体载带驱赶五氟化磷，并冷却物料；冷却后快速真空密封包装。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胡启阳，李新海，王志兴，郭华军，彭文杰，张云河，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]
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