一种有机酸锂的制备方法以及制备双（氟磺酰基）亚胺锂的应用技术

本发明专利技术涉及锂离子电池电解质锂盐的原料盐制备领域，具体涉及一种有机酸锂的制备方法以及制备双(氟磺酰基)亚胺锂的应用。该方法包括以下步骤：锂金属盐与有机酸在乙醇和水组成的混合溶剂中反应，反应后浓缩、过滤、干燥得到固体成品；所述混合溶剂中乙醇与水的质量比为(2～3):1。本发明专利技术中采用混合溶剂代替传统的单溶剂法，用乙醇和水组成共沸溶液，使浓缩液溶质颗粒之间包裹的水分以共沸物形式脱除，防止在旋蒸后期和干燥中形成硬团聚,使得有机酸锂浓缩更加容易，而且具有过滤容易、操作简单、安全系数高、成本低、适合大批量生产等一系列优点。点。

【技术实现步骤摘要】
一种有机酸锂的制备方法以及制备双(氟磺酰基)亚胺锂的应用


[0001]本专利技术涉及锂离子电池电解质锂盐的原料盐制备领域，具体涉及一种有机酸锂的制备方法以及制备双(氟磺酰基)亚胺锂的应用。

技术介绍

[0002]锂电池中常用的电解质是溶解在碳酸酯类溶剂中的六氟磷酸锂锂盐。锂盐作为电解质中核心组分，是电解液中锂离子的提供者，对电解质的离子电导率，锂金属表面特性，电荷转移动力学等都有重要影响。但目前六氟磷酸锂电解质仍然存在水分敏感度高且热稳定性差，极易分解，并生成有害成分氢氟酸，增加电池阻抗，造成正极活性物质的溶解等问题。尤其是在高温条件下，电极反应过程中副反应较多，直接影响电池循环寿命和容量。为解决传统六氟磷酸锂锂盐的固有缺陷，双(氟磺酰基)亚胺锂是有望取代六氟磷酸锂的另一种有前景的锂盐。
[0003]双(氟磺酰基)亚胺锂的制备通常包括三个过程：(1)双(氯磺酰)亚胺的合成；(2) 双(氯磺酰)亚胺氟化反应制备双(氟磺酰)亚胺；(3)双(氟磺酰基)亚胺锂的制备，研究者对于不同阶段都进行了优化研究。申请号为CN107662908A的中国专利技术专利使用金属锂与无水低分子量醇反应生成的醇锂与双(氟磺酰)亚胺反应合成双(氟磺酰基)亚胺锂产品，其中醇与金属锂反应产生大量氢气，易燃易爆危险性高，不适合工业生产；申请号为 CN103524387A的中国专利技术专利采用复分解交换反应，在有机溶剂体系中，5～60℃，将双草酸硼酸锂与双氟磺酰亚胺钾进行反应，得到双(氟磺酰基)亚胺锂产品，但产品的金属离子等不溶物高，纯度低，且副产物不易除去，工业上大量生产困难。而采用甲基丙烯酸锂与双 (氟磺酰)亚胺在良性溶剂中充分反应后，合成液经过滤浓缩、加入不良溶剂析晶及再过滤后即可得到双(氟磺酰基)亚胺锂粗品，测试结果表明该方法制备的双(氟磺酰基)亚胺锂产品水份、酸度均低于50ppm，Cl
‑
含量低于7ppm，符合生产要求指标，且该产品纯度高，生产条件温和，安全系数高，工艺简单，成本低，适合工业化大批量生产。
[0004]然而现有技术中甲基丙烯酸锂的制备方法较少，在仅有的可参考工艺中，都是采用原位合成的方法将一价金属盐氢氧化锂(或碳酸锂)与甲基丙烯酸在去离子水中搅拌反应，反应液经旋蒸浓缩、过滤、烘干等过程得到反应产物甲基丙烯酸锂。但该工艺以纯水作为溶剂，在旋蒸浓缩阶段温度设置高，前期旋蒸较慢，后期浓缩液极易在一瞬间成块状固体，浓缩程度不易控制，而且甲基丙烯酸锂颗粒表面积大，表面能高，会处于能量不稳定状态，容易发生聚集达到稳定状态，团聚会导致晶体生长快，晶体颗粒大，且结晶过程容易引入杂质，从而降低产品的纯度，后续制备的双(氟磺酰基)亚胺锂纯度也会较低，酸度增高，因此，本专利技术的目的是开发一种新的制备方法，该方法产品收率高、纯度高、生产工艺简单，可以实现工业化大批量生产。
16g碳酸锂；
[0025](2)在搅拌下向溶液中缓慢滴加39g甲基丙烯酸，滴加速度为2～3滴/秒，滴加时间为 6min；
[0026](3)滴加完毕后加入140g去离子水，搅拌使碳酸锂固体全部溶解，反应期间多次测试溶液的pH值，直至溶液pH值在6～8范围内；反应时间为1.5h；
[0027](4)70℃条件下，用油泵旋蒸，旋蒸过程会有白色固体(产品盐)析出，旋蒸至旋蒸瓶中的浓缩液为流动性较好的白色溶液，即溶液粘度为1.2mpa
·
s，停止旋蒸，得到浓缩液；
[0028](5)在干燥房内(湿度：15
‑
17％RH)，将浓缩液进行正压过滤，得到滤饼；
[0029](6)过滤后的滤饼仍保留在正压过滤器内，并用氮气吹3～4h，得到雪白色固体，即为产物。
[0030]实施例2
[0031]本实施例的甲基丙烯酸锂制备方法，采用以下步骤：
