CN109970084A - 一种高纯六氟磷酸锂的制备方法 - Google Patents

一种高纯六氟磷酸锂的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高纯六氟磷酸锂的制备方法，包括五氟化磷的制备，高纯氟化锂的制备以及六氟磷酸锂的合成三个步骤，通过精确控制原料纯度、用量以及反应条件，制备出高纯度的五氟化磷和氟化锂，二者在密闭条件下进行反应即可得到高纯六氟磷酸锂。在反应的过程中，通过控制氯气、氟化氢气体相对PCl3均过量，可以有效提高五氟化磷的产率，降低生产成本；将氟化锂在氮气保护下在电阻炉中加热，促使未反应的硝酸铵完全分解成气体并释放，有利于中间产物氟化锂纯度的提高，进而提高产物的纯度。本发明制备方法简单易控，对生产设备要求低，得到的产物六氟磷酸锂纯度高，是一种优良的锂电池电解质材料，是一种具有广阔前景的制备方法。

Description

一种高纯六氟磷酸锂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种化合物的制备方法，尤其是涉及一种高纯六氟磷酸锂的制备方法。
背景技术
六氟磷酸锂，其化学式为LiPF6，室温下的六氟磷酸锂为白色结晶或粉末，潮解性强，易溶于水、还溶于低浓度甲醇、乙醇、丙酮、碳酸酯类等有机溶剂，暴露空气中或加热时分解，释放出PF5而产生白色烟雾。
锂离子电池是当前常用的电池，具有体积小、电容量大、反复充放电稳定性好的特点，被广泛用于移动电话、手提电脑和其他电子产品中。其中六氟磷酸锂是电解液成分最重要的组成部分，约占到电解液总成本的43％。
使用六氟磷酸锂制造的锂离子电池具有以下优点：1.能在电极上形成适当的SEL膜；2.有较宽广的电化学稳定性；3.能对正极集流体实现有效的钝化，以阻止其溶解；4.在各种废水溶剂中有适当的溶解度和较高的电导率；5.有相对较好的环境友好性。
锂离子电池在充放电时，锂离子会循环在阳极和阴极间移动，其中电解液则起到移动介质的作用。因此，电解液的纯度、稳定性等参数，对于锂离子电池的寿命有着重要的影响，需要对电解液的纯度进行严格控制。目前六氟磷酸锂的生产过程复杂、设备要求较高，生产成本居高不下。
中国专利申请(CN200510115856.4)公开了一种制备六氟磷酸锂的方法，包括将氟化锂与磷源反应，其中，所述氟化锂由碳酸锂和氟化氢反应制得。该方法生产的六氟磷酸锂纯度偏低，严重影响到锂离子电池的性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高纯六氟磷酸锂的制备方法，该方法对设备要求简单，流程简短，产物纯度高、成本低。
本发明制备高纯六氟磷酸锂的方法包括五氟化磷的制备，高纯氟化锂的制备以及六氟磷酸锂的合成。
其中，五氟化磷的制备方法为：将PCl3充入一密闭容器中并维持温度不高于5℃，从容器底部向其中缓慢的通入干燥的氯气，反应1h后停止通入氯气，继续从容器底部充入干燥的氟化氢气体1h反应得到五氟化磷，其中，氯气、氟化氢气体相对PCl3均过量。
高纯氟化锂的制备方法为：在高压反应釜中加入适量蒸馏水，然后将液氨、干燥的氟化氢注入高压反应釜内，反应40-60h得到高纯氟化铵溶液，再将分析纯的硝酸锂用热蒸馏水溶解得到硝酸锂溶液，将其缓慢注入到高压反应釜内，生成氟化锂沉淀浆料，过滤，用蒸馏水洗涤3-5次得到高纯氟化锂。
六氟磷酸锂的合成方法为：将高纯氟化锂溶解于氢氟酸中，通入到装有五氟化磷的密闭容器中，控制温度为0-10℃，并将密闭容器置于振动台上振动，反应2-3h，得到高纯六氟磷酸锂。
优选地，在五氟化磷的制备步骤中，PCl3与氯气的摩尔比为1:1.3，PCl3与氟化氢气体的摩尔比为1:1.2-1.3。
优选地，在五氟化磷的制备过程在振动条件下进行。
