六氟磷酸锂制备方法技术

本申请公开了一种六氟磷酸锂制备方法，包括：(1)、将五氟化磷气体通入到已投加有氟化锂和氟化氢液体的反应釜中进行反应1～2小时，得到六氟磷酸锂溶液；(2)、在搅拌条件下实现晶析；(3)、干燥。本发明专利技术操作方便，搅拌晶析出来的六氟磷酸锂直接为均匀的颗粒状，省略了多次干燥和粉碎的步骤，缩短了晶析时间。

Six preparation method of lithium fluo phosphate

The application discloses a preparation method of lithium hexafluorophosphate, which comprises: (1) the reaction of phosphorus pentafluoride gas into a reactor which has been added with lithium fluoride and hydrogen fluoride liquid for 1 to 2 hours to obtain lithium hexafluorophosphate solution; (2) crystallization under stirring conditions; (3) drying. The invention has the advantages of convenient operation, uniform granular shape of lithium hexafluorophosphate precipitated by stirring crystal, omitting the steps of multiple drying and crushing, and shortening the crystallization time.

【技术实现步骤摘要】
六氟磷酸锂制备方法
本申请涉及锂离子电池
，特别是涉及一种六氟磷酸锂制备方法。
技术介绍
锂离子电池具有工作电压高、能量密度大(重量轻)、自放电率低、无记忆效应、循环寿命长和无污染等突出优点。近年来，其以其它电池所不可比拟的优势迅速占领了许多领域，被广泛应用于大家所熟知的移动电话、笔记本电脑、小型摄像机、电动汽车等产品中。随着电动汽车的产业化，锂离子电池的用量势必越来越大。应用表明，锂离子电池是一种理想的小型绿色电源。六氟磷酸锂作为锂离子电池电解液的重要电解质盐，要求其具有很高的纯度(通常要不低于99.5％)，其中的杂质例如水份，碱金属，重金属以及其它杂质如PCl3和POCl3的含量必须严格控制，否则将导致电池内阻增大，电池容量衰减快，循环寿命缩短，甚至影响电池的安全性。获得高纯度和低含量的有害杂质的六氟磷酸锂产品具有重要意义。中国专利公开号CN102009972A公开了一种六氟磷酸锂的制备方法，包括如下步骤：(1)、通过蒸馏获得纯度在99.99wt％以上的氟化氢液体；(2)、使高纯的氟化氢液体与五氯化磷反应得到五氟化磷与氯化氢的混合气体；(3)、将无氟化磷与氯化氢的混合气体通入到氟化氢和氟化锂中，使在一定温度和压力下反应制得六氟磷酸锂溶液，氯化氢气体定时排出并经水吸收后制成副产物盐酸；(4)、结晶分离：对六氟磷酸锂溶液进行过滤，滤液送至晶析槽中，在温度-70℃-80℃下，六氟磷酸锂析出，过滤，经一级干燥和二级干燥得六氟磷酸锂产品，其中，还采用氮气来置换残留氟化氢气体。现有技术中存在以下缺点：(1)、步骤4中一级干燥时处于静置干燥，晶析时间一般需要48小时左右，而且容易结块，晶析后六氟磷酸锂产品形成一个较大的晶块整体，很难从晶析槽中剥离以及很难破碎，一级干燥后需要对六氟磷酸锂产品按照粒径要求进行粉碎，费时费力，现有技术获得的产品颗粒如图1所示，其形状不规则，表面粗糙；(2)、每次只能处理很少量的反应原料，无法适应大批量的生产需求。(3)、需要经过两次干燥处理，耗费时间较长，耗时耗力。
技术实现思路
针对现有技术中采用静置晶析的不足，本专利技术提供一种六氟磷酸锂制备方法，以缩短生产周期。本申请实施例提供一种六氟磷酸锂制备方法，包括：(1)、将五氟化磷气体通入到已投加有氟化锂和氟化氢液体的反应釜中进行反应1～2小时，得到六氟磷酸锂溶液；(2)、在搅拌条件下实现晶析；(3)、干燥。优选的，在上述的六氟磷酸锂制备方法中，步骤(2)中，将六氟磷酸锂溶液升温至40～45℃，在搅拌条件下实现晶析，搅拌过程中降温至-25℃～-20℃。优选的，在上述的六氟磷酸锂制备方法中，步骤(2)中，降温过程包括：先降温到20℃并保持1小时，降温的时间为1小时；再从20℃降温到0℃并保持3小时，降温的时间为4小时；最后从0℃降温到-20℃并保持4小时，降温的时间为7小时。优选的，在上述的六氟磷酸锂制备方法中，晶析过程中所采用的搅拌叶包括螺旋绕设于搅拌轴上的内搅拌叶和外搅拌叶，所述外搅拌叶形成于内搅拌叶的外侧。优选的，在上述的六氟磷酸锂制备方法中，所述外搅拌叶包括逆时针绕设于搅拌轴外侧的第一搅拌叶和逆时针绕设于搅拌轴外侧的第二搅拌叶，第一搅拌叶和第二搅拌叶在竖直方向间隔设置。优选的，在上述的六氟磷酸锂制备方法中，搅拌叶材质采用SUS316L。优选的，在上述的六氟磷酸锂制备方法中，步骤(1)中，氟化锂、氟化氢液体以及五氟化磷的投料重量比为1∶2.5～3.0∶13～15，优选为1∶2.5∶13、1∶2.8∶14或1∶3∶15。优选的，在上述的六氟磷酸锂制备方法中，五氟化磷的制备包括：将氟化氢液体投加到已加入五氯化磷的反应釜中，其中氟化氢液体相对于五氯化磷是过量的，将温度控制在178℃～182℃之间，压力控制在0.13MPa～0.17MPa之间，氟化氢与五氯化磷反应产生五氟化磷和氯化氢的混合气体，步骤(1)中将该混合气体通入反应釜中。优选的，在上述的六氟磷酸锂制备方法中，步骤(2)中，搅拌转速为50～100转/分钟；获得六氟磷酸锂产品半径为100～400目。优选的，在上述的六氟磷酸锂制备方法中，步骤(3)中，在旋转干燥机中进行干燥，旋转干燥机的转速为1～5转/分钟，优选为1转/分钟、3转/分钟或5转/分钟。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术制备方法操作方便，搅拌晶析出来的六氟磷酸锂直接为均匀的颗粒状，省略了多次干燥和粉碎的步骤，缩短了晶析时间，作成的电解液具有酸份小，水分小，投料简单等优势，仅需20小时左右，且晶析过程不易结块，不仅提高了晶析效率，缩短了生产周期；同时，调整了氟化锂、氟化氢液体以及五氟化磷的投料重量比，使用较少的氟化氢液体处理较多的五氟化磷，反应效率较高。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1所示为现有技术中六氟磷酸锂颗粒的金相照片；图2所示为本专利技术具体实施例中搅拌叶的结构示意图；图3所示为本专利技术具体实施例中六氟磷酸锂颗粒的金相照片。具体实施方式本申请实施例提供一种制备特制规格六氟磷酸锂的方法，具体包括以下步骤：(1)、高纯原料的制备：将无水氟化氢送至蒸馏塔精制，蒸馏温度控制在20～25℃，蒸出的氟化氢气体经过冷凝器冷凝后制得纯度在99.99wt％以上的氟化氢液体；(2)、五氟化磷的制备与纯化：将氟化氢液体投加到已加入五氯化磷的反应釜中，其中氟化氢液体相对于五氯化磷是过量的，将温度控制在178℃～182℃之间，压力控制在0.13MPa～0.17MPa之间，氟化氢与五氯化磷反应产生五氟化磷和氯化氢的混合气体，反应结束，过量的氟化氢液体经冷凝装置的冷凝水吸收制成副产物氢氟酸；(3)、六氟磷酸锂的制备：将步骤(2)得到的五氟化磷和氯化氢的混合气体通入到已投加有氟化锂和氟化氢液体的反应釜中，温度控制30℃～35℃之间，压力控制在0.6MPa～0.7MPa之间，反应，得到六氟磷酸锂溶液，其中，氟化锂、氟化氢液体以及五氟化磷的投料重量比为1∶2.5～3.0∶13～15，氯化氢气体定时排出经水吸收后制成副产物盐酸溶液；(4)、结晶分离工序：将步骤(3)所得六氟磷酸锂溶液经过滤除去不溶性杂质，滤液进行搅拌晶析，搅拌转速为50～100转/分钟，搅拌晶析结束以后在温度120℃～130℃下旋转干燥直接得到六氟磷酸锂产品，六氟磷酸锂产品半径为100～400目。进一步地，所述六氟磷酸锂溶液在晶析槽中进行搅拌晶析，在旋转干燥机中进行干燥，所述旋转干燥机的转速为1～5转/分钟。在优选的实施例中，所述旋转干燥机的转速为1转/分钟或3转/分钟或5转/分钟。在优选的实施例中，步骤(3)中氟化锂、氟化氢液体以及五氟化磷的投料重量比为1∶2.5∶13、或1∶2.8∶14、或1∶3∶15。在一实施例中，搅拌过程中，对于步骤(4)中的先升温再降温，我们则是先将温度升至40℃，然后从40℃先降温到20℃，再从20℃降温到0℃，最后从0℃降温到-20℃，分为这样三个梯度进行降温操作。结合图2所示，本实施例采用的搅拌叶包括螺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种六氟磷酸锂制备方法，其特征在于，包括：(1)、将五氟化磷气体通入到已投加有氟化锂和氟化氢液体的反应釜中进行反应1～2小时，得到六氟磷酸锂溶液；(2)、在搅拌条件下实现晶析；(3)、干燥。

