[發明專利]一種雙氟磺酰亞胺鋰鹽的制備方法

有效

• 申請號: 201710594516.7
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107215853B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 汪許誠;王小龍;王振一;顧乃剛;周龍
• 申請（專利權）人: 蘇州華一新能源科技有限公司
• 主分類號: C01B21/086
• 分類號: C01B21/086;H01M10/0563;H01M10/052
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 汪青;賴婉婷

本發明涉及一種雙氟磺酰亞胺鋰鹽的制備方法，包括以下步驟：（1）以氟化氫絡合鹽作為氟化劑，使雙氯磺酰亞胺在溶劑、氟化劑和引發劑的存在下發生氟化反應，反應完畢，壓濾分離，濾液減壓蒸餾脫除溶劑，然后經減壓精餾得到雙氟磺酰亞胺；（2）使雙氟磺酰亞胺和鋰化合物在80~110℃下進行反應制得雙氟磺酰亞胺鋰鹽粗品。本發明的制備方法氟化工藝路線操作簡單，條件溫和，可操作性強，容易實現工業化生產化，制備的雙氟磺酰亞胺鋰鹽的純度達99%以上，可適用于鋰電池。

技術領域

本發明涉及一種雙氟磺酰亞胺鋰鹽的制備方法。

背景技術

雙氟磺酰亞胺是一種多用途的有機中間體，其鋰雙氟代磺酰亞胺鋰是一種有效的鋰離子二次電池電解液，作為離子液體電解質染料敏化太陽電池得到光電功率轉化效率達7.5％的高效熱穩定器件，避免了使用含TCB陰離子的離子液體電解質。雙氟磺酰亞胺及其鋰鹽由于分子結構上的特點，具有強化學親電性、強酸性的特點及優良的固體表面特征，在許多領域都有重要用途，特別是在高性能電解質、離子液體及催化劑等領域應用廣泛。

其中，雙氟磺酰亞胺的結構式為：

雙氟磺酰亞胺鋰的結構式為：

鋰二次電池具有價格適宜、比能量高的優良特性，在可再生能源的儲能、電動汽車等領域將發揮重大作用。而電解質的優劣對鋰二次電池的性能影響很大，因而高效、安全、環保的新型電解質是科學工作者一直研究的重點。雙氟磺酰亞胺鋰鹽具有電導率高、熱穩定性高、電化學窗口較寬的特性，有望成為鋰二次電池的新型電解質，取代LiPF6。

針對雙氟代磺酰亞胺及其鋰鹽的制備技術，國內外均有相關報道。如公開號為104085864A的中國專利，提供一種二氟磺酰亞胺鹽的制備方法，包括以下步驟：(1)以二氟磺酰亞胺和含氮類氟化氫絡合物為反應原料加入有機溶劑進行反應，控制反應溫度0～100℃，反應后蒸餾去除有機溶劑，得到含二氟磺酸亞胺含氮類的離子化合物；(2)將步驟(1)得到的離子化合物加入金屬堿或鹽的水溶液中和成中性，再經蒸餾烘干，再用有機溶劑重結晶提純后得到二氟磺酰亞胺鹽。該專利中，步驟(1)制備得到的是離子絡合物，二氟磺酸亞胺鹽的制備是通過步驟(1)制備得到的離子絡合物與金屬堿或鹽的反應得到。雖然反應的收率較高，但是制備過程中，并沒有將鹽酸鹽分離出來，最終制備出的產品純度低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種改進的雙氟磺酰亞胺鋰鹽的制備方法。

為解決以上技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種雙氟磺酰亞胺鋰鹽的制備方法，包括以下步驟：

(1)以氟化氫絡合鹽作為氟化劑，使雙氯磺酰亞胺在溶劑、氟化劑和引發劑的存在下發生氟化反應，反應完畢，壓濾分離，濾液減壓蒸餾脫除溶劑，然后經減壓精餾得到雙氟磺酰亞胺；

(2)使雙氟磺酰亞胺和鋰化合物在80～110℃下進行反應制得雙氟磺酰亞胺鋰鹽粗品。

進一步地，所述氟化劑為氟化氫三乙胺鹽、氟化氫吡啶鹽、氟化氫咪唑鹽中的一種或多種的組合。

優選地，所述氟化劑為三乙胺三氟化氫絡合鹽、三乙胺五氟化氫絡合鹽、吡啶氟化氫絡合鹽中的一種或多種的組合。更優選地，所述氟化劑為三乙胺三氟化氫絡合鹽、吡啶氟化氫絡合鹽中的一種或幾種的組合。所述雙氯磺酰亞胺與三乙胺三氟化氫絡合鹽的摩爾比為1:0.7～1。

進一步地，所述雙氟磺酰亞胺與引發劑的摩爾比為1:1.33～2，所述引發劑為三乙胺或吡啶。

所述三乙胺三氟化氫絡合鹽的結構式為：

所述吡啶氟化氫絡合鹽的結構式為：