一种二氟磷酸锂的制备方法技术

本发明专利技术涉及锂离子电池添加剂技术领域，具体涉及一种二氟磷酸锂的制备方法。该制备方法包括以下步骤：将式1化合物与式2化合物混合加热至150～300℃反应，纯化即得，式1：Li

【技术实现步骤摘要】
一种二氟磷酸锂的制备方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池添加剂
，具体涉及一种二氟磷酸锂的制备方法。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车的大力推广，市场对锂电池尤其是动力锂离子电池的倍率性能、容量、高低温循环性能等提出了更高的要求，二氟磷酸锂(LiPO2F2)作为锂离子电池电解液添加剂能够有效提高电池稳定性，提高电池低温循环，降低SEI膜(固体电解质界面膜)阻抗而引起人们的普遍关注。
[0003]现有技术中制备LiPO2F2的方法主要包括以下几种路线：(1)六氟磷酸锂分解法，如公布号为CN108689395A的中国专利技术专利申请公开的二氟磷酸锂的制备方法，通过LiPF6定量脱出氟原子引入氧原子制备出二氟磷酸锂，此路线存在的问题是原料贵，反应收率低，造成生产成本高。(2)二氟磷酸中和方法，如公布号为CN108640096A的中国专利技术专利申请公开的二氟磷酸及二氟磷酸锂的制备方法，通过氟化试剂氟化二氯磷酸或磷酸等得到二氟磷酸，然后锂化反应得到LiPO2F2，该路线所用原料剧毒，反应条件苛刻，所得产品二氟磷酸的纯度不高，需要进一步提纯，增加生产成本。(3)含锂磷酸盐氟气或氟化氢直接氟化，如公布号为CN104445133A的中国专利技术专利申请公开的二氟磷酸锂的制备方法，该方法存在的问题是气-固反应效率低，反应温度高，造成原料大量浪费，制备成本高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种收率高、成本低的二氟磷酸锂的制备方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的一种二氟磷酸锂的制备方法的技术方案为：
[0006]一种二氟磷酸锂的制备方法，包括以下步骤：将式1化合物与式2化合物混合加热至150～300℃反应，纯化即得，
[0007]Li
x
H
y
PO
z
……
式1
[0008]NH3(HF)
n
……
式2
[0009]式1中x＝1，y＝2，z＝4或者x＝3，y＝0，z＝4或者x＝1，y＝0，z＝3或者x＝2，y＝1，z＝4或者x＝2，y＝0，z＝7/2或者x＝2，y＝0，z＝7/2；
[0010]式2中n＝1或者n＝2。
[0011]本专利技术采用含磷酸根或偏磷酸根的式1化合物与氟化氢铵盐的式2化合物在式2化合物熔融状态下反应，能够使反应物料充分接触，从而提高反应效率，并且本专利技术的工艺路线简单，二氟磷酸锂的收率高，可达96.8％，而且式1化合物、式2化合物均为常见的化学品，原料成本低廉，生成的氟化锂和氨气可以回收利用，三废产出少，绿色环保。
[0012]本专利技术的二氟磷酸锂的制备方法中，发生的化学反应具体如下：
[0013](1)式1化合物的x＝1，y＝2，z＝4，式2化合物的n＝1，2时，
[0014]LiH2PO4+2NH3(HF)＝LiPO2F2+2NH3+2H2O；
[0015]LiH2PO4+NH3(HF)2＝LiPO2F2+NH3+2H2O；
[0016](2)式1化合物的x＝3，y＝0，z＝4，式2化合物的n＝1，2时，
[0017]Li3PO4+4NH3(HF)＝LiPO2F2+4NH3+2LiF+2H2O；
[0018]Li3PO4+2NH3(HF)2＝LiPO2F2+2NH3+2LiF+2H2O；
[0019](3)式1化合物的x＝1，y＝0，z＝3，式2化合物的n＝1，2时，
[0020]LiPO3+2NH3(HF)＝LiPO2F2+2NH3+H2O；
[0021]LiPO3+NH3(HF)2＝LiPO2F2+NH3+H2O。
[0022](4)式1化合物的x＝2，y＝1，z＝4，式2化合物的n＝1，2时，
