双（氟磺酰基）酰亚胺锂的新型制造方法技术

本发明专利技术涉及一种双(氟磺酰基)酰亚胺锂的新型的制造方法，更加详细地，涉及一种双(氟磺酰基)酰亚胺锂的制造方法，其能够简单且经济、高收率且高纯度地制造双(氟磺酰基)酰亚胺锂，双(氟磺酰基)酰亚胺锂为用于二次锂电池的电解液的锂盐。就根据本发明专利技术的双(氟磺酰基)酰亚胺锂的新型的制造方法而言，使得起始物料双(氯磺酰基)酰亚胺化合物与氟化试剂反应后，在不进行精制或浓缩的状态下直接用碱试剂进行处理，从而可以解决现有技术的问题，并具有能够简单且经济地制造高收率及高纯度的双(氟磺酰基)酰亚胺锂的效果。

A new manufacturing method of bis (fluorosulfonyl) imide lithium

The invention relates to a new manufacturing method of a double (fluorsulfonyl) imide lithium, in more detail, to a manufacturing process of a double (fluorsulfonyl) imide lithium, which can produce double (fluorsulfonyl) imide lithium in a simple and economic, high yield and high purity, and double (fluorsulfonyl) imide lithium for the two lithium battery. Lithium salts in the electrolyte. In terms of the new manufacturing method of the double (fluorsulfonyl) imide lithium, the starting material is treated with the reagents in a state without refining or concentrating, which can solve the problems of the existing technology and have the ability to be simple. It is economical to produce high yield and high purity bis (fluorosulfonyl) imide lithium.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双(氟磺酰基)酰亚胺锂的新型制造方法
本专利技术涉及一种双(氟磺酰基)酰亚胺锂的新型的制造方法，更加详细地，涉及一种双(氟磺酰基)酰亚胺锂的制造方法，其能够简单且经济、高收率且高纯度地制造双(氟磺酰基)酰亚胺锂，双(氟磺酰基)酰亚胺锂为用于二次锂电池的电解液的锂盐。
技术介绍
最近，随着各种移动设备的商品化，高性能二次电池的需求增大，并且随着电动汽车、混合动力电动汽车的商业化以及电力存储装置的开发，越来越需要具备高功率、高能密度、高放电电压等性能的二次电池。尤其，电动汽车所需要的二次电池与用于小型移动设备的二次电池相比，需要能够长时间使用，需要在使用期间在短时间内完成充放电，并且需要发挥安全性、高功率。因此，在与所述相适合的电解液的组成物中，锂盐的重要性显现，尤其，揭露了双(氟磺酰基)酰亚胺锂化合物具有比LiPF6等更加卓越的性能要求。另外，在电动汽车的成本结构中，二次电池的比重接近40％，二次电池的成本结构中，因为锂盐的比重设定得较高，因此，经济上切实需要对高纯度的双(氟磺酰基)酰亚胺锂进行制造。对现有的双(氟磺酰基)酰亚胺锂的制造方法进行图示化，如下面的反应式所示。如所述反应式中所示，根据现有的制造方法，在(1)步骤中，以双(氯磺酰基)酰亚胺为起始物料，使其与氟化锌(II)(ZnF2)进行反应，从而制造双(氟磺酰基)酰亚胺化合物。此时，在(2)步骤中，由于作为最终生成物的双(氟磺酰基)酰亚胺锂属于被用作电解液的锂盐，因此，锂之外的金属成分需要按照PPM标准进行调节，由此，最重要的是反应物内锌金属成分的去除。但是，所述反应具有的问题在于，需要使用昂贵的氟化锌(II)，需要去除难溶性的锌成分且产生大量含有锌成分的废水，另外还具有以下问题：此时，双(氟磺酰基)酰亚胺的一部分损失掉，最终需要在双(氟磺酰基)酰亚胺锂内以PPM为单位对锌金属进行调节等。此外，对另一个现有的双(氟磺酰基)酰亚胺锂的制造方法进行图示化，如下面的反应式所示。所述反应式表明，若使得作为起始物料的双(氯磺酰基)酰亚胺与作为氟化试剂的NH4F(HF)n(n＝1～10)进行反应，则作为中间生成物制造出双(氟磺酰基)酰亚胺铵盐。但是，当将NH4F或NH4F(HF)n(n＝0～10)用作氟化试剂进行反应时，仅仅是NH4F转换为NH4Cl，NH4F(HF)n转换为NH4Cl(HF)n，因为无法释放游离状态的氨(NH3)，所以无法生成作为中间生成物的双(氟磺酰基)酰亚胺铵盐。