[發(fā)明專利]LiPO2F2和晶體LiPO2F2的制造

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180033230.2
• 申請日: 2011-06-30
• 公開（公告）號: CN102985361A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 普拉西多·加西亞-胡安;阿爾夫·舒爾茨
• 申請（專利權(quán)）人: 索爾維公司
• 主分類號: C01B25/455
• 分類號: C01B25/455;H01M10/0563
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 顧晉偉;冷永華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明要求2010年7月8日提交的歐洲專利申請N°10168890.1的權(quán)益，出于所有的目的該申請的全部內(nèi)容通過引用結(jié)合在此。

本發(fā)明涉及一種用于制造LiPO₂F₂和晶體LiPO₂F₂的方法。

LiPO₂F₂是一種可用作鋰離子電池的電解質(zhì)鹽或電解質(zhì)鹽的添加劑。因此，WO?2008/111367披露了如何從除氟化物以外的鹵化物、LiPF₆和水制造LiPF₆和LiPO₂F₂的混合物。將得到的鹽混合物(溶于非質(zhì)子型溶劑中)作為鋰離子電池的電解液使用。EP-A-2061115描述了，作為當時的現(xiàn)有技術(shù)，從P₂O₃F₄和Li化合物制造LiPO₂F₂，以及作為發(fā)明，從LiPF₆和具有Si-O-Si鍵的化合物(例如硅氧烷)制造LiPO₂F₂。

本發(fā)明的目的是以技術(shù)上可行的方式提供LiPO₂F₂。本發(fā)明的另一個目的是提供可以很容易地處理的LiPO₂F₂。這些目的和其他目的是通過本發(fā)明的專利權(quán)利要求中所概述的來實現(xiàn)的。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，LiPO₂F₂是通過P₄O₁₀與LiF反應(yīng)來制造的。所得到的反應(yīng)混合物包括LiPO₂F₂。據(jù)推測，Li₃PO₄根據(jù)以下反應(yīng)方程在反應(yīng)混合物中作為副產(chǎn)物存在

P₄O₁₀+6LiF→3LiPO₂F₂+Li₃PO₄

LiF與P₄O₁₀的摩爾比優(yōu)選地是等于或大于5∶1。優(yōu)選地是等于或小于10，更優(yōu)選≤8。

優(yōu)選地，反應(yīng)是在不存在水或濕氣的情況下進行。因此，反應(yīng)可以在其至少一部分持續(xù)時間存在惰性氣體的情況下進行，干燥的氮氣是非常適合的，但是也可以施用其他干燥的惰性氣體。該反應(yīng)可以在高壓釜或在其他的反應(yīng)器中進行。優(yōu)選地是在由鋼或其他抗腐蝕的材料制成的裝置中進行反應(yīng)，例如由蒙氏合金制成或包覆的反應(yīng)器。

施用的氟化鋰優(yōu)選是粉碎的，例如研磨以獲得在磷酸酐和LiF之間較高的接觸表面。優(yōu)選地是將反應(yīng)物徹底混合。例如，這可以優(yōu)選在干燥的惰性氣體(例如氮)存在下，在干燥箱中，或在混和器，例如具有三維流動的混和器中進行。

選擇反應(yīng)時間來實現(xiàn)所希望的程度的轉(zhuǎn)化。通常情況下，10分鐘至5小時的反應(yīng)時間給出了良好的結(jié)果。

反應(yīng)溫度優(yōu)選等于或高于225℃，優(yōu)選等于或高于250℃。

反應(yīng)溫度優(yōu)選等于或低于325℃，優(yōu)選等于或低于300℃。

如果希望的話，反應(yīng)器可裝配有內(nèi)部加熱或外部加熱。

所得的反應(yīng)混合物是以固體形式。如果希望的話，將其粉碎，例如研磨，以提供更大的接觸表面，如果旨在溶解它的成分的話。

如果希望的話，形成的LiPO₂F₂可從所得的反應(yīng)混合物中分離。這可以通過使用優(yōu)先溶解LiPO₂F₂的溶劑將其溶解來實現(xiàn)。非質(zhì)子的和質(zhì)子的有機和無機溶劑是適合的，特別是極性溶劑。優(yōu)選的無機溶劑是水。有機質(zhì)子型或非質(zhì)子型溶劑也可用于提取。

適合的質(zhì)子有機溶劑是醇類。優(yōu)選在分子中具有一個、兩個或三個羥基基團的醇類。優(yōu)選的醇類是甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、乙二醇和丙三醇。乙二醇烷基醚，例如二甘醇甲基醚，也是適合的。還有丙酮，以其互變異構(gòu)體形式，可以被認為是質(zhì)子型溶劑。LiPO₂F₂的另一種非常適合的溶劑是二甲氧基乙烷。該溶劑可溶解大量的LiPO₂F₂，但最多可忽略不計量的LiF。