[發明專利]一種二氟磷酸鋰的制備方法

在審

• 申請號: 202110800356.3
• 申請日: 2021-07-15
• 公開（公告）號: CN113336214A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 胡開放;錢波;周金祥;王浩
• 申請（專利權）人: 西安榮巖科技發展有限公司;中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: C01B25/455
• 分類號: C01B25/455
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 曹向東

本發明涉及一種二氟磷酸鋰的制備方法，該方法是指將溶劑A、六氟磷酸鋰、氫氧化鋰依次加入容器中，在二氧化碳氣氛中反應，得到反應液；所述反應液經過濾、真空干燥至恒重后得到含有二氟磷酸鋰和氟化鋰的白色固體，該白色固體倒入溶劑B中溶解，經過濾，分別得到氟化鋰沉淀物和濾液；所述濾液經蒸餾、真空干燥至恒重，即得白色固體狀的無水二氟磷酸鋰純品。本發明具有低成本、高效、易于實現工業化生產的特點。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種二氟磷酸鋰的制備方法。

背景技術

鋰離子電池是一種新型的綠色能源，因其工作電壓高、環保無污染、質量輕、無記憶效應等優點而廣泛應用于多個領域，如便攜式電子產品和電動汽車。同時，隨著國家對“碳達峰”及“碳中和”目標的餞行，新能源汽車產業被大力扶持，使得鋰離子電池的市場需求量越來越大。日本專利“特開平11-67270”中首次提到向電解液中添加二氟磷酸鋰（LiPO₂F₂）可以改善電池的高溫循環性能，自此引發了人們對LiPO₂F₂的廣泛關注。LiPO₂F₂作電解液添加劑的優點很多，例如：LiPO₂F₂可提高電池低溫性能；使用Li₂PO₃F與LiPO₂F₂作成膜添加劑，可顯著提高鋰離子電池的高溫存儲性能；將LiPO₂F₂與亞甲基環狀碳酸酯共同使用，可提高電池的高溫循環容量和高溫儲存性能；將LiPO₂F₂用于防過充添加劑體系中，與其他過充添加劑配合使用，不僅可在特定電位發生氧化還原反應保護電池，提高電池安全性，還可起到使電池放電容量更為均一的作用。

傳統的合成二氟磷酸鋰的方法有很多種，例如：⑴采用氧化鋰、氫氧化鋰（LiOH）與二氟磷酸酐反應制備LiPO₂F₂，以LiOH為原料在制備過程中有水生成，使得制備的LiPO₂F₂有水解的可能；⑵為了解決LiPO₂F₂水解的問題，日本斯泰拉化工使用鹵化氧磷、磷的含氧酸（酐）和氟化氫反應制備二氟磷酸，用六氟磷酸鋰（LiPF₆）作鋰源或者水分吸收劑，但鹵化物可能引入鹵離子雜質，且氟化氫具有強腐蝕性；⑶專利CN2020114408007公開了以磷酸鋰（Li₂CO₃）、磷酸二氫鋰和五氟化磷為原料，制備LiPO₂F₂的方法，但該法原料成本過高，難以滿足工業化需求；⑷專利CN2017111369615公開了以LiPF₆和Li₂CO₃為原料、以超純水為催化劑制備LiPO₂F₂的方法，但該法副產物多，反應不易控制；⑸專利CN2017100325308公開了以LiPF₆和硅烷硼(或磷)酸酯為原料制備LiPO₂F₂的方法，但反應條件苛刻，原料價格昂貴，導致生產成本過高；⑹專利CN2020115431439公開了一種氣液固三相制備LiPO₂F₂的方法，采用硅氧化合物、LiF和POF₃為原料，但原料造價高，且POF₃怕水、具有刺激性氣味和強腐蝕性，不利于工業生產。

雖然上述方法有較高的收率，但是這些方法受到原料價格高、LiPO₂F₂生產成本上升、提純難度大、副產物多等限制，較難實現工業規模的生產。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種低成本、高效、易于實現工業化生產的二氟磷酸鋰的制備方法。