其理由在于，与作为强酸的氢氟酸(HF)或盐酸(HCl)(pH<0)相比，由于双(氟磺酰基)酰亚胺的酸度(pH＝2～3)降低，因而氨官能团在NH4F(HF)n及NH4Cl(HF)n中游离，从而无法与双(氟磺酰基)酰亚胺相结合。此外，问题在于，由于在用沸点比较低的液态物质(沸点：68～69℃/25mmHg)进行移送或浓缩的过程中双(氟磺酰基)酰亚胺化合物被蒸发而损失掉，因此无法期待高收率，并且由于NH4(HF)n(n＝1～10)及双(氟磺酰基)酰亚胺的酸性强，因此生产工艺进行过程中会引起设备的腐蚀。此外，除了所述方法之外还有使用As化合物或Bi化合物或者使用无水氢氟酸作为氟化试剂的方法，但是所述方法的情况具有以下问题：需要使用具有毒性的化合物，或者引起腐蚀等导致经济性降低，因此，不适合商业化。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人在对双(氟磺酰基)酰亚胺锂的制造方法进行探索的过程中确认到，使得起始物料双(氯磺酰基)酰亚胺化合物与氟化试剂反应后，在不进行精制或浓缩的状态下直接用碱试剂进行处理时，可以解决现有技术的问题，并能够简单且经济地制造高收率及高纯度的双(氟磺酰基)酰亚胺锂，从而完成了本专利技术。因此，本专利技术希望提供一种双(氟磺酰基)酰亚胺锂的新型的制造方法。另外，本专利技术希望提供一种通过所述制造方法制造的具有99.9％以上的纯度的双(氟磺酰基)酰亚胺锂。为了实现所述目的，本专利技术提供一种双(氟磺酰基)酰亚胺锂(Lithiumbis(fluorosulfonyl)imide)的制造方法，其包括如下步骤：(1)在溶剂中使得双(氯磺酰基)酰亚胺和氟化试剂进行反应后，用碱试剂进行处理，从而制造双(氟磺酰基)酰亚胺铵；以及(2)使得所述双(氟磺酰基)酰亚胺铵与锂基进行反应，双(氟磺酰基)酰亚胺锂表示为下面化学式1：[化学式1]此外，本专利技术提供一种通过所述制造方法制造的具有99.9％以上的纯度的双(氟磺酰基)酰亚胺锂。就根据本专利技术的双(氟磺酰基)酰亚胺锂的新型的制造方法而言，使得起始物料双(氯磺酰基)酰亚胺化合物与氟化试剂反应后，在不进行精制或浓缩的状态下直接用碱进行处理，从而可以解决现有技术的问题，并具有能够简单且经济地制造高收率及高纯度的双(氟磺酰基)酰亚胺锂的效果。具体实施方式以下对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供一种双(氟磺酰基)酰亚胺锂(Lithiumbis(fluorosulfonyl)imide)的制造方法，其包括如下步骤：(1)在溶剂中使得双(氯磺酰基)酰亚胺和氟化试剂进行反应后，用碱试剂进行处理，从而制造双(氟磺酰基)酰亚胺铵；以及(2)使得所述双(氟磺酰基)酰亚胺铵与锂基进行反应，双(氟磺酰基)酰亚胺锂表示为下面化学式1：[化学式1]具体地，表示为所述化学式1的双(氟磺酰基)酰亚胺锂可以如下面的反应式1所示进行制造。[反应式1]根据所述反应式1，本专利技术的表示为化学式1的双(氟磺酰基)酰亚胺锂(化学式1)可以通过以下方式进行制造：将双(氯磺酰基)酰亚胺作为起始物料(化学式2)并使其与氟化试剂反应后，在不进行另外的浓缩及精制的状态下用碱试剂进行处理，之后向所述中间生成物(化学式3)中添加锂基而制造。对本专利技术进行详细说明如下。所述(1)步骤为以下步骤：在溶剂中使得双(氯磺酰基)酰亚胺和氟化试剂进行反应后，用碱进行处理，从而制造双(氟磺酰基)酰亚胺铵。所述氟化试剂作为向反应物中赋予氟(F)基的试剂，可以是用于将所述双(氯磺酰基)酰亚胺生成为双(氟磺酰基)酰亚胺的试剂。作为所述氟化试剂，可以使用氟化铵(NH4F)、氟化氢(HF)、二乙胺基三氟化硫、四氟化硫等，优选地，使用氟化铵(NH4F),最为优选地，使用无水氟化铵。所述氟化试剂的水分应该要少，优选地，水分含量为0.01至3000PPM。如果水分含量超过3000PPM，则问题在于，会对起始物料双(氯磺酰基)酰亚胺进行水解而分解为硫酸衍生物和盐酸，因此收率减少，并造成严重的设备腐蚀，并且在酸条件下额外分解起始物料或生成物。根据本专利技术的一个比较例，使用常用氟化铵(水分含量：约3％)作为氟化试剂时，将起始物料双(氯磺酰基)酰亚胺分解约30％左右，从而使得收率降低，在强酸条件下进行反应，因为对起始物料及生成物的额外分解而产生收率降低、颜色不良以及杂质增加的问题。优选地，所述氟化试剂通过溶剂料浆法去除水分。作为通常的氟化试剂的干燥方法，有在真空下升温而去除水分的方法，但是氟化铵的情况，如果升温至100℃以上，则产品本身的纯度降低，因而问题在于难以长时间充分地供给热。另外，利用强力的脱水剂五氧化二磷(P2O5)时，将水分含量减少至3000PPM以下需要72小时以上，因此不具经济性。但是，利用本专利技术的溶剂料浆法来去除氟化试剂的水分时，优点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双(氟磺酰基)酰亚胺锂的制造方法，其包括如下步骤：(1)在溶剂中使得双(氯磺酰基)酰亚胺和氟化试剂进行反应后，用碱试剂进行处理，从而制造双(氟磺酰基)酰亚胺铵；以及(2)使得所述双(氟磺酰基)酰亚胺铵与锂基进行反应，双(氟磺酰基)酰亚胺锂表示为下面化学式1，[化学式1]

