一种液态锂盐的制备方法技术

本发明专利技术公开一种液态锂盐的制备方法，属于锂盐制备技术领域。本发明专利技术公开一种液态锂盐的制备方法，包括以下步骤；(1)将六氟磷酸滴入吡啶中进行反应，生成吡啶六氟磷酸固体；(2)将向盛有乙醇的反应容器中加入所述吡啶六氟磷酸固体、烷基锂进行锂交换反应，反应结束后过滤，得到吡啶六氟磷酸锂反应溶液；(3)将所述吡啶六氟磷酸锂反应溶液进行蒸发干燥，得到吡啶六氟磷酸锂固体；(4)将所述六氟磷酸锂固体溶于四氢呋喃中，再加入硫酸，反应结束后过滤，取滤液，将四氢呋喃挥发后得到液态六氟磷酸锂。本发明专利技术的制备过程简单，反应速率高，得到的液态LiPF6的纯度高，导电率好，直接制成锂电池的循环效率高，而且方便运输。而且方便运输。

【技术实现步骤摘要】
一种液态锂盐的制备方法


[0001]本专利技术属于锂盐制备
，具体涉及一种液态锂盐的制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池是一种可充电循环的二次电池，该种电池的正负极材料需是能够使锂离子可逆的嵌入与脱嵌的化合物。锂离子电池的正极板上的活性物质一
‑
般选用LiMn2O4、LiCoO2或者LiFePO4等。负极板上的活性材料一般选择碳材料。电解质溶液通常采用锂盐的丙烯碳酸酯(PC)、乙烯碳酸酯(EC)和低粘度二乙基碳酸酯(DEC)等烷基碳酸酯搭配的混合溶液体系。隔膜多采用聚烯怪微多孔的PE膜、PP膜或者是他们的复合膜。外壳采用钢或者铝材料。充电时锂离子便从正极脱嵌，然后通过聚合物电解质到达负极，当锂离子得到电子后和碳材料结合生成Li
x
C6。放电时，锂离子则从负极端析出，然后通过聚合物电解质，到达正极回到骨架中，便又恢复到充电前的状态。
[0003]锂离子电解液作为锂离子传输的载体，需使用具有一定特性的有机溶剂，为了确保电池具有高电压的性能，电解液应具备以下特性：
[0004](1)以锂离子传导的离子电导率应尽可能的高，在较宽的温度范围内，其电导率应保持在3
×
103～2x102S
‑
cm1。
[0005](2)电化学性能在一定范围的电压内能够保持稳定。
[0006](3)在一定的温度范围内，化学性质相对稳定不随温度变化而发生分解反应。
[0007](4)与电池内部的集流体以及电极活性物质不会发生化学反应，具备较好的化学稳定性。
[0008](5)能够较好降解，无毒安全无污染。
[0009](6)价格低。
[0010]众多制约锂离子电池发展的因素里，有机电解液影响最关键，锂离子电池电解液主要由以下三部分组成：(1)有机溶剂，(2)电解质锂盐，(3)添加剂。这其中电解质锂盐的性能是决定电解液工作能力的关键。
[0011]六氟磷酸锂是一种较好的电解质盐，六氟磷酸锂具有氧化稳定性高、电导率高、离子间缔合作用弱等优点。此外，LiPF6的电荷离域作用对离子对的形成有抑制作用，促使电解液的电导率提高，同时还使电解液体系的电化学稳定性得到提高。
[0012]气固反应法是六氟磷酸锂制备过程中常用的方法，具体操作流程为：LiF与HF在50～200℃下反应，生成LiHF2。LiHF2在减压以及60～700℃的条件下形成多孔LiF。LiF在高温高压下与PF5反应生成LiPF6。
[0013]现有技术中六氟磷酸锂制备方法中添加了HF，会导致产品纯度偏低。如果利用有机溶剂溶解产物，然后采用重结晶的方法提纯产品，会使整个工艺流程变得复杂，增加成本的同时连续生产困难。并且，有机溶剂分离较难，容易引入新的杂质。因为纯度不高所以制备的六氟磷酸锂纯度不高，所以其对应的锂电池的电导率低，循环效率低。另外现有技术中的反应多是基于固固反应或者固气反应，所以收率低，且获得的是固态的六氟磷酸锂，不易
保存运输。

