二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐的制备方法和非水系电解液的制备方法技术

本发明专利技术提供能够简便地制备适用于锂离子二次电池等的非水电解液中的二(氟磺酰基)亚胺的方法。本发明专利技术的二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐的制备方法为在包含有机溶剂的反应溶液中使二(氟磺酰基)亚胺与碱金属化合物反应制备二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐的制备方法，其中，有机溶剂包含选自碳酸酯类溶剂、环状醚类溶剂、分子内的氧原子数为2以上的链状醚类溶剂、环状酯类溶剂、环丁砜类溶剂、N,N

【技术实现步骤摘要】
二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐的制备方法和非水系电解液的制备方法
[0001]相关申请
[0002]本申请是申请号为201780032554.1、申请日为2017年5月25日、专利技术名称为“二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐的制备方法和非水系电解液的制备方法”的中国专利技术专利申请的分案申请。


[0003]本专利技术涉及二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐的制备方法和非水系电解液的制备方法。

技术介绍

[0004]二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐被用作非水系电解液(以下也称为非水电解液)用的电解质、燃料电池的电解液中的添加物、抗静电剂等，是在各种用途中有用的化合物。特别是近年，碱金属电池、特别是锂离子二次电池，由于具有高能量密度，被用作移动通信设备用电源、便携式信息终端用电源等，随着终端的普及其市场正在快速增长。
[0005]作为二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐的制备方法，专利文献1记载有通过在存在氟化氢的高压釜中，使等摩尔的二(氟磺酰基)亚胺与氟化锂在180℃下反应1小时，以99％以上的收率得到二(氟磺酰基)亚胺锂盐。然而，由于高腐蚀性的氟化氢作为溶剂过量使用，操作困难，另外，作为溶剂使用的氟化氢需要从产物中除去，存在改善的余地。
[0006]另外，专利文献2中关于含有特定的氟磺酰亚胺盐的电解液材料的制备方法，记载有将含有电解液溶剂的溶液进行减压和/或加热，使制备溶剂挥发。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1：CA2527802号公报
[0010]专利文献2：国际公开第2016/052752号

