一种二氟磷酸锂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种二氟磷酸锂的制备方法，涉及锂离子电池用电解质锂盐技术领域，制备方法步骤如下：步骤一、将磷酰氯通入装有无水氟化氢的反应器的内发生氟代反应，生成磷酰氟；步骤二、将生成的磷酰氟通入超纯水中，反应制得二氟磷酸液体；步骤三、将锂盐加入步骤二所制得的二氟磷酸液体中，经反应生成二氟磷酸锂的二氟磷酸溶液；步骤四、加热减压浓缩步骤三所制得的二氟磷酸锂的二氟磷酸溶液，经结晶、过滤、干燥得到纯净的二氟磷酸锂晶体；通过上述方式，本发明专利技术的二氟磷酸锂的制备方法所得二度磷酸锂含量很高，所采用的原来均是容易获得的工业原料，反应三废少，流程简单，易于投入大规模工业生产。规模工业生产。

【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用电解质锂盐
，具体为一种二氟磷酸锂的制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、自放电率低、循环寿命长、无记忆效应和无污染的优点，近年来，锂离子电池以不可比拟的优势迅速占领了很多领域，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。随着市场不断的扩大，锂离子电池的需求也在不断扩大。
[0003]目前主要使用的电解质为六氟磷酸锂，因为六氟磷酸锂具有较好的电导率，能形成稳定的固体电解质膜、内阻小和充放电速度快等优点，但是六氟磷酸锂对于水分过于敏感，受热易分解为五氟化磷，在低温下生产的SEI膜阻抗过大。
[0004]二氟磷酸锂作为一种新兴的锂盐添加剂能够提升电池的高低温性能，提升电池的循环稳定性和性能倍率，所以随着锂电池的需求加大，二氟磷酸锂的需求也会迎来爆发。
[0005]CN103259040B公开了一种使用二氯磷酸锂与有机锡氟化物发生氟代反应制得二氟磷酸锂的方法，这种方法原料较难取得，难以用于大规模工业生产；CN106829908B公开了一种使用SeO2F2气体通入到含LiPF6的有机溶剂中反应，反应结束后将产物结晶、过滤、干燥得到二氟磷酸锂产品，这种方式反应简单，但是原料六氟磷酸锂价格高昂，造成二氟磷酸锂的生产成本大大增加；CN107381531A公开了一种将碳酸锂和六氟磷酸锂溶解在一种非质子性溶剂中，混合均匀，装入密闭容器内，高温高压反应一定时间，旋蒸除去溶剂，采用洗涤法提纯，即可得到高纯度的二氟磷酸锂，此种方法容易混入其他可溶性金属离子，且高温高压下反应六氟磷酸锂会大量分解生产氟化锂，使产品二氟磷酸锂的纯度大大下降。
[0006]因此提出一种二氟磷酸锂的制备方法以解决上述问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种二氟磷酸锂的制备方法，以解决上述
技术介绍
中二氟磷酸锂结晶水难以除去以及不溶物较高的问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种二氟磷酸锂的制备方法，制备方法步骤如下：步骤一、将磷酰氯通入装有无水氟化氢的反应器的内发生氟代反应，生成磷酰氟；步骤二、将生成的磷酰氟通入超纯水中，反应制得二氟磷酸液体；步骤三、将锂盐加入步骤二所制得的二氟磷酸液体中，经反应生成二氟磷酸锂的二氟磷酸溶液；步骤四、加热减压浓缩步骤三所制得的二氟磷酸锂的二氟磷酸溶液，经结晶、过滤、干燥得到纯净的二氟磷酸锂晶体。
[0009]更进一步的，所述步骤一中的氟代反应反应温度为
‑
10~10℃，反应时间为3~6h，且磷酰氯和无水氟化氢的摩尔比为1:3.6~4.5。
[0010]更进一步的，所述步骤二中的中磷酰氟和超纯水的比例为1:0.8~0.9，反应温度为10~35℃。
[0011]更进一步的，所述步骤二中的反应后未反应的磷酰氟气体通入回收罐，用于下次反应。
[0012]更进一步的，所述步骤三中的锂盐和二氟磷酸的摩尔比为1:1.5~3。
[0013]更进一步的，所述步骤三中的锂盐选自氯化锂、氟化锂、碳酸锂、氢氧化锂中的一种或几种组合。
[0014]更进一步的，所述步骤三中的反应温度控制在20~50℃，反应时间为1~2h。
[0015]更进一步的，所述步骤四中的浓缩温度为60~100℃、压力为
‑
0.05~
‑
0.10MPa。
[0016]更进一步的，所述步骤四中的浓缩至原体积的1/3~1/4后，开始降温结晶，将温度降至
‑
20~
‑
30℃，保持时间为4~8h。
[0017]更进一步的，所述步骤四中的结晶后过滤分离，在60~100℃下干燥6~8h。
