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，包括：使二氟磷酸金属盐与含锂化合物在酯类有机溶剂、醇类有机溶剂、腈类有机溶剂、醚类有机溶剂或酮类有机溶剂中反应，生成二氟磷酸锂；含锂化合物为选自六氟磷酸锂、甲基磺酸锂、四氟硼酸锂、四苯硼锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟二草酸硼酸锂、对甲苯磺酸锂、全氟丁基磺酸锂、糖精锂、乙酰磺胺锂、双氟磺酰亚胺锂、乙酰丙酮锂、丙二酸二乙酯锂、邻苯二甲酰亚胺锂、马来酰亚胺锂、琥珀酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、氟磺酸锂的一种或多种组合；本发明专利技术方法无需催化剂添加即可制备二氟磷酸锂，后处理容易且简单，能够更容易地得到高纯度的二氟磷酸锂，同时兼具高安全性、收率高等特点。收率高等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种二氟磷酸锂的制备方法


[0001]本专利技术涉及合成
，具体涉及一种二氟磷酸锂的制备方法。

技术介绍

[0002]已有的研究结果表明，六氟磷酸锂(LiPF6)是当前比较成功的商用锂盐电解质，但是LiPF6热稳定和化学稳定性较差，而二氟磷酸锂相比就具有较好稳定性，且其低温性能优异，水解稳定性好，因此在锂离子电池电解液中添加适量的二氟磷酸锂，有利于改善电池的高低温循环贮存性能及循环稳定性，是一种具有极大工业价值的新型锂盐添加剂，受到了广泛关注。因此，能够制备高纯度的二氟磷酸锂成为近年来锂离子电池电解液领域的主要方向。
[0003]现有技术中，二氟磷酸锂的制备方法有很多，例如申请公布号为CN108408711A的中国专利申请公开了一种二氟磷酸锂的制备方法，其是以卤化锂、五卤化磷和六氟磷酸锂为原料制备二氟四卤磷酸锂，然后二氟四卤磷酸锂和含有活性氧的物质反应得到二氟磷酸锂粗品，再经过纯化得到高纯度的二氟磷酸锂。该方法的制备过程一方面比较复杂，为纯化带来较大的困难；另一方面第一步未反应的原料在第二步中容易发生水解反应，生成酸性物质，易在产品中包覆，影响产品质量。
[0004]又如专利文献CN104445133A中公开的通过焦磷酸盐与氟气反应得到含单氟二氧磷的混合气，再将该混合气通入到氟化锂的无水氟化氢溶液中反应制得二氟磷酸锂产品；专利文献CN104684845A中公开的使氟化锂与五氟化磷气体相接触，并在少量水分存在的条件下反应制得二氟磷酸锂。这些方法中由于使用了氟气、五氧化磷等危险气体，生产危险系数较高；而为了保证生产安全，需要对气体的使用进行精确的控制，防止气体发生泄漏，使得生产工艺更为复杂；另外，由于气体参与反应，也难以保证较高的原料利用率。
[0005]又如专利文献CN 106882782A公开了一种利用P2O5、含锂无机盐和干燥的有机溶剂加入到密闭的反应釜，惰性气体氛围下降温至
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30～
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50℃搅拌至釜内水分含量小于1ppm后，升温60～180℃并通入POF3反应生成二氟磷酸锂。该方法不仅能耗大、设备要求严苛、原料成本高，且反应过程中还会生成对环境有害的高毒性气体氟化氢，不利于工业化生产。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种改进的无需催化剂添加即可制备二氟磷酸锂的方法，该方法后处理容易且简单，能够更容易地得到高纯度的二氟磷酸锂，同时兼具高安全性、收率高等特点。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种二氟磷酸锂的制备方法，该制备方法包括：使二氟磷酸金属盐与含锂化合物在酯类有机溶剂、醇类有机溶剂、腈类有机溶剂、醚类有机溶剂或酮类有机溶剂中反应，生成二氟磷酸锂；其中，所述含锂化合物为选自六氟磷酸锂、甲基磺酸锂、四氟硼酸锂、四苯硼锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟二草酸硼酸锂、对甲苯磺酸锂、全氟丁基磺酸锂、糖精锂、乙酰磺胺锂、双氟磺酰亚胺锂、乙酰
丙酮锂、丙二酸二乙酯锂、邻苯二甲酰亚胺锂、马来酰亚胺锂、琥珀酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、氟磺酸锂的一种或多种组合。
[0008]根据本专利技术的一些优选方面，所述酯类有机溶剂、所述醇类有机溶剂、所述腈类有机溶剂、所述醚类有机溶剂、所述酮类有机溶剂均为无水溶剂。
[0009]在本专利技术的一些优选实施方式中，制备过程中，所述含锂化合物为六氟磷酸锂，以所述酯类有机溶剂作为溶剂。
[0010]在本专利技术的一些优选实施方式中，制备过程中，所述含锂化合物为四氟硼酸锂，以所述腈类有机溶剂作为溶剂。
[0011]在本专利技术的一些优选实施方式中，制备过程中，所述含锂化合物为糖精锂，以所述醚类有机溶剂作为溶剂。
[0012]在本专利技术的一些优选实施方式中，制备过程中，所述含锂化合物为四苯硼锂，以所述醇类有机溶剂作为溶剂。
[0013]在本专利技术的一些优选实施方式中，制备过程中，所述含锂化合物为马来酰亚胺锂，以所述醚类有机溶剂作为溶剂。
[0014]在本专利技术的一些优选实施方式中，制备过程中，所述含锂化合物为对甲苯磺酸锂，以所述酮类有机溶剂作为溶剂。
[0015]在本专利技术的一些优选实施方式中，制备过程中，所述含锂化合物为三氟甲磺酸锂，以所述醚类有机溶剂作为溶剂。
[0016]根据本专利技术的一些优选且具体的方面，所述酯类有机溶剂为选自乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯中的一种或多种的组合。
[0017]根据本专利技术的一些优选且具体的方面，所述醇类有机溶剂为选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇或异丁醇的一种或多种组合。
[0018]根据本专利技术的一些优选且具体的方面，所述腈类有机溶剂为选自乙腈、丙腈或异丙腈中的一种或多种的组合。
[0019]根据本专利技术的一些优选且具体的方面，所述醚类有机溶剂为选自乙醚、丙醚、叔丁基甲基醚、异丙醚、异丁醚、苯甲醚、呋喃、四氢呋喃、1,4
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二氧六环、九氟丁基甲醚、九氟丁基乙醚中的一种或多种的组合。
[0020]根据本专利技术的一些优选且具体的方面，所述酮类有机溶剂为选自丙酮、丁酮、甲乙酮、环己酮中的一种或多种的组合。
[0021]根据本专利技术的一些优选方面，所述二氟磷酸金属盐与所述含锂化合物的投料摩尔比为1.0
‑
5.0∶1。在本专利技术的一些实施方式中，所述二氟磷酸金属盐与所述含锂化合物的投料摩尔比为1.01
‑
2.0∶1。
[0022]根据本专利技术的一些优选方面，所述反应的温度为20
‑
60℃，所述反应的反应时间为1
‑
12h。在本专利技术的一些实施方式中，所述反应的温度为30
‑
45℃，所述反应的反应时间为4
‑
8h。
[0023]根据本专利技术的一些优选且具体的方面，所述二氟磷酸金属盐中的金属为一价金属钾、钠、钙、铯、铷中的一种。
[0024]根据本专利技术的一些优选方面，该制备方法的实施方式包括：在惰性气氛保护下，将含锂化合物溶解于第一有机溶剂中，升温至预设反应温度，搅拌条件下滴加二氟磷酸金属盐溶液，滴加完毕后继续搅拌反应，反应结束后，减压过滤，将所得滤液蒸发浓缩，加入极性非质子溶剂进行结晶，过滤，干燥，得到纯化的二氟磷酸锂；
[0025]其中，所述二氟磷酸金属盐溶液通过将纯度大于等于98.5％的二氟磷酸金属盐溶于第二有机溶剂中形成，所述第一有机溶剂、所述第二有机溶剂独立地选自酯类有机溶剂、醇类有机溶剂、腈类有机溶剂、醚类有机溶剂或酮类有机溶剂。
[0026]根据本专利技术的一些优选方面，所述极性非质子溶剂可以极性较低的非质子溶剂，例如为选自石油醚、正己烷、环己烷、环戊烷、异辛烷、庚烷、二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、溴乙烷、二溴乙烷、苯、甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、三甲苯、氯苯、溴苯中的一种或多种的组合。...