技术实现思路

[0011]因此，本专利技术的课题为不使用高腐蚀性的氟化氢作为溶剂而进行制备。另外，专利文献2中，在制备溶剂中得到二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐之后，需要置换至电解液溶剂中，省略此工序可以简化制法。
[0012]本专利技术鉴于上述情况而作出，其目的在于提供一种简便地制备适用于锂离子二次电池等的非水系电解液的、二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐的方法，以及使用了该二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐的非水系电解液的制备方法。
[0013]本专利技术为一种二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐的制备方法，该方法为在包含有机溶剂的反应溶液中使二(氟磺酰基)亚胺与碱金属化合物反应制备二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐的制备方法，其中，有机溶剂包含选自碳酸酯类溶剂、环状醚类溶剂、分子内的氧原子数为2以上的链状醚类溶剂、环状酯类溶剂、环丁砜类溶剂、N,N
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二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和N
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甲基恶唑烷酮中的至少一种的有机溶剂(A)。
[0014]优选地，相对于所述二(氟磺酰基)亚胺的所述碱金属化合物中含有的碱金属的摩尔比为1.00以上。
[0015]优选地，本专利技术的制备方法包括将所述反应后的反应溶液进行过滤的精制工序。通过将所述反应后的反应溶液进行过滤，可以除去未反应的碱金属化合物。
[0016]优选地，所述碱金属化合物为LiCl、LiF和Li2CO3中的至少一种。
[0017]优选地，所述有机溶剂(A)为碳酸酯类溶剂。另外，该碳酸酯类溶剂优选为环状碳酸酯类溶剂。
[0018]优选地，所述环状碳酸酯类溶剂为碳酸亚乙酯、碳酸丙烯酯和碳酸丁烯酯中的至少一种。
[0019]优选地，本专利技术的制备方法包括通过减压和/或加热的所述反应溶液中的挥发物的挥发操作。
[0020]解决了上述课题的本专利技术的非水系电解液的制备方法，其特征在于，通过所述二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐的制备方法，得到包含有机溶剂的二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐之后，不经过该二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐的干燥工序，将所述包含有机溶剂的二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐用于非水系电解液的调制。
[0021]根据本专利技术，由于不需要在反应后置换溶剂的操作，可以降低二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐的生产成本。另外，由于本专利技术中包括将反应后的反应溶液进行过滤的精制工序，通过除去未反应的碱金属盐可以得到高纯度的二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐。进而，由于本专利技术中得到的二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐是作为含有适用于非水电解液的有机溶剂的溶液而得到，可以直接或者仅经过稀释而得到非水电解液。因此，提高了非水电解液的制备的操作性，可以低价又简便地制备非水电解液。
具体实施方式
[0022]以下，对本专利技术进行详细说明。此外，以下的说明中无特别记载的情况下，“％”表示“质量％”，“份”表示“质量份”，示出范围的“A
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B”表示A以上且B以下。
[0023]本专利技术为一种二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐的制备方法，该方法为在包含有机溶剂的反应溶液中使二(氟磺酰基)亚胺与碱金属化合物反应制备二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐的制备方法，其中，有机溶剂包含选自碳酸酯类溶剂、环状醚类溶剂、分子内的氧原子数为2以上的链状醚类溶剂、环状酯类溶剂、环丁砜类溶剂、N,N
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二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和N
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甲基恶唑烷酮中的至少一种的有机溶剂(A)。以下，将反应完成供给到精制工序的反应溶液称为“反应后的反应溶液”或“反应后溶液”，与将二(氟磺酰基)亚胺、碱金属卤化物和有机溶剂混合的阶段以及反应中的反应溶液相区分。
[0024]作为二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐，可举出二(氟磺酰基)亚胺锂(LiFSI)、二(氟磺酰基)亚胺钠(NaFSI)、二(氟磺酰基)亚胺钾(KFSI)等。更优选为二(氟磺酰基)亚胺锂。
[0025][二(氟磺酰基)亚胺与碱金属化合物的反应][0026]二(氟磺酰基)亚胺(HFSI)与碱金属化合物的反应，在包含有机溶剂的反应溶液中进行。
[0027]〔二(氟磺酰基)亚胺〕
[0028]二(氟磺酰基)亚胺可以采用公知的方法合成。例如，可举出由二(卤代磺酰基)亚胺使用氟化剂合成二(氟磺酰基)亚胺的方法。作为二(卤代磺酰基)亚胺中的卤素，除了F以外，可举出Cl、Br、I、At。
[0029]以下，针对由二(卤代磺酰基)亚胺使用氟化剂合成二(氟磺酰基)亚胺的氟化工序进行说明。例如，可以进行二(卤代磺酰基)亚胺的氟化反应。具体地，可举出CA2527802号公报中记载的方法，Jean
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ne m.Shreeve等，Inorg.Chem.1998，37(24)，6295
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6303中记载的方法等。另外，作为起始原料的二(卤代磺酰基)亚胺，可以使用市售品，另外也可以使用公知的方法合成的二(卤代磺酰基)亚胺。另外，也有特表平8
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511274号公报中记载的用尿素和氟磺酸合成二(氟磺酰基)亚胺的方法等。
[0030]〔碱金属化合物〕
[0031]作为本专利技术的制备方法中的所述碱金属化合物，可举出：LiOH、NaOH、KOH、RbOH、CsOH等的氢氧化物；Li2CO3、Na2CO3、K2CO3、Rb2CO3、Cs2CO3等的碳酸盐，LiHCO3、NaHCO3、KHCO3、RbHCO3、C本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐的制备方法，其特征在于，该方法为在包含有机溶剂的反应溶液中使二(氟磺酰基)亚胺与碱金属化合物反应制备二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐的制备方法，其中，有机溶剂包含选自碳酸酯类溶剂、环状醚类溶剂、分子内的氧原子数为2以上的链状醚类溶剂、环状酯类溶剂、环丁砜类溶剂、N,N
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二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和N
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甲基恶唑烷酮中的至少一种的有机溶剂(A)。2.根据权利要求1所述的二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐的制备方法，其中，相对于所述二(氟磺酰基)亚胺的所述碱金属化合物中含有的碱金属的摩尔比为1.00以上。3.根据权利要求1或2所述的二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐的制备方法，其中，该方法包括将所述反应后的反应溶液进行过滤的精制工序。4.根据权利要求1
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3中任意一项所述的二(氟磺酰基)亚胺碱金属盐的制备方法，其中，所述碱金属化合物为LiCl、LiF和Li2CO3...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥村康则，胜山裕大，板山直彦，水野弘行，深田幸宏，
申请(专利权)人：株式会社日本触媒，
类型：发明
国别省市：