[發明專利]一種二氟磷酸鋰的制備方法

在審

• 申請號: 202211275846.7
• 申請日: 2022-10-18
• 公開（公告）號: CN115535994A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 楊華春;李云峰;張正陽;張照坡;李鵬;辛婉婉;劉強;李倩慧;張雙杰;王艷君
• 申請（專利權）人: 河南省氟基新材料科技有限公司
• 主分類號: C01B25/455
• 分類號: C01B25/455
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 牛愛周

本發明涉及一種二氟磷酸鋰的制備方法，屬于鋰離子電池添加劑技術領域。本發明的二氟磷酸鋰的制備方法，包括以下步驟：(1)將五氧化二磷和氟化氫在?10℃～18℃下進行反應；(2)將步驟(1)反應后的體系和鋰源在非水溶劑中混合反應。本發明的二氟磷酸鋰的制備方法，采用五氧化二磷、氟化氫和鋰源為原料，替換以六氟磷酸鋰為原料的工藝，可解決高量值副產物問題，提高鋰資源綜合利用率，提高產品收率，降低生產成本，具有經濟環保的優點。本發明制備的二氟磷酸鋰具有較高的收率和純度。

技術領域

本發明涉及一種二氟磷酸鋰的制備方法，屬于鋰離子電池添加劑技術領域。

背景技術

近些年來，隨著鋰離子電池的快速發展，鋰離子電池電解液添加劑作為一種能夠改善鋰離子電池性能的方法，已經成為了一個研究熱點。二氟磷酸鋰是一種重要的鋰離子電池電解液添加劑，可以改善鋰離子電池的高低溫性能，明顯提高-20℃的循環穩定性。二氟磷酸鋰可在鋰離子電池充放電過程中，輔助電解液的其他成分在高溫條件下形成更穩定的SEI膜，可以有效阻止電解液腐蝕電極和集流體。在三元正極材料體系中加入適量二氟磷酸鋰可降低電池內阻，并形成保護膜，提升電池的循環性。在磷酸亞鐵鋰正極體系中，二氟磷酸鋰作為電解質鹽，能明顯提高電池的低溫性能。二氟磷酸鋰比六氟磷酸鋰具有更好的穩定性，對水和氧的耐受性明顯強于六氟磷酸鋰。并且二氟磷酸鋰容易進行工業化生產，應用于電池中時可降低發生不良反應的概率。

目前制備二氟磷酸鋰的方法主要有以下三種：1、減氟法；該方法以六氟磷酸鋰為原料，通過反應去掉4個氟原子，同時引入氧原子，得到二氟磷酸鋰；具體方法如采用碳酸鋰和六氟磷酸鋰反應生成二氟磷酸鋰、氟化鋰、二氧化碳，該方法副產物復雜，收率低，成本高。2、加氟法；該方法是將氟源如氟氣、氫氟酸等和磷酸鹽(LiHPO₄)反應得到二氟磷酸鋰(見專利文獻WO2012004187A2)，該方法制得的二氟磷酸鋰中的雜質難以去除。3、置換法；該方法主要是將二氯磷酸鋰與有機錫氟化物進行氯/氟交換反應制備二氟磷酸鋰(見中國專利文獻CN103259040A)，該方法需要預先制備二氯磷酸鋰和有機錫氟化物，造成制備工藝復雜。

發明內容

本發明的目的在于提供一種二氟磷酸鋰的制備方法，可以解決目前制備二氟磷酸鋰存在工藝復雜、產品純度低和收率低的問題。

為了實現以上目的，本發明的二氟磷酸鋰的制備方法所采用的技術方案為：

一種二氟磷酸鋰的制備方法，包括以下步驟：

(1)將五氧化二磷和氟化氫在-10℃～18℃下進行反應；

(2)將步驟(1)反應后的體系和鋰源在非水溶劑中混合反應。

本發明的二氟磷酸鋰的制備方法，采用五氧化二磷、氟化氫和鋰源為原料，替換以六氟磷酸鋰為原料的工藝，可解決副產物氟化鋰較多以及收率低的問題，提高鋰資源綜合利用率，提高產品收率，降低生產成本，具有經濟環保的優點。本發明制備的二氟磷酸鋰具有較高的收率和純度，并且制備工藝簡單，制造成本低。

步驟(1)反應后的體系含有二氟磷酸、單氟磷酸和水，以步驟(1)反應后的體系和鋰源直接混合反應，可以使操作簡單，效率高，減少了其他雜質進入體系的可能。

優選地，步驟(1)中，所述反應的終點為五氧化二磷消失，所述五氧化二磷和氟化氫的摩爾比不大于1:4。進一步優選地，所述五氧化二磷和氟化氫的摩爾比為1:(4～6)。氟化氫用量過小，會導致五氧化二磷殘余或者會導致反應后的體系中單氟磷酸含量偏高，殘余的五氧化二磷或者生成的單氟磷酸不易除去，會增加下一步合成反應的雜質含量，影響其收率。

為了保證五氧化二磷和氟化氫充分接觸，提高操作的安全性，提高原料利用率，優選地，步驟(1)中，所述反應的方法包括以下步驟：將氟化氫氣體和溫度為-10℃～0℃的五氧化二磷接觸，氟化氫冷凝后與五氧化二磷進行所述反應。