一种锂离子二次电池用六氟磷酸锂的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种锂离子二次电池用六氟磷酸锂的制备方法，包括如下步骤：1)将氟化锂溶解在无水氢氟酸中，得到氟化锂溶液，调节所述溶液的温度为5

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子二次电池用六氟磷酸锂的制备方法


[0001]本专利技术属于化工产品制备
，尤其涉及一种锂离子二次电池用六氟磷酸锂的制备方法。

技术介绍

[0002]六氟磷酸锂，LiPF6，CAS：14283
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9，主要用作锂离子电池电解液添加剂，六氟磷酸锂具有较好化学稳定性和热稳定性，对水分不太敏感，改善循环寿命，提高锂离子电池性能。此外，LiPF6对铝箔的钝化能力也相当优秀，因此作为成膜添加剂广泛应用于电解液中。而且锂离子电解液添加LiPF6之后可拓宽锂离子电池的工作温度范围，提高电池的高低温放电性能，更适合在极端环境(高温或低温)下使用。其优异的性能被行业广泛认同，但市场中大批量生产该产品的厂商较少，很多企业在生产工艺上都是在有机溶剂中制备，批次反应，需要工人大量重复劳动，溶剂去除麻烦，原料五氟化磷高压高毒操作危险。
[0003]CN202110793501.X公开了一种六氟磷酸盐的清洁生产工艺，包括以下步骤：步骤一、将五氯化磷与无水氢氟酸或者氟化氢气体进行反应，并进行分离后分别得到五氟化磷气体、氯化氢气体和氟化氢气体；步骤二、六氟磷酸盐的制备：将所得纯化后的五氟化磷与锂源或钠源反应制备得到六氟磷酸盐；步骤三、将步骤一分离所得的氟化氢作为原料引入五氟化磷的制备步骤中回用。
[0004]CN202110038497.6公开了一种锂离子二次电池用六氟磷酸锂的制备方法，其包括如下步骤：(1)将五氯化磷与第一非质子有机胺混合，形成能够溶解于第一非质子有机胺中的五氯化磷有机胺配合物，得到五氯化磷有机胺配合物的混合物；然后向五氯化磷有机胺配合物的混合物中加入有机胺氟化剂，与五氯化磷有机胺配合物进行氟氯取代反应，生成五氟化磷有机胺配合物；(2)将氟化锂分散在第二非质子有机胺中，制成氟化锂混合物；(3)将五氟化磷有机胺配合物与氟化锂混合物混合，反应生成六氟磷酸锂配合物，分离，制成六氟磷酸锂。
[0005]CN202011391239.8公开了一种六氟磷酸锂生产方法，在由五氯化磷与氟化氢制备五氟化磷形成的五氟化磷、氟化氢、氯化氢混合气体中，加入缚氟剂、缚氯剂，使氟化氢、氯化氢分别反应除去；将经过纯化后的五氟化磷通入碳酸二甲酯溶液中，并加入氟化锂，制备出六氟磷酸锂的碳酸二甲酯溶液。本专利技术得到的产品溶液品质稳定性高，成本低、生产效率高。
[0006]目前对于六氟磷酸锂的制备，普遍的方法是氟化锂悬浮在有机溶剂中，通入五氟化磷气体，结晶干燥等，过程提取麻烦，反应氟化锂过量，造成原料浪费，结晶提取收率低，有机溶剂往往会或多或少残存在产品中，对电解液的性能产生微量波动，且原料五氟化磷常温下储存压力10Mpa，运输和存储困难，反应过程向常压溶液中通气会随压力波动影响反应等问题。
[0007]而过滤采用材质为聚四氟乙烯，经过长期使用无水氟化氢强度降低，易变型造成堵塞，影响了产品质量。

