[發(fā)明專利]一種生產(chǎn)高純六氟磷酸鋰的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110427505.2
• 申請日: 2011-12-19
• 公開（公告）號: CN102515132A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉紅光;劉大凡;周立山;葉學(xué)海;趙慶云;郭西鳳
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋石油總公司;中海油天津化工研究設(shè)計院
• 主分類號: C01B25/455
• 分類號: C01B25/455
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋰離子電池電解質(zhì)用六氟磷酸鋰生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生產(chǎn)高純六氟磷酸鋰的方法。

背景技術(shù)

電解液是鋰離子二次電池中重要的原材料之一，它能夠影響電池的各種性能。其中，電解質(zhì)六氟磷酸鋰是制造電解液的一個最關(guān)鍵的材料，隨著鋰離子二次電池的大規(guī)模應(yīng)用，其用量也急劇增加。目前關(guān)于六氟磷酸鋰的生產(chǎn)方法主要有兩種。第一種方法是磷化合物等與氟氣反應(yīng)生成五氟化磷，然后和氟化鋰反應(yīng)得到六氟磷酸鋰。CN?01115040.8，CN200910311224.3，JP?201042937，JP?2001122605，JP?201042938，US2010233057等文獻都介紹了這種方法。第二種方法是五氯化磷與氟化氫作用生成五氟化磷，然后和氟化鋰反應(yīng)生成六氟磷酸鋰產(chǎn)品。US5866093，JP?2000211907，CN?99122984.3，CN?01141437.3等文獻采用了這種方法。

在合成六氟磷酸鋰的過程中，原材料五氯化磷、氟化氫和氟化鋰通常含有微量的氟化物、氯化物、堿金屬離子、重金屬離子、不溶物顆粒等。五氯化磷與氟化氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成五氟化磷的反應(yīng)過程中，一般會和微量水分發(fā)生副反應(yīng)生成一些三氟氧磷、氟氧磷等副產(chǎn)化合物。因此，反應(yīng)生成的五氟化磷、氯化氫混合氣體中夾帶一些雜質(zhì)、未完全反應(yīng)的原料以及副產(chǎn)物等，對最終產(chǎn)物六氟磷酸鋰的純度影響很大。日本專利特開昭S60-251109提出了一種改進的方法，以五氯化磷和無水氟化氫為原料反應(yīng)生成五氟化磷、氯化氫混合氣，冷卻該混合氣，分離氧氟化磷化合物。日本專利特開平H5-279003也報道了把五氟化磷、氯化氫混合氣通過干冰-丙酮浴冷卻的捕集器，把氧氟化磷分離。但是該分離操作較難實現(xiàn)，仍有大量氟氧磷副產(chǎn)物存在反應(yīng)體系。天化院專利CN?1850592A介紹了一種有效的除去六氟磷酸鋰中有害雜質(zhì)的方法。但是，產(chǎn)品的檢測指標(biāo)仍需進一步的提高。

本專利首先采用不銹鋼、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚三氟氯乙烯、聚酯樹脂或者高純石墨粉、石墨塊、石墨棒和可膨脹石墨、多孔石墨、氟化石墨等炭材料，以及熱解炭、玻璃炭、多孔炭、活性炭炭材料為填料，將五氟化磷、氯化氫混合氣通過裝盛液體氟化氫和填料的洗滌裝置純化，該洗滌裝置采用冷媒冷卻至零下40度至80度，除去混合氣體中夾帶的雜質(zhì)、原料和副產(chǎn)氟氧磷化合物。然后將處理后的混合氣體通入裝盛氟化鋰溶液的吸收反應(yīng)器，氣液兩相在吸收器中充分接觸，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成六氟磷酸鋰，從而降低終產(chǎn)物六氟磷酸鋰中各種金屬離子、氟化鋰等不溶物雜質(zhì)的含量，得到高純度的六氟磷酸鋰產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種工序簡單、行之有效的生產(chǎn)高純六氟磷酸鋰的方法，以提高鋰離子電池的性能。

本發(fā)明為一種生產(chǎn)高純六氟磷酸鋰的方法，其特征在于：

1)氟化氫和五氯化磷反應(yīng)制備五氟化磷和氯化氫混合氣體，將反應(yīng)混合氣通過洗滌裝置除雜；

2)氟化鋰溶于氟化氫中，形成氟化鋰的氟化氫溶液；

3)將氟化鋰溶液和五氟化磷在吸收反應(yīng)器中反應(yīng)生成六氟磷酸鋰溶液。經(jīng)結(jié)晶、分離、干燥得到高純六氟磷酸鋰固體。

如本發(fā)明所述的生產(chǎn)高純六氟磷酸鋰的方法，其特征在于：將五氟化磷、氯化氫混合氣通過裝盛液體氟化氫和填料的洗滌裝置除雜。所使用的填料為以下物質(zhì)中的一種或幾種：不銹鋼、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚三氟氯乙烯、聚酯樹脂或者高純石墨粉、石墨塊、石墨棒和可膨脹石墨、多孔石墨、氟化石墨等炭材料，以及熱解炭、玻璃炭、多孔炭、活性炭炭材料。本裝置外接冷媒對液體氟化氫進行冷卻降溫，溫度在負(fù)40度至負(fù)80度間。

如本發(fā)明所述的生產(chǎn)高純六氟磷酸鋰的方法，其特征在于：將純化處理后的五氟化磷、氯化氫混合氣體通入裝盛氟化鋰溶液的吸收反應(yīng)器，氟化鋰溶液采用循環(huán)泵送至吸收反應(yīng)器頂部和氣體充分接觸，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成六氟磷酸鋰產(chǎn)品。所使用的吸收反應(yīng)器為以下裝置中的一種或幾種：膜式吸收器、隆膜吸收器、降膜吸收器(其中包括石墨降膜吸收器、列管式降膜吸收器、列管式石墨吸收器)、鼓泡塔吸收反應(yīng)器、噴霧塔吸收反應(yīng)器、泡罩塔吸收反應(yīng)器、浮閥塔吸收反應(yīng)器、噴射吸收反應(yīng)器、噴射環(huán)流反應(yīng)器。本裝置可以選用不銹鋼材質(zhì)或聚四氟乙烯材質(zhì)。

具體實施方式

下面通過具體的實施方式，對本發(fā)明所述生產(chǎn)高純六氟磷酸鋰的方法進行進一步的詳細說明。

實施例1

向SUS316不銹鋼材質(zhì)的20升溶解釜中加入442克市售的氟化鋰固體，將其溶解于11000克氟化氫中形成溶液備用。