[0018]本专利技术的有益效果是：本专利技术的二氟磷酸锂的制备方法，采用硫酰氯用氟化氢氟化水解后生产二氟磷酸与锂盐反应，浓缩、结晶、过滤、干燥制得；所制得的二氟磷酸锂未引入其他金属杂质，所得二度磷酸锂含量很高，所采用的原来均是容易获得的工业原料，反应三废少，流程简单，易于投入大规模工业生产。
具体实施方式
[0019]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述。
[0021]实施例1本实施例的二氟磷酸锂的制备方法包括如下步骤：步骤一、将纯度99%的磷酰氯153.5g投加入纯度99.9%的无水氢氟酸72g中控制反应温度为10℃下反应4h，得到95g磷酰氟；步骤二、将生成的95g磷酰氟通入16.5g超纯水中，水解制得93.5g二氟磷酸液体；步骤三、将10g氢氧化锂加入步骤二所制得的93.5g二氟磷酸液体中控制温度为30℃，经1h反应生成二氟磷酸锂的二氟磷酸溶液；步骤四、加热到60℃在
‑
0.08MPa下减压浓缩步骤三所制得的二氟磷酸锂的二氟磷酸溶液，经4h结晶、过滤、8h80℃干燥得到99.87%的二氟磷酸锂晶体41g，收率为91.1%（以氢氧化锂计）；通过分析得到酸分为252ppm，水份为113ppm，纯度为99.87%。
[0022]实施例2本实施例的二氟磷酸锂的制备方法包括如下步骤：步骤一、将纯度99%的磷酰氯451.5g投加入纯度99.9%的无水氢氟酸216g中控制反
应温度为
‑
10℃下反应6h，得到270g磷酰氟；步骤二、将生成的270g磷酰氟通入21g超纯水中，水解制得291g二氟磷酸液体；步骤三、将60g碳酸锂加入步骤二所制得的291g二氟磷酸液体中控制温度为50℃，经2h反应生成二氟磷酸锂的二氟磷酸溶液；步骤四、加热到80℃在
‑
0.09MPa下减压浓缩步骤三所制得的二氟磷酸锂的二氟磷酸溶液，经6h结晶、过滤、6h70℃干燥得到99.82%的二氟磷酸锂晶体170g，收率为94.4%（以氢氧化锂计）；通过分析得到酸分为324ppm，水份为120ppm，纯度为99.82%。
[0023]实施例3本实施例的二氟磷酸锂的制备方法包括如下步骤：步骤一、将纯度99%的磷酰氯310.6g投加入纯度99.9%的无水氢氟酸160g中控制反应温度为
‑
10℃下反应6h，得到195g磷酰氟；步骤二、将生成的195g磷酰氟通入34g超纯水中，水解制得191g二氟磷酸液体；步骤三、将30g氢氧化锂加入步骤二所制得的191g二氟磷酸液体中控制温度为50℃，经2h反应生成二氟磷酸锂的二氟磷酸溶液；步骤四、加热到80℃在
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0.09MPa下减压浓缩步骤三所制得的二氟磷酸锂的二氟磷酸溶液，经6h结晶、过滤、6h70℃干燥得到99.84%的二氟磷酸锂晶体118g，收率为87.4%（以氢氧化锂计）；通过分析本文档来自技高网...

【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：制备方法步骤如下：步骤一、将磷酰氯通入装有无水氟化氢的反应器的内发生氟代反应，生成磷酰氟；步骤二、将生成的磷酰氟通入超纯水中，反应制得二氟磷酸液体；步骤三、将锂盐加入步骤二所制得的二氟磷酸液体中，经反应生成二氟磷酸锂的二氟磷酸溶液；步骤四、加热减压浓缩步骤三所制得的二氟磷酸锂的二氟磷酸溶液，经结晶、过滤、干燥得到纯净的二氟磷酸锂晶体。2.根据权利要求1所述一种二氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：所述步骤一中的氟代反应反应温度为
‑
10~10℃，反应时间为3~6h，且磷酰氯和无水氟化氢的摩尔比为1:3.6~4.5。3.根据权利要求1所述的一种二氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：所述步骤二中的中磷酰氟和超纯水的比例为1:0.8~0.9，反应温度为10~35℃。4.根据权利要求3所述的一种二氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：所述步骤二中的反应后未反应的磷酰氟气体通入回收罐，用于下次反应。5.根据权利要求1所述的一种二氟磷酸锂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛晓东，薛飞，叶志松，李越，金东曦，
申请(专利权)人：江苏泰际材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：