技术实现思路

[0008]针对高压且高毒气体五氟化磷操作危险，对操作人员高风险，气体容易泄露污染环境等问题，本专利技术的主要目的在于提供一种锂离子二次电池用六氟磷酸锂的制备方法，原料简单，原料在微反应通道内转化率高，副产物少，可以实现连续进出料，反应稳定易控制，可实现工业化连续生产。
[0009]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种锂离子二次电池用六氟磷酸锂的制备方法，包括如下步骤：
[0010]1)将氟化锂溶解在无水氟化氢中，得到氟化锂溶液，调节所述溶液的温度为5
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10℃；
[0011]2)常温下将氟化锂溶液和五氟化磷乙醚溶液按氟化锂和五氟化磷摩尔比1：1通入微通道反应器进行反应，得到六氟磷酸锂的氟化氢溶液；
[0012]3)将反应后的六氟磷酸锂溶液静置分层，去除乙醚溶液；
[0013]4)将所述六氟磷酸锂溶液过滤后降温结晶得到六氟磷酸锂晶体，分离、干燥得到成品；
[0014]5)过滤后的无水氟化氢溶液可作为下一批反应的溶剂继续回用。
[0015]作为进一步的优选，步骤1)中，所述溶剂为无水氟化氢溶液。
[0016]作为进一步的优选，步骤1)中，所述溶液中氟化锂的浓度为20
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35％(Wt％)。
[0017]作为进一步的优选，步骤1)中，五氟化磷乙醚溶液的的浓度为40
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50％(Wt％)。
[0018]作为进一步的优选，步骤2)中，所述氟化锂溶液的进料速度为10
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16L/min。
[0019]作为进一步的优选，步骤2)中，所述五氟化磷乙醚溶液的进料速度为10
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16L/min。
[0020]作为进一步的优选，步骤4)中，所述过滤采用材质为PP、PTFE或SUS316L的精密过滤器，所述精密过滤器孔径为0.1～1um。
[0021]进一步的，采用材质为改性聚四氟乙烯的精密过滤器，
[0022]所述改性聚四氟乙烯的制备方法为：
[0023]步骤1：按质量份数，将100
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120份沉淀碳酸钡和3
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6份烯丙基三甲氧基硅烷混合,加入100～300份甲苯，0.05
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1.2份硼氢化钠，在80℃～90℃反应1～5h；再经抽滤,洗涤，真空干燥,得到改性沉淀碳酸钡。
[0024]S2：将聚四氟乙烯于钠
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萘处理液按质量比1：1.2
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1.5混合，50
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60℃搅拌30
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100min，再经抽滤,洗涤，真空干燥，制得预改性聚四氟乙烯，
[0025]S3:按照质量份数，将100
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150份的预改性聚四氟乙烯，0.3
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1.5份的丙烯酸锂，在高速混合机中混合，升温至80
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100℃混合10
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30min，再加入10
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20份的改性沉淀碳酸钡，2
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5份的过氧化苯甲酰，加入到密炼机中，控温110
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120℃下混炼5
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15min，静置30
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50min后，70
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90℃继续混炼5
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15min，即得一种改性聚四氟乙烯。
[0026]作为进一步的优选，步骤4)中，所述固液分离为离心分离。
[0027]本专利技术的有益效果是：本专利技术使用无水氟化氢作为溶剂，氟化锂在其中溶解度较大，五氟化磷乙醚溶液代替五氟化磷气体，使用微反应通道进行连续进料反应，最终产生了几个有利结果，包括：氟化锂在无水氟化氢中溶解，五氟化磷乙醚代替高压高毒气体五氟化磷，微反应通道分子全接触转化率达到99.5％以上，反应稳定易控制，结晶分离后的无水氟化氢溶液可循环使用。
[0028]技术效果为：
[0029](10在特定条件下用直接通五氟化磷气体的工艺方法，在理论上的参数条件下反复试验，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子二次电池用六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1:将氟化锂溶解在无水氟化氢中，得到氟化锂溶液，调节所述溶液的温度为5
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10℃；S2:常温下将氟化锂溶液和五氟化磷乙醚溶液按氟化锂和五氟化磷摩尔比1：1通入微通道反应器进行反应，得到六氟磷酸锂的氟化氢溶液；S3:将反应后的六氟磷酸锂溶液静置分层，去除乙醚溶液；S4:将所述六氟磷酸锂溶液过滤后降温结晶得到六氟磷酸锂晶体，分离、干燥得到成品；S5:过滤后的无水氟化氢溶液可作为下一批反应的溶剂继续回用。2.根据权利要求1所述的六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：所述溶剂为无水氟化氢溶液。3.根据权利要求1所述的六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：所述溶液中氟化锂的浓度为20
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35％(Wt％)。4.根据权利要求1所述的六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：所述五氟化磷乙醚溶液的的浓度为40
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50％(Wt％)。5.根据权利要求1所述的六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：所述氟化锂溶液的进料速度为10
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16L/min。6.根据权利要求1所述的六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：所述五氟化磷乙醚溶液的进料速度为10
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16L/min。7.根据权利要求1所述的六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：所述过滤采用材质为PP、PTFE或SUS316L的精密过滤器，所述精密过滤器孔径为0.1～1um。8.根据权利要求1所述的六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：所述精密过滤器采用材质为改性聚四氟乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：王怀英，
申请(专利权)人：山东中顼技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：