CN108862231A - 一种二氟磷酸锂的制备方法 - Google Patents

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王亚洲
王珂珂
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Abstract

本发明公开了一种二氟磷酸锂的制备方法，制备原材料为六氟磷酸锂（LiF6P）、三偏磷酸锂（(LiPO3)3）。与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明的二氟磷酸锂制备工艺简单，操作方便，无需采用复杂的设备或工艺即可得到高纯度的二氟磷酸锂；本发明的二氟磷酸锂采用两种原材料制备得到，能有效的控制并得到高纯度的二氟磷酸锂。

Description

一种二氟磷酸锂的制备方法
技术领域
本发明属于锂电池技术领域，特别是涉及一种二氟磷酸锂的制备方法。
背景技术
锂离子电池是目前世界上最理想也是技术最高的可充电电池，由于其工作电压高、能量密度高、循环寿命长等一系列优点，目前主要用于手机、笔记本电脑、电子产品等方面。而在三元正极材料体系中，适量加入二氟磷酸锂(LiPO2F2)可降低电池内阻，并在电池正极形成保护膜，使得电池的循环性能得到明显提升；在高压实密度的磷酸亚铁锂正极体系中，二氟磷酸锂作为电解质盐加入到电解液中使得电池的低温性能得到明显提高。
现有技术中二氟磷酸锂的制备包括以下两种方法，一种是从磷酸或磷酸衍生物氟化得到，另一种是六氟磷酸盐分解得到。前者是在起始物中加入氟原子，后者是从起始物去掉部分氟原子。但该两种方法，无法很好的控制氟原子数量，因此对于所生产的二氟磷酸锂的纯度无法保证。
发明内容
本发明的目的就在于克服上述不足，提供一种二氟磷酸锂的制备方法。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
一种二氟磷酸锂的制备方法，所述二氟磷酸锂（LiPO2F2）的制备原材料为六氟磷酸锂（LiF6P）、三偏磷酸锂（(LiPO3)3）；
所述制备过程的反应方程式如下：3LiF6P + 2(LiPO3)3＝9LiPO2F2；
所述制备过程包括以下步骤：
a按照六氟磷酸锂：三偏磷酸锂=1.5～2:1的摩尔比，在通有保护气氛的手套箱中分别称取六氟磷酸锂和三偏磷酸锂；
b在通有保护气氛的手套箱中，将上述称量好的原材料放入研磨坩埚中，研磨混合均匀；
c在通有保护气氛的手套箱中，将步骤b中研磨混合均匀的原材料放入可密封的耐高温坩埚中；
d将耐高温坩埚从手套箱中取出，放入管式烧结炉按照一定的温度进行反应；所述反应过程为经过低温反应后进行高温反应；所述低温反应为以10℃/min的升温速率升温到180℃～220℃后，保温12～15h；所述高温反应为经过低温保温后，以5℃/min的升温速率升温到300℃～340℃后，保温20～24h；反应结束后随炉自然冷却至室温即可将耐高温坩埚从管式烧结炉中取出；
e将烧结后的耐高温坩埚送入通有保护气氛的手套箱中，打开将耐高温坩埚中的固体取出既得到二氟磷酸锂。
优选的，所述手套箱中的保护气氛为纯度达到99.99%的氩气。
本发明的作用原理：
本发明的二氟磷酸锂制备过程仅使用六氟磷酸锂、三偏磷酸锂，且根据反应方程式3LiF6P + 2(LiPO3)3＝9LiPO2F2 ，该反应过程可以明确的看出，整个反应中的氟原子个数是刚好反应生成二氟磷酸锂，且不会有其余杂质产生。起始物中的氟，氧，磷，锂的含量刚好与反应生成物相同，这样的方法才可以制得高纯产品。因为六氟磷酸锂和三偏磷酸锂的氟，氧，磷，锂元素量与二氟磷酸锂相同，只要原料纯度和反应条件控制得当，产品将是唯一产物。
且本过程的工艺步骤简单方便，无其余原材料的掺杂，无液体掺杂，只要保证原材料混合无杂质，以及加热反应过程不参入杂质即可控制得到高纯度的二氟磷酸锂。在整个工艺过程中，只要控制住加热反应过程的反应温度、反应时间、以及升温的速率等反应条件，就能得到高纯度的产品。且对于手套箱内的环境以及加热过程中使用的耐高温密封坩埚都是常用的，能够轻易达到需要的环境条件及设备。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的二氟磷酸锂制备工艺简单，操作方便，无需采用复杂的设备或工艺即可得到高纯度的二氟磷酸锂；本发明的二氟磷酸锂采用两种原材料制备得到，能有效的控制并得到高纯度的二氟磷酸锂。