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.26 KR 10-2015-0166565;2016.09.19 KR 10-2011.一种双(氟磺酰基)酰亚胺锂的制造方法，其包括如下步骤：(1)在溶剂中使得双(氯磺酰基)酰亚胺和氟化试剂进行反应后，用碱试剂进行处理，从而制造双(氟磺酰基)酰亚胺铵；以及(2)使得所述双(氟磺酰基)酰亚胺铵与锂基进行反应，双(氟磺酰基)酰亚胺锂表示为下面化学式1，[化学式1]2.根据权利要求1所述的双(氟磺酰基)酰亚胺锂的制造方法，其特征在于，所述氟化试剂为选自由氟化铵(NH4F)、氟化氢(HF)、二乙胺基三氟化硫以及四氟化硫组成的组中的一种以上。3.根据权利要求1所述的双(氟磺酰基)酰亚胺锂的制造方法，其特征在于，所述氟化试剂的水分含量为0.01至3000PPM。4.根据权利要求1所述的双(氟磺酰基)酰亚胺锂的制造方法，其特征在于，所述氟化试剂通过溶剂料浆法去除水分。5.根据权利要求4所述的双(氟磺酰基)酰亚胺锂的制造方法，其特征在于，所述溶剂为选自由丙酮、甲基乙基酮、甲基异丙基酮的烷基酮，甲醇、无水乙醇、1-丙醇、异丙醇的醇，乙腈、丙腈的脂肪腈,四氢呋喃、二烷氧基烷烃的醚组成的组中的一种以上。6.根据权利要求1所述的双(氟磺酰基)酰亚胺锂的制造方法，其特征在于，对比双(氯磺酰基)酰亚胺，使用2.0至10.0当量的所述氟化试剂。7.根据权利要求1所述的双(氟磺酰基)酰亚胺锂的制造方法，其特征在于，所述溶剂为选自由乙醚、二异丙醚、甲基叔丁醚、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、戊烷、己烷以及庚烷组成的组中的一种以上。8.根据权利要求1所述的双(氟磺酰基)酰亚胺锂的制造方法，其特征在于，所述溶剂的水分含量为0.01至100PPM。9.根据权利要求1所述的双(氟磺酰基)酰亚胺锂的制造方法，其特征在于，对比双(氯磺酰基)酰亚胺，使用1.0～100.0当量的所述溶剂。10.根据权利要求1所述的双(氟磺酰基)酰亚胺锂的制造方法，其特征在于，所述碱试剂为选自由氨、氨水溶液、烷基胺、芳基胺、二烷基胺、二芳基胺、烷基芳基胺、三烷基胺、二烷基芳基胺、烷基二芳基胺的胺类；碱(I)金属或碱土(II)金属的氢氧化物盐、碳酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、磷酸盐、烷基盐、芳基盐以及它们的水溶液组成的组中的一种以上。11.根据权利要求1所述的双(氟磺酰基)酰亚胺锂的制造方法，其特征在于，所述碱...

【专利技术属性】
技术研发人员：林光民，
申请(专利权)人：希爱尔爱思株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR