[發明專利]雙氟代磺酰亞胺鋰的制備方法

有效

• 申請號: 201310002647.3
• 申請日: 2013-01-05
• 公開（公告）號: CN103910346A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 張先林;沈鳴;楊志勇;吳國棟;周立星
• 申請（專利權）人: 江蘇華盛精化工股份有限公司
• 主分類號: C01B21/093
• 分類號: C01B21/093
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 郭輝

技術領域

本發明涉及一種雙氟代磺酰亞胺鋰的制備方法，具體涉及通過雙草酸硼酸鋰或草酸二氟硼酸鋰與雙氟磺酰亞胺鉀鹽的復分解交換反應來制備雙氟磺酰亞胺鋰。

背景技術

雙氟代磺酰亞胺鋰可用于多種領域，例如，可作為鋰離子電池電解液添加劑，改善鋰離子電池循環性能，也可以作為一次電池用電解質使用；可作為聚合反應催化劑；也可用于工業領域內抗靜電劑使用。

本發明所指的雙氟代磺酰亞胺鋰是具有如下結構的化合物：

現在研究表明，雙氟代磺酰亞胺鋰應用于可充電鋰電池的電解液中，能有效降低形成在電極板表面上的SEI層在低溫下的高低溫電阻，降低鋰電池在放置過程中的容量損失，從而提供高容量電池，提高了電池的電化學性能。

針對雙氟代磺酰亞胺鋰的制備技術，國內外已見報道包括雙氟磺酰亞胺鉀鹽與高氯酸鋰或四氟硼酸鋰在非質子極性溶劑中復分解交換反應得到。但是其存在以下的缺點：作為反應原料的高氯酸鋰及四氟硼酸鋰在溶劑中具有很大的溶解度，導致最終的雙氟代磺酰亞胺鋰產物中含有的高氯酸鋰及四氟硼酸鋰難以分離，產品不易提純。而且，高氯酸鋰摩擦或撞擊易引起燃燒或爆炸，帶來較大的安全隱患。

針對上述缺點，本發明采用雙草酸硼酸鋰或草酸二氟硼酸鋰與雙氟磺酰亞胺鉀鹽在溶劑（碳酸二甲酯、乙腈、硝基甲烷等）中復分解交換得到雙氟磺酰亞胺鋰，與高氯酸鋰或四氟硼酸鋰相比具有較低的溶解度，如雙草酸硼酸鋰在碳酸二甲酯中幾乎不溶；且不存在安全方面問題。

發明內容

本發明的發明人針對現有技術中存在的問題，經過深入研究后發現了一種適合于制備雙氟代磺酰亞胺鋰的新工藝。本發明采用雙草酸硼酸鋰或草酸二氟硼酸鋰與雙氟磺酰亞胺鉀鹽在溶劑（碳酸二甲酯、乙腈、硝基甲烷等）中復分解交換得到雙氟磺酰亞胺鋰。

具體的說，本發明提供一種雙氟代磺酰亞胺鋰的制備方法，所述方法包括：在溶劑中進行雙草酸硼酸鋰或草酸二氟硼酸鋰與雙氟磺酰亞胺鉀鹽的復分解交換反應，得到雙氟磺酰亞胺鋰產物。

在本發明中，所述雙草酸硼酸鋰的結構式為：

所述草酸二氟硼酸鋰的結構式為：

在本發明的一個實施方式中，所述方法還包括使用萃取溶劑對雙氟磺酰亞胺鋰產物進行萃取、過濾、洗滌和干燥。在本發明中，用于萃取的萃取溶劑包括二氯甲烷、甲苯、環己烷等非極性溶劑。

在本發明中，進行萃取的目的只是萃取未完全蒸發的溶劑，同時直接造粒，因此萃取溶劑的量（體積量）可以多，也可以少。

在本發明的一個實施方式中，所述溶劑選自線性碳酸酯。在本發明的一個實施方式中，所述溶劑選自碳酸二甲酯、乙腈、硝基甲烷、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、醋酸乙酯、四氫呋喃、丙酮、雙三氟乙基碳酸酯、三氟乙基碳酸甲酯、三氟乙基碳酸乙酯、1，2-二甲氧基乙烷、1，3-二氧戊烷和甲酸甲酯。

在本發明的一個實施方式中，所述復分解交換反應在低于所述溶劑沸點的溫度下進行。

在本發明的一個實施方式中，所述復分解交換反應在5-60℃的溫度下進行。

在本發明的一個實施方式中，所述復分解交換反應進行1小時后，反應完成90％以上。

在本發明的一個實施方式中，所述復分解交換反應進行0.5-24小時，優選進行1-12小時。

在本發明的一個實施方式中，所述雙草酸硼酸鋰或草酸二氟硼酸鋰與雙氟磺酰亞胺鉀鹽以等摩爾比進行反應。在本發明中，在考慮鉀殘留量的前提下為等摩爾配比，但是雙草酸硼酸鋰或雙氟代硼酸鋰過量也可以，只是過量的原料會殘留在產品中。

在本發明的一個實施方式中，所述干燥在溫度20-60℃和壓力10-30kPa的條件下進行。

與現有技術中采用高氯酸鋰或四氟硼酸鋰的方法相比，本發明制備雙氟代磺酰亞胺鋰的方法具有如下的技術優勢：

(1)相比高氯酸鋰或四氟硼酸鋰，雙草酸硼酸鋰或草酸二氟硼酸鋰具有較低的溶解度，如雙草酸硼酸鋰在碳酸二甲酯中幾乎不溶；這樣，雙氟磺酰亞胺鋰最終產品易于提純，提純的成本較低，且包含的雜質較少。

(2)雙草酸硼酸鋰或草酸二氟硼酸鋰不存在高氯酸鋰因摩擦或撞擊引起燃燒或爆炸的安全隱患，在工業生產的安全性方面具有更好的前景。

(3)本發明所述雙氟代磺酰亞胺鋰的制備方法工藝路線簡單，容易實現工業化制備。

附圖說明

圖1是本發明雙氟代磺酰亞胺鋰的紅外光譜圖。