优选地，在高纯氟化锂的制备步骤中，液氨与干燥的氟化氢的摩尔比为1:1。
优选地，在高纯氟化锂的制备步骤中，将蒸馏水洗涤后的氟化锂在氮气保护下在电阻炉中加热至300-400℃，硝酸铵在此温度下全部分解，得到高纯氟化锂，。
优选地，在六氟磷酸锂的合成步骤中，反应温度优选为6-8℃。
本发明的通过精确控制原料纯度、用量以及反应条件，制备出高纯度的五氟化磷和氟化锂，再将二者在密闭条件下进行反应得到高纯六氟磷酸锂。其中，控制氯气、氟化氢气体相对PCl3均过量，可以有效提高五氟化磷的产率；将氟化锂在氮气保护下在电阻炉中加热，促使未反应的硝酸铵完全分解成气体并释放，有利于中间产物氟化锂纯度的提高。本发明制备方法简单易控，对生产设备要求低，得到的产物六氟磷酸锂纯度高，是一种优良的锂电池电解质材料。
具体实施方式
以下为本发明的具体实施方式，用以对本发明进行解释和说明。
实施例1
一种高纯六氟磷酸锂的制备方法，包括如下步骤：
(1)五氟化磷的制备，将PCl3充入一密闭容器中并维持在3℃左右，将容器置于振动台上振动，从容器底部向其中缓慢的通入干燥的氯气，反应1h后停止通入氯气，继续从容器底部充入干燥的氟化氢气体1h反应得到五氟化磷，其中，PCl3与氯气的摩尔比为1:1.3，PCl3与氟化氢气体的摩尔比为1:1.2。
(2)高纯氟化锂的制备，在高压反应釜中加入适量蒸馏水，然后将等摩尔比的液氨、干燥的氟化氢注入高压反应釜内，反应60h得到高纯氟化铵溶液，再将分析纯的硝酸锂用热蒸馏水溶解得到硝酸锂溶液，将其缓慢注入到高压反应釜内，生成氟化锂沉淀浆料，过滤，用蒸馏水洗涤5次得到高纯氟化锂；
(3)六氟磷酸锂的合成，将步骤(2)中得到的高纯氟化锂溶解于氢氟酸中，通入到步骤(1)中装有五氟化磷的密闭容器中，控制温度为6℃，并将密闭容器置于振动台上振动，反应3h，得到高纯六氟磷酸锂。
实施例2
一种高纯六氟磷酸锂的制备方法，包括如下步骤：
(1)五氟化磷的制备，将PCl3充入一密闭容器中并维持在5℃，将容器置于振动台上振动，从容器底部向其中缓慢的通入干燥的氯气，反应1h后停止通入氯气，继续从容器底部充入干燥的氟化氢气体1h反应得到五氟化磷，其中，PCl3与氯气的摩尔比为1:1.3，PCl3与氟化氢气体的摩尔比为1:1.3。
(2)高纯氟化锂的制备，在高压反应釜中加入适量蒸馏水，然后将等摩尔比的液氨、干燥的氟化氢注入高压反应釜内，反应40h得到高纯氟化铵溶液，再将分析纯的硝酸锂用热蒸馏水溶解得到硝酸锂溶液，将其缓慢注入到高压反应釜内，生成氟化锂沉淀浆料，过滤，用蒸馏水洗涤3次并在氮气保护下在电阻炉中加热至350℃，得到高纯氟化锂；
(3)六氟磷酸锂的合成，将步骤(2)中得到的高纯氟化锂溶解于氢氟酸中，通入到步骤(1)中装有五氟化磷的密闭容器中，控制温度为8℃，并将密闭容器置于振动台上振动，反应2h，得到高纯六氟磷酸锂。
实施例3
一种高纯六氟磷酸锂的制备方法，包括如下步骤：
(1)五氟化磷的制备，将PCl3充入一密闭容器中并维持在1℃左右，将容器置于振动台上振动，从容器底部向其中缓慢的通入干燥的氯气，反应1h后停止通入氯气，继续从容器底部充入干燥的氟化氢气体1h反应得到五氟化磷，其中，PCl3与氯气的摩尔比为1:1.3，PCl3与氟化氢气体的摩尔比为1:1.2。
(2)高纯氟化锂的制备，在高压反应釜中加入适量蒸馏水，然后将等摩尔比的液氨、干燥的氟化氢注入高压反应釜内，反应50h得到高纯氟化铵溶液，再将分析纯的硝酸锂用热蒸馏水溶解得到硝酸锂溶液，将其缓慢注入到高压反应釜内，生成氟化锂沉淀浆料，过滤，用蒸馏水洗涤3次并在氮气保护下在电阻炉中加热至300℃，得到高纯氟化锂；
(3)六氟磷酸锂的合成，将步骤(2)中得到的高纯氟化锂溶解于氢氟酸中，通入到步骤(1)中装有五氟化磷的密闭容器中，控制温度为8℃，并将密闭容器置于振动台上振动，反应3h，得到高纯六氟磷酸锂。

