[發(fā)明專利]已提純的氫雙(氟磺酰基)酰亞胺產(chǎn)品、提純粗產(chǎn)品的方法和已提純產(chǎn)品的用途

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010136790.1
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN111634895A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: R·P·辛格;胡啟朝
• 申請（專利權(quán)）人: 麻省固能控股有限公司
• 主分類號: C01B21/093
• 分類號: C01B21/093;H01M10/052;H01M10/0525;H01M10/0568;H01G11/56;H01G11/84
• 代理公司: 北京市磐華律師事務(wù)所 11336
• 代理人: 劉明霞

一種已提純的氫雙(氟磺酰基)酰亞胺產(chǎn)品、提純粗產(chǎn)品的方法和已提純產(chǎn)品的用途。一種使用結(jié)晶技術(shù)從粗氫雙(氟磺酰基)酰亞胺(HFSI)除去一個或更多個目標(biāo)雜質(zhì)的方法。在某些實施方式中，該方法包括將粗HFSI與至少一個無水溶劑接觸以創(chuàng)造溶液。使溶液具有足以使溶液中的HFSI結(jié)晶同時所述一個或更多個雜質(zhì)保持溶解在溶液的母液中的溫度。已結(jié)晶的HFSI和含有所述一個或更多個雜質(zhì)的母液被分離以獲得已提純的HFSI產(chǎn)品。還公開了已提純的HFSI產(chǎn)品，還公開了結(jié)合已提純的HFSI產(chǎn)品的系統(tǒng)，例如二次電池。

相關(guān)申請信息

本申請要求于2019年3月1日提交的名稱為“PROCESS FOR PURIFICATION OFHYDROGEN BIS(FLUOROSULFONYL)IMIDE(HFSI)”的美國臨時專利申請第62/812,371號和于2019年4月12日提交的名稱為“PROCESS FOR PURIFICATION OF HYDROGEN BIS(FLUOROSULFONYL)IMIDE(HFSI)”的美國臨時專利申請第62/832,968號的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，其每個以其整體通過引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及氫雙(氟磺酰基)酰亞胺(HFSI)的領(lǐng)域。具體地，本發(fā)明涉及已提純的HFSI產(chǎn)品，提純粗HFSI的方法和已提純的HFSI產(chǎn)品的用途。

背景技術(shù)

氫雙(氟磺酰基)酰亞胺(HFSI)可以在合成各種化合物中的任何中被使用，包括堿金屬雙(氟磺酰基)酰亞胺(FSI)鹽，例如鋰FSI(LiFSI)、鈉FSI(NaFSI)和鉀FSI(KFSI)，除了別的以外。典型地，堿金屬FSI鹽的合成以獲得或合成粗HFSI開始。合成HFSI的方法的例子包括在足以合成HFSI的條件下將ClSO₂NHSO₂Cl與氟化劑例如AsF₃、SbF₃、BiF₃或無水HF反應(yīng)或在足以合成HFSI的條件下將氟磺酸與尿素反應(yīng)。然而，所合成的HFSI可以被視為“粗HFSI”，因為反應(yīng)產(chǎn)物中的HFSI被是相應(yīng)的反應(yīng)的副產(chǎn)物的各種雜質(zhì)污染，例如氟磺酸(FSO₃H)、鹽酸(HCl)、氟化氫(HF)和硫酸(H₂SO₄)。

當(dāng)粗HFSI被用于合成堿金屬FSI鹽時，來自HFSI的合成的雜質(zhì)導(dǎo)致堿金屬FSI鹽的雜質(zhì)。使用LiFSI作為一個例子，當(dāng)LiFSI通過中和粗HFSI被合成時，雜質(zhì)例如HF、FSO₃H、HCl和H₂SO₄被轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的鋰鹽以生產(chǎn)LiF、FSO₃Li、LiCl和Li₂SO₄。取決于從粗HFSI合成的堿金屬FSI鹽的期望的用途，由于粗HFSI中的雜質(zhì)導(dǎo)致的雜質(zhì)可以是對于該用途不利的。

再次地使用LiFSI作為一個例子，LiFSI鹽可以在用于鋰離子電池的電解質(zhì)中使用，由于其具有對于該用途期望的性質(zhì)。這些期望的性質(zhì)的例子包括但不限于與LiPF₆(普遍的用于鋰離子電池的電解質(zhì)鹽)相比極其優(yōu)越的穩(wěn)定性、優(yōu)異的溶解性、與LiPF₆相似的離子導(dǎo)電性、高性價比、環(huán)境友好以及形成良好的固體電解質(zhì)界面(SEI)的能力。然而，由于基礎(chǔ)的粗HFSI中的雜質(zhì)例如HF、FSO₃H、HCl和H₂SO₄導(dǎo)致的LiFSI鹽產(chǎn)品中的雜質(zhì)例如LiF、FSO₃Li、LiCl和Li₂SO₄可以具有對鋰離子電池的操作和壽命的非期望的影響，如果它們的水平不低于某個上限的話。因此，將期望的是能夠在使用HFSI合成LiFSI、另一個堿金屬FSI或其他的組合物之前從粗HFSI可靠地除去雜質(zhì)，例如上文提到的合成雜質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容