一种六氟磷酸锂的制备方法技术

本申请涉及电池生产技术领域，具体公开了一种六氟磷酸锂的制备方法的制备方法。六氟磷酸锂的制备方法包括以下步骤：（1）将五氯化磷、三乙胺以及氟化剂混合均匀，得到原料液；（2）将氢氧化锂、氟化铵、成孔剂、助燃剂与粘结剂分散液混合并搅拌均匀，烘干后得到氟化锂拌和物；（3）在700

【技术实现步骤摘要】
一种六氟磷酸锂的制备方法


[0001]本申请涉及电池生产
，更具体地说，它涉及一种六氟磷酸锂的制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池是一种无污染、循环寿命长、循环效率高的可充电电池，在小型移动电源、电动汽车以及电动自行车中得到了广泛使用。电解质锂盐是锂离子电池电解液的主要成分，较常用的种类有二氟草酸硼酸锂、二氟磷酸锂、六氟磷酸锂等。其中，占主导地位的电解质锂盐是六氟磷酸锂。
[0003]相关技术中有一种六氟磷酸锂的制备方法，包括以下步骤：(1)在氮气保护下，将20.8kg 五氯化磷固体、100L三乙胺、10kg氟化剂混合均匀，在5℃保温4小时，然后过滤除去盐酸盐，得到五氟化磷三乙胺配合物的混合液；本步骤中，氟化剂为液态氟化氢；(2)在氮气保护下，称取无水氟化锂加入球磨机研磨，得到无水氟化锂粉末，将3kg无水氟化锂粉末、0.15kgPEG400分散剂和10L三乙胺搅拌均匀，得到氟化锂混合物；(3)在5℃的氮气氛下将五氟化磷三乙胺配合物的混合液加入氟化锂混合物中，然后在10℃保温4小时，过滤去除未反应的氟化锂，滤液减压浓缩得到粗品六氟磷酸锂，在20℃的氮气氛下，将粗品六氟磷酸锂与100L 碳酸二甲酯(纯度99.98％，水分8ppm)充分混合并过滤，滤液经浓缩结晶得到六氟磷酸锂半成品，然后在30℃、5mmHg的条件下真空干燥24小时，得到六氟磷酸锂。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人认为，相关技术中虽然实现了六氟磷酸锂的制备，但是氟化锂在三乙胺中的溶解性较差，混合液中的五氟化磷三乙胺配合物只能在无水氟化锂粉末表面发生反应，影响六氟磷酸锂的生成速率。

