[發(fā)明專利]一種雙氟磺酰亞胺的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910292368.2
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN109928372A
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發(fā)明（設計）人: 李鎮(zhèn)鋒;陳國術;謝文健;辛偉賢
• 申請（專利權）人: 廣州理文科技有限公司
• 主分類號: C01B21/096
• 分類號: C01B21/096
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明涉及化學合成領域，具體涉及一種雙氟磺酰亞胺的制備方法，通過非氧化性酸如四氟硼酸、六氟磷酸及雙氯磺酰亞胺（HClSI）與雙氟磺酰亞胺鹽（MFSI）進行置換高產(chǎn)率得雙氟磺酰亞胺，所得雙氟磺酰亞胺經(jīng)減壓蒸餾、萃取和重結晶等方法得高純度雙氟磺酰亞胺，該制備方法步驟少，工藝簡單，產(chǎn)品收率和純度高，特別是副產(chǎn)物雙氯磺酰亞胺鹽（MClSI）經(jīng)氟化后可作為本發(fā)明的原料雙氟磺酰亞胺鹽（MFSI），避免固廢的產(chǎn)生，并可大規(guī)模生產(chǎn)應用。

技術領域

本發(fā)明涉及雙氟磺酰亞胺的制備，具體涉及一種雙氟硫磺亞胺的制備方法。

背景技術

受益于移動設備行業(yè)和新能源汽車行業(yè)的發(fā)展，自2014年起，我國動力電池市場迎來爆發(fā)式增長，六氟磷酸鋰（LiPF₆）的需求也有明顯的增加；

1、六氟磷酸鋰（LiPF₆）由于其性能的穩(wěn)定性，是目前數(shù)碼鋰電池和動力鋰電池領域的核心材料，近期也沒有其他材料可以替代；雙氟磺酰亞胺鋰（LiFSI）具有穩(wěn)定性高，低溫性能優(yōu)異和電導率高等優(yōu)點并且具有環(huán)境友好和安全性高等優(yōu)勢，是目前最有可能成為六氟磷酸鋰（LiPF₆）替代品的材料；

雙氟磺酰亞胺（HFSI）是合成雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)的重要中間體，雙氟磺酰亞胺(HFSI)與金屬鋰，無機鋰鹽、有機鋰或氫化鋰等試劑、可以得到高純度的雙氟磺酰亞胺鋰(LiFSI)；

2、AsF₃和SbF₃等氟化物可以直接把雙氯磺酰亞胺（HClSI）氟化成HFSI(B. Krumm etal, Inorg. Chem. 1998, 37, 6295; 華中科技大學， CN101747242A, 2010)，但上述方法使用的價格昂貴、毒性高、氟化后產(chǎn)生的AsCl₃和SbCl₃均難以從體系中分離，最終造成產(chǎn)品的As、Sb、Cl含量嚴重超標；

3、HOSO₂F分別與（NH₂）₂C=O 、FSO₂NCO 、SO₂(NCO)₂等反應(日本曹達株式會社CN103391896A等)，均可以得到HFSI ,但上述試劑都存在價格昂貴、毒性高、穩(wěn)定性差等缺點、并且上述反應都非常劇烈、難以控制、容易釀成事故、不適宜大規(guī)模生產(chǎn)；

4、HOSO₂F與K[N(SO₂F)₂]反應（Beran et al, Z. Anorg. Allg. Chem. 2005, 632, 55~59），減壓蒸餾得到純度為93%的HFSI，該方法使用的HOSO₂F價格昂貴、毒性高、并且HOSO₂F的沸點與HFSI的沸點相近，不容易分離；

5、中國專利201510125703.1，向0.05~0.5mol/L的雙氟磺酰亞胺金屬鋰溶液中通入干燥氯化氫氣體，氣體流速為0.1~0.5L/min,反應30~90min,過濾后蒸餾，HFSI收率為80%，該方法要求使用高純度的HCl氣體，對使用的HCl水含量要求極高，而且HCl的使用量遠大與HFSI的產(chǎn)出量，產(chǎn)生的副產(chǎn)物和固廢較多；

6、中國專利號（201610282164.7)以聯(lián)氨、氟磺酸和氟磺酰氯反應得到四-（氟磺酰）聯(lián)氨、再經(jīng)三氯化鈦等還原得到雙氟磺酰亞胺總收率約65%，該方法使用的聯(lián)氨、氟磺酸、氟磺酰氯等均為高毒物質(zhì)，而且性質(zhì)不穩(wěn)定，使用三氯化鈦等還原四-（氟磺酰）聯(lián)氨后，需要加水出去三氯化鈦等物質(zhì)，產(chǎn)物HFSI與水接觸后，難以得到無水HFSI。