[0023]Li2HPO4+3NH3(HF)＝LiPO2F2+3NH3+2H2O+LiF；
[0024]2Li2HPO4+3NH3(HF)2＝2LiPO2F2+3NH3+4H2O+2LiF；
[0025](5)式1化合物的x＝2，y＝0，z＝7/2，式2化合物的n＝1，2时，
[0026]Li4P2O7+4NH3(HF)＝LiPO2F2+4NH3+2H2O+LiF+Li2PO3F
[0027]Li4P2O7+2NH3(HF)2＝LiPO2F2+2NH3+2H2O+LiF+Li2PO3F
[0028]上述式1化合物与式2化合物可以采用理论反应量进行反应，也可以使式2化合物过量，优选式2化合物为理论反应量的1～2倍。为使式1化合物充分反应，优选式2化合物的用量为理论反应用量的1.05～1.5倍。
[0029]上述式1化合物与式2化合物反应时间越长反应越充分，同时考虑反应成效其反应时间选择2～24h，进一步优化选择16～20h。
[0030]反应产物中含有大量的二氟磷酸锂，以及尚未反应的原料和生成的氟化锂(如果有)，可以采用常规的纯化步骤获得二氟磷酸锂，例如采取萃取，萃取液重结晶和结晶干燥的纯化方法。
[0031]其中所述萃取步骤为向反应产物中加入萃取剂溶解，滤除不溶物获得萃取液。所述萃取剂选择能够对二氟磷酸锂具有较高分配比的萃取剂，如甲醇，乙醇，丙醇，丙酮，乙酸乙酯，四氢呋喃，碳酸二甲酯，乙二醇二甲醚，乙腈等中的一种或几种。为提高萃取处理的效率，萃取的温度优选20～80℃。为了使萃取更加充分彻底，萃取的时间优选为2～48h。
[0032]其中萃取液重结晶步骤为将萃取液浓缩至体积为原来的1/3～1/2，然后冷却结晶，再固液分离得到二氟磷酸锂结晶。冷却的温度优选为-10～0℃；浓缩可以采用加热并减压浓缩的方法，条件为在50～70℃、-0.095～-0.1MPa的条件下浓缩3～4h。
[0033]其中结晶干燥可以采用普通干燥或真空干燥；如果采用真空干燥，其真空度为-0.095～-0.1MPa，温度为80～110℃。
附图说明
[0034]图1为本专利技术实施例1产物二氟磷酸锂的9F-NMR谱图；
[0035]图2为本专利技术实施例1产物二氟磷酸锂的
31
P-NMR谱图；
[0036]图3为本专利技术实施例2产物二氟磷酸锂的9F-NMR谱图；
[0037]图4为本专利技术实施例2产物二氟磷酸锂的
31
P-NMR谱图；
[0038]图5为本专利技术实施例3产物二氟磷酸锂的9F-NMR谱图；
[0039]图6为本专利技术实施例3产物二氟磷酸锂的
31
P-NMR谱图；
[0040]图7为本专利技术实施例4产物二氟磷酸锂的9F-NMR谱图；
[0041]图8为本专利技术实施例4产物二氟磷酸锂的
31
P-NMR谱图。
具体实施方式
[0042]下面结合具体实施例对本专利技术的实施方式作进一步说明。
[0043]实施例1
[0044]本实施例的二氟磷酸锂的制备方法，采用以下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氟磷酸锂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将式1化合物与式2化合物混合加热至150～300℃反应，纯化即得，Li
x
H
y
PO
z
……
式1NH3(HF)
n
……
式2式1中x＝1，y＝2，z＝4或者x＝3，y＝0，z＝4或者x＝1，y＝0，z＝3或者x＝2，y＝1，z＝4或者x＝2，y＝0，z＝7/2；式2中n＝1或者n＝2。2.根据权利要求1所述的二氟磷酸锂的制备方法，其特征在于，所述式2化合物的用量为理论反应用量的1-2倍。3.根据权利要求2所述的二氟磷酸锂的制备方法，其特征在于，所述式2化合物的用量为理论反应用量的1.05-1.5倍。4.根据权利要求1所述的二氟磷酸锂的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李世江，郭琬，薛峰峰，薛旭金，张二斌，于贺华，孙永明，李霞，王建萍，
申请(专利权)人：多氟多化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：