[0032](1)在23℃条件下，称取500g乙醇加入1000ml圆底烧瓶中，在磁力搅拌的条件下加入26g碳酸锂；
[0033](2)在搅拌下向溶液中缓慢滴加66g甲基丙烯酸，滴加速度为2～3滴/秒，滴加时间为 9min。
[0034](3)滴加完毕后加入230g去离子水，搅拌使碳酸锂固体全部溶解，反应期间多次测试溶液的pH值，直至溶液pH值在6～8范围内；反应时间为1.6h；
[0035](4)75℃条件下，用油泵旋蒸，旋蒸过程会有白色固体(产品盐)析出，旋蒸至旋蒸瓶中的浓缩液为流动性较好的白色溶液，即溶液粘度为1.21mpa
·
s，停止旋蒸，得到浓缩液；
[0036](5)在干燥房内(湿度：15
‑
17％RH)，将浓缩液进行正压过滤，得到滤饼；
[0037](6)过滤后的滤饼仍保留在正压过滤器内，并用氮气吹3～4h，得到雪白色固体，即为产物。
[0038]实施例3
[0039]本实施例的甲基丙烯酸锂制备方法，采用以下步骤：
[0040](1)在25℃条件下，称取800g乙醇加入2000ml圆底烧瓶中，在磁力搅拌的条件下加入43g碳酸锂；
[0041](2)在搅拌下向溶液中缓慢滴加107g甲基丙烯酸，滴加速度为2～3滴/秒，滴加时间为 14min；
[0042](3)滴加完毕后加入372g去离子水，搅拌使碳酸锂固体全部溶解，反应期间多次测试溶液的pH值，直至溶液pH值在6～8范围内；反应时间为2h；
[0043](4)75℃条件下，用油泵旋蒸，旋蒸过程会有白色固体(产品盐)析出，旋蒸至旋蒸瓶中的浓缩液为流动性较好的白色溶液，即溶液粘度为1.18mpa
·
s，停止旋蒸，得到浓缩液；
[0044](5)在干燥房内(湿度：15
‑
17％RH)，将浓缩液进行正压过滤，得到滤饼；
[0045](6)过滤后的滤饼仍保留在正压过滤器内，并用氮气吹3～4h，得到雪白色固体，即为产物。
[0046]实施例4
[0047]本实施例的丙烯酸锂制备方法，采用以下步骤：
[0048](1)在25℃条件下称取350g乙醇加入500ml圆底烧瓶中，在磁力搅拌的条件下加入 18g碳酸锂；
[0049](2)在搅拌下向溶液中缓慢滴加43g丙烯酸，滴加速度为2～3滴/秒，滴加时间为5min；
[0050](3)滴加完毕后加入130g去离子水，搅拌使碳酸锂固体全部溶解，反应期间多次测试溶液的pH值，直至溶液pH值在6～8范围内；反应时间为1.4h；
[0051](4)70℃条件下，用油泵旋蒸，旋蒸过程会有白色固体(产品盐)析出，旋蒸至旋蒸瓶中的浓缩液为流动性较好的白色溶液，即溶液粘度为1.27mpa
·
s，停止旋蒸，得到浓缩液；
[0052](5)在干燥房内，将浓缩液进行正压过滤，得到滤饼；
[0053](6)过滤后的滤饼仍保留在正压过滤器内，并用氮气吹3～4h，得到雪白色固体，即为产物。
[0054]实施例5
[0055]本实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机酸锂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：锂金属盐与有机酸在乙醇和水组成的混合溶剂中反应，反应后浓缩、过滤、干燥得到固体成品；所述混合溶剂中乙醇与水的质量比为(2～3):1；所述有机酸是甲基丙烯酸和/或丙烯酸和/或聚甲基丙烯酸和/或聚丙烯酸。2.根据权利要求1所述有机酸锂的制备方法，其特征在于，所述有机酸为甲基丙烯酸和/或丙烯酸时，所述有机酸与锂金属盐中Li
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的摩尔比为1～5倍；所述有机酸为聚甲基丙烯酸和/或聚丙烯酸时，所述锂金属盐与有机酸的质量比为1:(1～4)。3.根据权利要求2所述有机酸锂的制备方法，其特征在于，所述锂金属盐为碳酸锂、氢氧化锂；所述锂金属盐与有机酸的质量比为1:(2～3)。4.根据权利要求1或3所述有机酸锂的制备方法，其特征在于，所述混合溶剂的质量为所述有机酸质量的10～12倍。5.根据权利要求1所述有机酸锂的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨华春，朱永霞，周阳，李云峰，赵亮，孙前程，段宾，张双杰，李亚楠，张照坡，
申请(专利权)人：多氟多新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：