技术实现思路

[0014]本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种液态锂盐的制备方法，解决现有技术中六氟磷酸锂纯度低，对应的锂电池电导率低，以及难以运输的技术问题。
[0015]为达到上述技术目的，本专利技术的技术方案提供一种液态锂盐的制备方法，包括以下步骤；
[0016](1)将六氟磷酸滴入吡啶中进行反应，六氟磷酸、吡啶的摩尔比为0.85
‑
1：1，反应温度为30
‑
45℃，生成吡啶六氟磷酸固体，将吡啶六氟磷酸固体洗涤后鼓风干燥，所述洗涤使用的洗涤剂为无水乙醇，所述鼓风干燥的的温度为110
‑
120℃，时间为10
‑
12h；
[0017]这一步骤为络合反应的反应过程，具体反应方程式为：
[0018]HPF6(l)+C5H5N(l)
→
C5H5NHPF6(S)
[0019]这一过程为液液反应，所以反应速率和产物的收率会高一些。采用滴定的方式，将六氟磷酸以稳定的速度缓慢滴入吡啶中，这是为了防止六氟磷酸与空气中的水反应。
[0020](2)将向盛有乙醇的反应容器中加入所述吡啶六氟磷酸固体、烷基锂进行锂交换反应，吡啶六氟磷酸固体、烷基锂的摩尔比为1：1.1，所述烷基锂为甲基锂、乙基锂、丙基锂、异丙基锂中的一种或多种，反应温度为50
‑
64℃，反应时间为5
‑
7h，反应结束后过滤，得到吡啶六氟磷酸锂反应溶液；
[0021](3)将所述吡啶六氟磷酸锂反应溶液进行蒸发干燥，得到吡啶六氟磷酸锂固体；
[0022]在乙醇存在的情况下吡啶六氟磷酸和烷基锂会发生锂交换，生成吡啶六氟磷酸锂。烷基锂与乙醇反应，将锂离子溶于乙醇中，吡啶六氟磷酸锂会与释放出来的锂离子结合，生成吡啶六氟磷酸锂溶液，经蒸发结晶得到吡啶六氟磷酸锂固体。
[0023](4)将所述六氟磷酸锂固体溶于四氢呋喃中，再加入硫酸，反应结束后过滤，吡啶六氟磷酸锂、硫酸的摩尔比为1：1.1
‑
1.2，反应温度为36
‑
40℃，反应时间为2
‑
3h，取滤液，将四氢呋喃挥发后得到液态六氟磷酸锂。
[0024]该步骤的反应方程式；
[0025]LiC5H5NPF6(l)+H2SO4(l)
→
C5H5NH2SO4(S)+LiPF6(l)
[0026]吡啶六氟磷酸锂与硫酸反应以后生成C5H5NH2SO4是固体，直接与生成的液态LiPF6分离，所以得到的LiPF6的纯度很高，此过程也为液液反应所以反应速率较高，收率高。
[0027]本专利技术的有益效果；本专利技术中的制备方法首先六氟磷酸、吡啶进行液液反应，生成固体的吡啶六氟磷酸，直接过滤即可将吡啶六氟磷酸与液体分离，获得的吡啶六氟磷酸固体的纯度高；然后将吡啶六氟磷酸固体、烷基锂在乙醇为介质的情况下进行锂交换反应；最后六氟磷酸锂固体溶于四氢呋喃中与硫酸进行液液反应，生成C5H5NH2SO4固体直接与液态LiPF6分离。本专利技术的制备过程简单，反应速率高，得到的液态LiPF6的纯度高，导电率好，直接制成锂电池的循环效率高，而且方便运输。
具体实施方式
[0028]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于
限定本专利技术。
[0029]实施例1
[0030]本实施例为一种液态锂盐的制备方法，包括以下步骤；
[0031](1)将六氟磷酸滴入吡啶中进行反应，六氟磷酸、吡啶的摩尔比为0.85：1，反应温度为30℃，生成吡啶六氟磷酸固体，将吡啶六氟磷酸固体洗涤后鼓风干燥，所述洗涤使用的洗涤剂为无水乙醇，所述鼓风干燥的的温度为110℃，时间为10h；
[0032]这一步骤为络合反应的反应过程，具体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液态锂盐的制备方法，其特征在于，包括以下步骤；(1)将六氟磷酸滴入吡啶中进行反应，生成吡啶六氟磷酸固体；(2)将向盛有乙醇的反应容器中加入所述吡啶六氟磷酸固体、烷基锂进行锂交换反应，反应结束后过滤，得到吡啶六氟磷酸锂反应溶液；(3)将所述吡啶六氟磷酸锂反应溶液进行蒸发干燥，得到吡啶六氟磷酸锂固体；(4)将所述六氟磷酸锂固体溶于四氢呋喃中，再加入硫酸，反应结束后过滤，取滤液，将四氢呋喃挥发后得到液态六氟磷酸锂。2.根据权利要求1所述的一种液态锂盐的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的反应温度为30
‑
45℃。3.根据权利要求1或2所述的一种液态锂盐的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)还包括吡啶六氟磷酸固体的洗涤与鼓风干燥，所述洗涤使用的洗涤剂为无水乙醇，所述鼓风干燥的的温度为110
‑
120℃，时间为10
‑
12h。4.根据权利要求1所述的一种液态锂盐的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴百雄，张建广，卢威，温志鹏，刘兵，龚仕望，钱军，蔡坤川，
申请(专利权)人：湖北犇星新能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：