【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，该制备方法包括：使二氟磷酸金属盐与含锂化合物在酯类有机溶剂、醇类有机溶剂、腈类有机溶剂、醚类有机溶剂或酮类有机溶剂中反应，生成二氟磷酸锂；其中，所述含锂化合物为选自六氟磷酸锂、甲基磺酸锂、四氟硼酸锂、四苯硼锂、二草酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、二氟二草酸硼酸锂、对甲苯磺酸锂、全氟丁基磺酸锂、糖精锂、乙酰磺胺锂、双氟磺酰亚胺锂、乙酰丙酮锂、丙二酸二乙酯锂、邻苯二甲酰亚胺锂、马来酰亚胺锂、琥珀酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、氟磺酸锂的一种或多种组合。2.根据权利要求1所述的二氟磷酸锂的制备方法，其特征在于，所述酯类有机溶剂、所述醇类有机溶剂、所述腈类有机溶剂、所述醚类有机溶剂、所述酮类有机溶剂均为无水溶剂。3.根据权利要求1所述的二氟磷酸锂的制备方法，其特征在于，制备过程中，所述含锂化合物为六氟磷酸锂，以所述酯类有机溶剂作为溶剂；或，制备过程中，所述含锂化合物为四氟硼酸锂，以所述腈类有机溶剂作为溶剂；或，制备过程中，所述含锂化合物为糖精锂，以所述醚类有机溶剂作为溶剂；或，制备过程中，所述含锂化合物为四苯硼锂，以所述醇类有机溶剂作为溶剂；或，制备过程中，所述含锂化合物为马来酰亚胺锂，以所述醚类有机溶剂作为溶剂；或，制备过程中，所述含锂化合物为对甲苯磺酸锂，以所述酮类有机溶剂作为溶剂；或，制备过程中，所述含锂化合物为三氟甲磺酸锂，以所述醚类有机溶剂作为溶剂。4.根据权利要求1所述的二氟磷酸锂的制备方法，其特征在于，所述酯类有机溶剂为选自乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、乙酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯中的一种或多种的组合；所述醇类有机溶剂为选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇或异丁醇的一种或多种组合；所述腈类有机溶剂为选自乙腈、丙腈或异丙腈中的一种或多种的组合；所述醚类有机溶剂为选自乙醚、丙醚、叔丁基甲基醚、异丙醚、异丁醚、苯甲醚、呋喃、四氢呋喃、1...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁海波，汪许诚，罗奎彪，吴包山，王振宇，王振一，
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：