技术实现思路

[0005]相关技术中，五氟化磷三乙胺配合物只能在无水氟化锂粉末表面发生反应，影响六氟磷酸锂的生成速率。为了改善这一缺陷，本申请提供一种六氟磷酸锂的制备方法。
[0006]本申请提供一种六氟磷酸锂的制备方法，采用如下的技术方案：一种六氟磷酸锂的制备方法，包括以下步骤：(1)在氮气保护下将五氯化磷、三乙胺以及氟化剂混合均匀，然后在5
‑
10℃下反应3
‑
5h，得到原料液，所述氟化剂用于将五氯化磷转化为五氟化磷；(2)将24份氢氧化锂、37份氟化铵、20
‑
24份成孔剂、6
‑
10份助燃剂与30
‑
50份含水率为 70
‑
80％的粘结剂分散液混合并搅拌均匀，再将混合产物烘干，得到氟化锂拌和物；本步骤中，成孔剂的煅烧产物在反应条件下为气态；(3)在700
‑
750℃下将氟化锂拌和物煅烧至恒重，得到多孔氟化锂，将多孔氟化锂冷却至室温，备用；(4)在氮气保护下将多孔氟化锂与原料液混合均匀，在5
‑
15℃下保温60
‑
80min，经过过滤和减压浓缩得到粗品六氟磷酸锂，对粗品六氟磷酸锂进行提纯，得到六氟磷酸锂。
[0007]通过采用上述技术方案，本申请与相关技术相比，先制备了含五氟化磷三乙胺配
合物的原料液，再制备并煅烧了氟化锂拌和物，得到了多孔氟化锂，最后使用多孔氟化锂代替相关技术中的无水氟化锂粉末，由多孔氟化锂与原料液中的五氟化磷三乙胺配合物反应，制得了六氟磷酸锂。由于多孔氟化锂与氟化锂粉末相比具有更大的比表面积，因此使得五氟化磷三乙胺配合物与氟化锂之间的接触更加充分，从而提高了六氟磷酸锂的生产速率，缩短了生产六氟磷酸锂所需的时间。
[0008]在本申请的步骤(2)中，氢氧化锂与氟化铵遇到粘结剂分散液后与水反应，生成一水合氨和氟化锂，氟化锂与粘结剂分散液、成孔剂、助燃剂混合后形成氟化锂拌和物，氟化锂拌和物经过烘干后失去水分并初步定型，然后在步骤(3)中再对定型的氟化锂拌和物进行煅烧。在煅烧过程中，助燃剂释放热量，使氟化锂拌和物受热更加均匀。经过煅烧后，一水合氨分解为氨气和水蒸气，成孔剂也转化为气态煅烧产物，成孔剂的煅烧产物以及水蒸气和氨气扩散时使得氟化锂拌和物中产生孔隙，从而使氟化锂拌和物转化成了多孔氟化锂。
[0009]优选的，在制备六氟磷酸锂的步骤(2)中，将24份氢氧化锂、37份氟化铵、21
‑
23 份成孔剂、7
‑
9份助燃剂与35
‑
45份含水率为70
‑
80％的粘结剂分散液混合并搅拌均匀，经过烘干后得到氟化锂拌和物。
[0010]通过采用上述技术方案，优化了氟化锂拌和物的原料配比，进一步提高了六氟磷酸锂的生成速率，缩短了生产六氟磷酸锂所需的时间。
[0011]优选的，所述步骤(1)中的氟化剂选用液态氟化氢或三乙胺三氢氟酸盐。
[0012]通过采用上述技术方案，液态氟化氢或三乙胺三氢氟酸盐均可将五氯化磷转化为五氟化磷，而液态氟化氢的腐蚀性较强，选用三乙胺三氢氟酸盐时，不仅能够减少对生产设备的损耗，而且三乙胺三氢氟酸盐与三乙胺的相容性较佳，有助于提高步骤(1)中反应体系的均匀度。
[0013]优选的，所述步骤(2)中的成孔剂选用淀粉或粉状纤维素。
[0014]通过采用上述技术方案，淀粉或粉状纤维素的煅烧产物在反应条件下均为气态，而淀粉与粉状纤维素相比更容易溶胀，溶胀后的淀粉能够提高粘结剂分散液的粘度，从而减少了氟化锂拌和物在放置过程中发生泌水的可能，有助于提高氟化锂拌和物的均匀度。
[0015]优选的，所述粘结剂分散液由粘结剂和去离子水配制而成，所述粘结剂选用聚丙烯酸钠或明胶。
[0016]通过采用上述技术方案，聚丙烯酸钠和明胶溶于水之后均可作为粘结剂，其中明胶的主要煅烧产物包括氨气、二氧化碳和水蒸气，而聚丙烯酸钠的煅烧产物为碳酸盐。氨气、二氧化碳和水蒸气均可直接离开煅烧体系，而碳酸盐会保留在煅烧的后续步骤中，导致多孔氟化锂的纯度下降，因此由明胶配制的粘结剂分散液更加合适。
[0017]优选的，所述步骤(2)中的助燃剂选用竹炭颗粒或秸秆炭颗粒。
[0018]通过采用上述技术方案，竹炭颗粒和秸秆炭颗粒均具有较高的热值，并且在本申请的反应条件下，燃烧产物均为二氧化碳，但是竹炭的生产受竹材地域分布的限制，而秸秆炭则可直接使用秸秆制取，原料来源广泛。因此，使用秸秆炭作为助燃剂时，制备多孔氟化锂合成六氟磷酸锂的成本更低，便于对本申请的方法进行推广。
[0019]优选的，所述步骤(2)中的助燃剂选用秸秆炭颗粒，所述秸秆炭颗粒按照以下步骤制备：(1)在70
‑
85℃将秸秆烘干至含水率为0.6％
‑
1.0％，再将秸秆粉碎至平均粒径为
500
‑
700μm，得到秸秆粉；(2)将秸秆粉与洗涤液混合均匀，得到秸秆粉分散液，在密闭环境下将秸秆粉分散液加热至 280
‑
320℃，然后保温60
‑
80min，再停止加热，得到炭颗粒分散液；(3)对炭颗粒分散液进行抽滤，再对抽滤产物进行清洗和干燥，得到秸秆炭颗粒。
[0020]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）在氮气保护下将五氯化磷、三乙胺以及氟化剂混合均匀，然后在5
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10℃下反应3
‑
5h，得到原料液，所述氟化剂用于将五氯化磷转化为五氟化磷；（2）将24份氢氧化锂、37份氟化铵、20
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24份成孔剂、6
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10份助燃剂与30
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50份含水率为70
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80%的粘结剂分散液混合并搅拌均匀，再将混合产物烘干，得到氟化锂拌和物；本步骤中，成孔剂的煅烧产物在反应条件下为气态；（3）在700
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750℃下将氟化锂拌和物煅烧至恒重，得到多孔氟化锂，将多孔氟化锂冷却至室温，备用；（4）在氮气保护下将多孔氟化锂与原料液混合均匀，在5
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15℃下保温60
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80min，经过过滤和减压浓缩得到粗品六氟磷酸锂，对粗品六氟磷酸锂进行提纯，得到六氟磷酸锂。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，在制备六氟磷酸锂的步骤（2）中，将24份氢氧化锂、37份氟化铵、21
‑
23份成孔剂、7
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9份助燃剂与35
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45份含水率为70
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80%的粘结剂分散液混合并搅拌均匀，经过烘干后得到氟化锂拌和物。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，所述步骤（1）中的氟化剂选用液态氟化氢或三乙胺三氢氟酸盐。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，所述步骤（2）中的成孔剂选用淀粉或粉状纤维素。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，所述粘结剂分散液由粘结剂和去离子水配制而成，所述粘结剂选用聚丙烯酸钠或明胶。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，所述步骤（2）中的助燃剂选用竹炭颗粒或秸秆炭颗粒。7.根据权利要求6所述的六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振一，王小龙，管晓东，周洋，汪许诚，
申请(专利权)人：苏州华一新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：