一种双氯磺酰亚胺为原料制备双氟磺酰亚胺盐的方法技术

本发明专利技术涉及精细化工领域，具体关于一种双氯磺酰亚胺为原料制备双氟磺酰亚胺盐的方法；本发明专利技术采用双氯磺酰亚胺为原料，经过氟化、成盐反应合成双氟磺酰亚胺盐，原料易得、价格实惠，操作简单，总收率高；使用催化剂使氟化彻底，反应产生的绝大部分气体可以通过氮气鼓吹和蒸馏加以除去；双氟磺酰亚胺与碱性盐反应速度快，反应彻底，加入SOCl2低温下除去水分使双氟磺酰亚胺盐慢慢析出，产品中残留的原料和杂质可通过过滤和打浆除去，从而保证了产品的纯度；本发明专利技术充分考虑了双氟磺酰亚胺盐对水和高温等条件的敏感特性，采用低温除水方法，成功避开最终产品的加温操作，从而保证产品的品质，为实现双氟磺酰亚胺盐的产业化应用提供依据。据。

【技术实现步骤摘要】
一种双氯磺酰亚胺为原料制备双氟磺酰亚胺盐的方法


[0001]本专利技术涉及精细化工领域，尤其是一种双氯磺酰亚胺为原料制备双氟磺酰亚胺盐的方法。

技术介绍

[0002]伴随传统化石能源的储量减少和大气污染的日益加剧，以节能和环保为主要特征的新能源汽车应运而生，锂电池作为新能源汽车的储能设备逐渐得到广泛的应用。锂离子电池关键材料包括:正极、负极、黏合剂、隔膜和电解液。其中电解液在电池中承担着正负极之间传输电荷的作用，是锂离子电池的关键组成，它显著影响电池循环和寿命、安全性能以及能量。双氟磺酰亚胺锂是使用于锂电池电解液中的新型电解质锂盐，对环境友好，且安全性能好，具备了产业化应用的基本条件。与传统的锂盐六氟磷酸锂相比，双氟磺酰亚胺锂中锂离子更加容易解离，因此具有更高的电导率；双氟磺酰亚胺锂分解温度高于200℃，热稳定性和安全性能明显优于锂盐六氟磷酸锂；另外在改善高温存储、低温放电等性能方面也有独特效果，且具有与电极良好的相容性等优良特性，因此，双氟磺酰亚胺锂在锂离子电池中是一个具有良好前景的电解质。
[0003]中国专利CN201910292367.8：公开了一种双氟磺酰亚胺盐盐的制备方法，包括：使用可以溶解在有机溶剂中的有机锂盐与双氟磺酰亚铵金属盐的复分解交换反应，产生不溶解的有机金属盐沉淀；经过滤分离、干燥、萃取、干燥得到高纯度双氟磺酰亚胺锂盐的产物。本专利技术的一种双氟磺酰亚胺盐盐的制备方法反应后处理方法简单，产品收率高，纯度高，质量稳定，还能有效降低产品中钾离子、钠离子、氯离子、硫酸根离子和水分等杂质含量，本专利技术操作步骤简单、生产成本合理、安全性高，且更适合工业化生产。
[0004]中国专利CN201910700663.7：公开了一种双氟磺酰亚胺类化合物及其金属盐的制备方法。本专利技术的如式I所示的双磺酰亚胺类化合物的制备方法，包括以下步骤：将如式A所示的双磺酰亚胺盐与硫酸在溶剂中进行反应，得到式I所示的双磺酰亚胺类化合物，即可；所述溶剂的种类为能作为超临界流体的气体，所述溶剂的形态为液体或超临界流体。本专利技术得到的双磺酰亚胺类化合物收率高，离子含量低。
[0005]中国专利CN202110308603.8：公开了一种高纯度双氟磺酰亚胺及其碱金属盐的制备方法，包括以下操作步骤：S1：材料的准备：挑选一定量的氨源，备用，准备一定量的有机溶剂，备用，制备一定量的碱缚酸剂，收集一定量的硫酰氟气体，准备一定量的碱金属源，备用；S2：反应液的配制：将氨源溶解于有机溶剂中，并加入碱缚酸剂配制成溶液；S3：滤液浓缩：将硫酰氟气体通入S2步骤中制得的反应液中。本专利技术所述的一种高纯度双氟磺酰亚胺及其碱金属盐的制备方法，更为安全、反应时间短、操作简单，成本低，产品纯度高，不含有机氯与有机酸杂质，不存在设备腐蚀问题，制备的双氟磺酰亚胺盐降低有机氯与有机酸对锂电池性能的影响，可应用于长寿命的锂离子电池。
[0006]以上专利及现有技术主要包括以下几种：1)先合成双氯磺酰亚胺，然后与NH4F反应得到二(氟磺酰基)亚胺铵盐，再与LiOH进行阳离子交换反应制得LiFSI，其缺点在于离子
交换难以进行彻底，且反应在含水体系进行，水分难以去除彻底，而水的存在将导致锂盐受热时变质分解；2)采用HClSI直接与LiF反应制备LiFSI，会产生大量腐蚀性气体HF，产物中同时含有HF、LiF和LiFSI，不易分离，而残留在电解质中的HF最终会对锂电池造成不良影响；3)以纯化的双氟磺酰亚胺钾(KFSI)与LiClO4金属交换制备LiFSI，产品中钾离子残留往往很高，影响了LiFSI的实际应用，且存在一定的爆炸风险；4)超低温水溶液中双氟磺酰亚胺(HFSI)直接与碳酸锂反应制备LiFSI，这种方法不但能耗高，同时因为LiFSI具有良好的水溶解性，萃取效率非常低，同样存在水分去除不彻底的问题。上述各种方法制造的LiFSI纯度很难达到电池级的标准，且无法直接产业化应用。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种双氯磺酰亚胺为原料制备双氟磺酰亚胺盐的方法，其操作步骤为：