【技术特征摘要】
1.一种六氟磷酸锂制备方法，其特征在于，包括：(1)、将五氟化磷气体通入到已投加有氟化锂和氟化氢液体的反应釜中进行反应1～2小时，得到六氟磷酸锂溶液；(2)、在搅拌条件下实现晶析；(3)、干燥。2.根据权利要求1所述的六氟磷酸锂制备方法，其特征在于，步骤(2)中，将六氟磷酸锂溶液升温至40～45℃，在搅拌条件下实现晶析，搅拌过程中降温至-25℃～-20℃。3.根据权利要求2所述的六氟磷酸锂制备方法，其特征在于，步骤(2)中，降温过程包括：先降温到20℃并保持1小时，降温的时间为1小时；再从20℃降温到0℃并保持3小时，降温的时间为4小时；最后从0℃降温到-20℃并保持4小时，降温的时间为7小时。4.根据权利要求1所述的六氟磷酸锂制备方法，其特征在于，晶析过程中所采用的搅拌叶包括螺旋绕设于搅拌轴上的内搅拌叶和外搅拌叶，所述外搅拌叶形成于内搅拌叶的外侧。5.根据权利要求4所述的六氟磷酸锂制备方法，其特征在于，所述外搅拌叶包括逆时针绕设于搅拌轴外侧的第一搅拌叶和逆时针绕设于搅拌轴外侧的第二搅拌叶，第一搅拌叶和第二搅拌叶在竖直方向间隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：堀尾博英，
申请(专利权)人：森田新能源材料张家港有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32