Claims (7)

1.一种高纯六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括五氟化磷的制备，高纯氟化锂的制备以及六氟磷酸锂的合成。
2.根据权利要求1所述的一种高纯六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)五氟化磷的制备，将PCl3充入一密闭容器中并维持温度不高于5℃，从容器底部向其中缓慢的通入干燥的氯气，反应1h后停止通入氯气，继续从容器底部充入干燥的氟化氢气体1h反应得到五氟化磷，其中，氯气、氟化氢气体相对PCl3均过量；
(2)高纯氟化锂的制备，在高压反应釜中加入适量蒸馏水，然后将液氨、干燥的氟化氢注入高压反应釜内，反应40-60h得到高纯氟化铵溶液，再将分析纯的硝酸锂用热蒸馏水溶解得到硝酸锂溶液，将其缓慢注入到高压反应釜内，生成氟化锂沉淀浆料，过滤，用蒸馏水洗涤3-5次得到高纯氟化锂；
(3)六氟磷酸锂的合成，将步骤(2)中得到的高纯氟化锂溶解于氢氟酸中，通入到步骤(1)中装有五氟化磷的密闭容器中，控制温度为0-10℃，并将密闭容器置于振动台上振动，反应2-3h，得到高纯六氟磷酸锂。
3.根据权利要求2所述的一种高纯六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，PCl3与氯气的摩尔比为1:1.3，PCl3与氟化氢气体的摩尔比为1:1.2-1.3。
4.根据权利要求2或3任一项所述的一种高纯六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于，步骤(1)在振动条件下进行。
5.根据权利要求2所述的一种高纯六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中液氨与干燥的氟化氢的摩尔比为1:1。
6.根据权利要求2或5任一项所述的一种高纯六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，将蒸馏水洗涤后的氟化锂在氮气保护下在电阻炉中加热至300-400℃，得到高纯氟化锂。
7.根据权利要求2所述的一种高纯六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中的反应温度优选为6-8℃。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113353958A (zh) * 2021-07-29 2021-09-07 上海绿麟达新材料科技有限公司 一种六氟磷酸盐的清洁生产工艺
CN113772645A (zh) * 2021-10-24 2021-12-10 会昌宏氟高新材料有限责任公司 一种五氟化磷合成工艺
CN114538406A (zh) * 2021-12-28 2022-05-27 上海绿麟达新材料科技有限公司 一种高纯六氟磷酸锂的制备方法
CN114920271A (zh) * 2022-05-26 2022-08-19 福建省龙德新能源有限公司 一种干法制备六氟磷酸锂的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102583301A (zh) * 2011-01-18 2012-07-18 孟永 一种六氟磷酸锂的制备方法
CN103626208A (zh) * 2012-08-27 2014-03-12 枣庄海帝新能源锂电科技有限公司 一种六氟磷酸锂原料的高纯氟化锂制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102583301A (zh) * 2011-01-18 2012-07-18 孟永 一种六氟磷酸锂的制备方法
CN103626208A (zh) * 2012-08-27 2014-03-12 枣庄海帝新能源锂电科技有限公司 一种六氟磷酸锂原料的高纯氟化锂制备方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113353958A (zh) * 2021-07-29 2021-09-07 上海绿麟达新材料科技有限公司 一种六氟磷酸盐的清洁生产工艺
CN113772645A (zh) * 2021-10-24 2021-12-10 会昌宏氟高新材料有限责任公司 一种五氟化磷合成工艺
CN114538406A (zh) * 2021-12-28 2022-05-27 上海绿麟达新材料科技有限公司 一种高纯六氟磷酸锂的制备方法
CN114920271A (zh) * 2022-05-26 2022-08-19 福建省龙德新能源有限公司 一种干法制备六氟磷酸锂的方法

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