[0008]S1：按照重量份，在反应器中加入500
‑
600份二氯甲烷，40
‑
50份氢氧化盐一水合物，降温至0
‑
5℃，搅拌下滴加170
‑
200份双氟磺酰亚胺，搅拌1
‑
3h；
[0009]S2：升温至20
‑
25℃，滴加300
‑
400份二氯亚砜，搅拌10
‑
16h；
[0010]S3：过滤后的滤饼加入500
‑
600份二氯甲烷和0.05
‑
0.3份溶剂进行打浆，过滤，干燥后得双氟磺酰亚胺盐。
[0011]所述的溶剂为冠醚。
[0012]进一步的冠醚为18
‑
冠
‑
6、15
‑
冠
‑
5的一种或一种以上混合物。
[0013]所述的双氟磺酰亚胺的制备方法为：
[0014]按照重量份，在四氟反应器中加入600
‑
700份双氯磺酰亚胺，0.2
‑
1份氟化催化剂，升温，搅拌下慢慢通入100
‑
200份HF气体，反应结束后，降至室温，鼓吹氮气，蒸馏提纯，得到双氟磺酰亚胺。
[0015]所述的反应温度为90
‑
105℃反应时间为12
‑
18h。
[0016]所述的鼓吹氮气时间为9
‑
15h。
[0017]所述的双氯磺酰亚胺的制备方法为：
[0018]按照重量份，在反应容器中依次加入600
‑
700g氨基磺酸、1600
‑
2000g二氯亚砜和800
‑
900g氯磺酸，搅拌混合，升温至100
‑
120℃反应22
‑
30h，溢出气体用碱液吸收；反应结束后，进行减压真空蒸馏，收集馏分，得到双氯磺酰亚胺。
[0019]所述的碱液为氢氧化钙或氢氧化铯或氢氧化钾或氢氧化钠。
[0020]所述的氟化催化剂的制备方法为：
[0021]S1：按重量份，将20
‑
27份三氯化锑、25
‑
33份对巯基对苯二甲酸和200
‑
240份四氯化碳混合，将混合溶液置于高压反应釜中进行加热反应；然后在50
‑
60℃下搅拌30
‑
100min，
[0022]S2：之后加入2
‑
6份烯丙基溴化锌，0.001
‑
0.2份乙烯基二茂铁，1
‑
4份油胺，3
‑
6份甲醇钠，在50
‑
60℃下搅拌120
‑
200min，反应结束后蒸馏除去四氯化碳，干燥，得到含有锌元素的锑金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双氯磺酰亚胺为原料制备双氟磺酰亚胺盐的方法，其操作步骤为：S1：按照重量份，在反应器中加入500
‑
600份二氯甲烷，40
‑
50份氢氧化盐一水合物，降温至0
‑
5℃，搅拌下滴加170
‑
200份双氟磺酰亚胺，搅拌1
‑
3h；S2：升温至20
‑
25℃，滴加300
‑
400份二氯亚砜，搅拌10
‑
16h；S3：过滤后的滤饼加入500
‑
600份二氯甲烷和0.05
‑
0.3份溶剂进行打浆，过滤，干燥后得双氟磺酰亚胺盐。2.根据权利要求1所述的一种双氯磺酰亚胺为原料制备双氟磺酰亚胺盐的方法，其特征在于：所述的溶剂为冠醚。3.根据权利要求2所述的一种双氯磺酰亚胺为原料制备双氟磺酰亚胺盐的方法，其特征在于：进一步的冠醚为18
‑
冠
‑
6、15
‑
冠
‑
5的一种或一种以上混合物。4.根据权利要求1所述的一种双氯磺酰亚胺为原料制备双氟磺酰亚胺盐的方法，其特征在于：所述的双氟磺酰亚胺的制备方法为：按照重量份，在四氟反应器中加入600
‑
700份双氯磺酰亚胺，0.2
‑
1份氟化催化剂，升温，搅拌下慢慢通入100
‑
200份HF气体，反应结束后，降至室温，鼓吹氮气，蒸馏提纯，得到双氟磺酰亚胺。5.根据权利要求4所述的一种双氯磺酰亚胺为原料制备双氟磺酰亚胺盐的方法，其特征在于：所述的反应温度为90
‑
105℃反应时间为12
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18h。6.根据权利要求4所述的一种双氯磺酰亚胺为原料制备双氟磺酰亚胺盐的方法，其特征在于：所述的鼓吹氮气时间为9
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15h。7.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：衢州市九洲化工有限公司，
类型：发明
国别省市：