具体实施方式
下面以具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种二氟磷酸锂的制备方法， 包括以下步骤：
a按照六氟磷酸锂：三偏磷酸锂=1.5:1的摩尔比，在通有氩气的手套箱中分别称取六氟磷酸锂和三偏磷酸锂；
b在通有氩气的手套箱中，将上述称量好的原材料放入研磨坩埚中，研磨混合均匀；
c在通有保护气氛的手套箱中，将步骤b中研磨混合均匀的原材料放入可密封的耐高温坩埚中；
d将耐高温坩埚从手套箱中取出，放入管式烧结炉按照一定的温度进行反应；所述反应过程为经过低温反应后进行高温反应；所述低温反应为以10℃/min的升温速率升温到180℃后，保温12h；所述高温反应为经过低温保温后，以5℃/min的升温速率升温到300℃后，保温20h；反应结束后随炉自然冷却至室温即可将耐高温坩埚从管式烧结炉中取出；
e将烧结后的耐高温坩埚送入通有氩气的手套箱中，打开将耐高温坩埚中的固体取出既得到二氟磷酸锂。
实施例2
一种二氟磷酸锂的制备方法， 包括以下步骤：
a按照六氟磷酸锂：三偏磷酸锂=1.7:1的摩尔比，在通有氩气的手套箱中分别称取六氟磷酸锂和三偏磷酸锂；
b在通有氩气的手套箱中，将上述称量好的原材料放入研磨坩埚中，研磨混合均匀；
c在通有保护气氛的手套箱中，将步骤b中研磨混合均匀的原材料放入可密封的耐高温坩埚中；
d将耐高温坩埚从手套箱中取出，放入管式烧结炉按照一定的温度进行反应；所述反应过程为经过低温反应后进行高温反应；所述低温反应为以10℃/min的升温速率升温到200℃后，保温13h；所述高温反应为经过低温保温后，以5℃/min的升温速率升温到320℃后，保温22h；反应结束后随炉自然冷却至室温即可将耐高温坩埚从管式烧结炉中取出；
e将烧结后的耐高温坩埚送入通有氩气的手套箱中，打开将耐高温坩埚中的固体取出既得到二氟磷酸锂。
实施例3
一种二氟磷酸锂的制备方法， 包括以下步骤：
a按照六氟磷酸锂：三偏磷酸锂=2:1的摩尔比，在通有氩气的手套箱中分别称取六氟磷酸锂和三偏磷酸锂；
b在通有氩气的手套箱中，将上述称量好的原材料放入研磨坩埚中，研磨混合均匀；
c在通有保护气氛的手套箱中，将步骤b中研磨混合均匀的原材料放入可密封的耐高温坩埚中；
d将耐高温坩埚从手套箱中取出，放入管式烧结炉按照一定的温度进行反应；所述反应过程为经过低温反应后进行高温反应；所述低温反应为以10℃/min的升温速率升温到220℃后，保温15h；所述高温反应为经过低温保温后，以5℃/min的升温速率升温到340℃后，保温24h；反应结束后随炉自然冷却至室温即可将耐高温坩埚从管式烧结炉中取出；
e将烧结后的耐高温坩埚送入通有氩气的手套箱中，打开将耐高温坩埚中的固体取出既得到二氟磷酸锂。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种二氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：所述二氟磷酸锂（LiPO2F2）的制备原材料为六氟磷酸锂（LiF6P）、三偏磷酸锂（(LiPO3)3）；
所述制备过程的反应方程式如下：3LiF6P + 2(LiPO3)3＝9LiPO2F2；
所述制备过程包括以下步骤：
a按照六氟磷酸锂：三偏磷酸锂=1.5～2:1的摩尔比，在通有保护气氛的手套箱中分别称取六氟磷酸锂和三偏磷酸锂；
b在通有保护气氛的手套箱中，将上述称量好的原材料放入研磨坩埚中，研磨混合均匀；
c在通有保护气氛的手套箱中，将步骤b中研磨混合均匀的原材料放入可密封的耐高温坩埚中；
d将耐高温坩埚从手套箱中取出，放入管式烧结炉按照一定的温度进行反应；所述反应过程为经过低温反应后进行高温反应；所述低温反应为以10℃/min的升温速率升温到180℃～220℃后，保温12～15h；所述高温反应为经过低温保温后，以5℃/min的升温速率升温到300℃～340℃后，保温20～24h；反应结束后随炉自然冷却至室温即可将耐高温坩埚从管式烧结炉中取出；
e将烧结后的耐高温坩埚送入通有保护气氛的手套箱中，打开将耐高温坩埚中的固体取出既得到二氟磷酸锂。
2.根据权利要求1所述的一种二氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：所述手套箱中的保护气氛为纯度达到99.99%的氩气。
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