[發(fā)明專利]一種二氟磷酸鋰及其制備方法和應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110552376.3
• 申請(qǐng)日: 2021-05-20
• 公開（公告）號(hào): CN113845101A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岳敏;馮天明;余意;王獻(xiàn)明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市研一新材料有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C01B25/455
• 分類號(hào): C01B25/455;H01M10/0568;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 北京格旭知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11443
• 代理人: 雒純丹

本發(fā)明提供一種二氟磷酸鋰及其制備方法和應(yīng)用，利用六氟磷酸鋰和四氯化硅生成二氟四氯化磷酸鋰，然后使二氟四氯化磷酸鋰與碳酸鋰反應(yīng)得到二氟磷酸鋰與氯化鋰的混合物，然后通過純化得到高純度二氟磷酸鋰。本發(fā)明的方法步驟簡(jiǎn)單、成本低、反應(yīng)時(shí)間短、轉(zhuǎn)化率高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種二氟磷酸鋰的制備方法。

背景技術(shù)

作為新型的移動(dòng)便攜式電源，鋰離子電池比傳統(tǒng)的鉛酸電池和堿性電池具有更高的比容量和放電電壓，而且對(duì)環(huán)境污染小。目前，鋰離子電池，主要作為便攜式移動(dòng)電源，手機(jī)電池，并廣泛應(yīng)用于電動(dòng)車，汽車等作為動(dòng)力電池使用。由于國家政策上的大力支持，以及近年來鋰離子電池技術(shù)的積累，鋰離子電池產(chǎn)業(yè)獲得了巨大發(fā)展。但是，目前鋰離子電池還存在許多缺陷，在鋰鹽的開發(fā)上，傳統(tǒng)的六氟磷酸鋰不能滿足鋰離子電池在極端條件下的使用。二氟磷酸鋰可以改善鋰離子電池的高低溫性能，使其在零下20℃的循環(huán)穩(wěn)定性明顯提高，并且在高溫條件下可以形成更為穩(wěn)定的SEI膜，可以有效阻止電解液腐蝕電極和集流體，從而改善鋰離子電池的高低溫性能。另外，二氟磷酸鋰比起六氟磷酸鋰，具有更好的穩(wěn)定性，對(duì)水和氧的耐受性明顯強(qiáng)于六氟磷酸鋰。因此二氟磷酸鋰作為一種新型的鋰鹽添加劑，具有很大的工業(yè)價(jià)值。

二氟磷酸鋰的生產(chǎn)方法有很多，大致分為三種途徑：二氟磷酸鋰途徑法、六氟磷酸鋰途徑法、其他方法，但是現(xiàn)有的二氟磷酸鋰的制備方法，工藝復(fù)雜，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求較高，副產(chǎn)品眾多，生成固體困難等，非常不利于二氟磷酸鋰的工業(yè)化和推廣。

CN103052592B中提到使用五氟化磷、磷酰氟與磷酸鋰反應(yīng)制備二氟磷酸鋰產(chǎn)品，所使用的技術(shù)路線用到昂貴、劇毒、高危險(xiǎn)的五氟化磷氣體，工藝復(fù)雜，且對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求嚴(yán)格，產(chǎn)品成本較高。

CN108147385A用六氟磷酸鋰和水反應(yīng)制備二氟磷酸鋰，雖然可以將鹵化硅氧烷化合物分解，但是采用這種方法生產(chǎn)，容易造成六氟磷酸鋰的分解，同時(shí)，反應(yīng)過程不易控制，且副產(chǎn)物眾多，對(duì)生產(chǎn)非常不利。

CN101847753A描述了一種采用六氟磷酸鋰和碳酸鋰在非質(zhì)子性溶劑中制備二氟磷酸鋰的方法，但是該方法反應(yīng)時(shí)間長，轉(zhuǎn)化率低，同時(shí)該方法只能得到二氟磷酸鋰的非水溶液，不能得到高純度的二氟磷酸鋰，非常不利于二氟磷酸鋰的推廣，并且該鹽溶液中，或多或少會(huì)有一些有機(jī)雜質(zhì)和氟化鋰，這些雜質(zhì)可能會(huì)對(duì)電池的性能產(chǎn)生不利的影響。

CN112591727A公開了一種二氟磷酸鋰的制備方法，其中，使六氟磷酸鋰、草酸鹽和四氯化硅于有機(jī)溶劑中進(jìn)行反應(yīng)；所述反應(yīng)在保護(hù)氣氛下進(jìn)行。但是該方法的收率偏低，特別是酸值高，會(huì)對(duì)電解液性能造成影響，該方法中也沒有采用堿液去中和酸性，草酸鋰在有機(jī)溶劑中基本沒有堿性。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種二氟磷酸鋰固體的制備方法，制備工藝簡(jiǎn)單，成本低廉，反應(yīng)時(shí)間短，轉(zhuǎn)化率高，整個(gè)過程易于控制，不產(chǎn)生水，提純后無副產(chǎn)物雜質(zhì)。

本發(fā)明提供一種二氟磷酸鋰的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟：

(1)在基本無水的情況下，將六氟磷酸鋰與四氯化硅在第一非水溶劑中進(jìn)行攪拌反應(yīng)，脫氣除雜，得到二氟四氯化磷酸鋰溶液；

(2)將得到的二氟四氯化磷酸鋰溶液滴加到碳酸鋰分散液中進(jìn)行反應(yīng)，過濾得到二氟磷酸鋰與氯化鋰的濾餅混合物；

(3)用醋酸乙酯將所述濾餅混合物進(jìn)行打漿，過濾除去不溶性物質(zhì)，濃縮打漿液，再加入非極性溶劑進(jìn)行結(jié)晶，得到二氟磷酸鋰。

優(yōu)選地，根據(jù)上述二氟磷酸鋰的制備方法，其特征在于，六氟磷酸鋰、四氯化硅與碳酸鋰的投料摩爾比為1：(1～1.5)：(2～2.5)。

優(yōu)選地，根據(jù)上述二氟磷酸鋰的制備方法，其特征在于，在步驟 (1)中，六氟磷酸鋰的摩爾濃度為1.5～4.0mol/L，優(yōu)選為1.5～ 2.5mol/L。