CN113582145B - 双氟磺酰亚胺锂盐的纯化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双氟磺酰亚胺锂盐的纯化方法，所述方法包括：(1)将良溶剂加入双氟磺酰亚胺锂盐粗品和惰性溶剂的混合物中，经过滤后提供滤液；和(2)对所述滤液进行蒸馏，提供双氟磺酰亚胺锂盐成品；其中，所述惰性溶剂的沸点比良溶剂的沸点高20℃以上。所述双氟磺酰亚胺锂盐成品满足以下中的一项或多项的组合：离子色谱含量≥99.9%，钠离子≤10ppm、钾离子≤10ppm、氯含量≤10ppm、酸值≤100ppm、水分≤100ppm、10%碳酸二甲酯溶液浊度为≤20mg/L和色度≤20Hazen。

Description

双氟磺酰亚胺锂盐的纯化方法

技术领域

本发明涉及一种动力电池及储能电池用电解质盐，特别是涉及一种双氟磺酰亚胺锂盐的纯化方法。

背景技术

随着国家大力推进“碳达峰”和“碳中和”计划，新能源产业链将会迎来蓬勃发展，这其中就包含了新能源汽车，光伏、风电等可再生能源储能等行业的发展。而这些行业的发展离不开高性能的动力电池或者储能电池。现阶段，性价比最优的还是液态锂离子电池，而与其相关的电解质盐是能决定电池性能优异的关键材料。其中双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)是在众多电解质盐中唯一被国内外业内行家公认为是将替代六氟磷酸锂，应用于电动汽车和储能锂离子动力电池的新一代锂盐电解质材料。作为锂电池电解液的新型锂盐，双氟磺酰亚胺锂较六氟磷酸锂具有热稳定性高、耐水解、电导率高等优势，不过由于其产业化生产技术壁垒高，该产品目前以进口为主。所以破除国外壁垒，解决工业化难题是当前亟待解决的问题。

目前，现有技术中LiFSI的纯化方案主要有以下几类：

(1) US10926190B2，先将粗制LiFSI固体溶解于良溶剂，再添加惰性溶剂，过滤，从滤液中回收LiFSI，最后用惰性溶剂清洗LiFSI；

(2) CN107188138B，先将粗制LiFSI固体溶解于良溶剂，过滤，滤液除去大部分溶剂，加入惰性溶剂重结晶；

(3) CN109982966A，先将粗制LiFSI固体分散于惰性溶剂，用水溶解LiFSI，再用良溶剂萃取水溶液中的LiFSI，蒸发有机相得到LiFSI；以及

(4) CN108373143B，先将粗制LiFSI固体分散于惰性溶剂，过滤得到LiFSI，再将LiFSI溶解于良溶剂，结晶得到LiFSI，最后用惰性溶剂清洗LiFSI。

以上4种不同的双氟磺酰亚胺锂纯化方案要么采用单一良溶剂溶解双氟磺酰亚胺锂粗盐，或者采用良溶剂溶解后再加惰性溶剂后直接蒸发。这些方法都会因为双氟磺酰亚胺锂极易解离出锂离子，紧接着与溶剂或者水形成一定程度的络合物，造成蒸发过程中较难结晶或者从水相中萃取会产生大量废水以及萃取效率低等问题，从而无法起到提纯效果。最终导致常规方法很难以高效率的方式实现工业化生产。

因此，目前需要一种新颖的双氟磺酰亚胺锂盐的纯化方法。

发明内容

本发明示例实施方式的目的在于解决现有技术中存在的上述和其它的不足。针对目前双氟磺酰亚胺锂在脱溶过程中如果按照现有技术把双氟磺酰亚胺锂和良溶剂混合，然后蒸发至溶剂很少时产品仍很难成盐结晶，需要蒸发很长时间并且需要较高温度才能最终固化成盐。而且由于温度较高的纯化过程中副产物多，副产物难分离，即使多次纯化也会降低纯化效率及反复操作造成产品各指标不理想等问题，本发明提供一种双氟磺酰亚胺锂盐的纯化方法，所述方法包括：

(1) 将良溶剂加入双氟磺酰亚胺锂盐粗品和惰性溶剂的混合物中，经过滤后提供滤液；和

(2) 对所述滤液进行蒸馏，提供双氟磺酰亚胺锂盐成品。

在本发明一个实施方式中，所述惰性溶剂选自石油醚、二氯甲烷、氯仿、四氯乙烷、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、1,1-二氯乙烯、1,2-二氯乙烯、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、1,1,1,2-四氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、1,1-二氯乙烯、1,2-二氯乙烯、1,1,1-三氯乙烯、1,1,2-三氯乙烯、1,1,1,2-四氯乙烯、1,1,2,2-四氯乙烯中的一种或多种的组合。

在本发明一个实施方式中，所述良溶剂选自甲基乙基醚、甲基乙烯基醚、二乙烯基醚、甲基叔丁基醚、乙醚、乙基丙基醚、正丙基乙烯基醚、烯丙基乙烯基醚、丙醚、二丙烯基醚、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸乙烯酯、乙酸丙酯、乙酸烯丙酯、乙酸正丁酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、甲基乙烯基碳酸酯、碳酸二乙酯、乙腈、四氢呋喃、1,4-二氧六环中的一种或多种的组合。

在本发明一个实施方式中，以双氟磺酰亚胺盐的重量计，所述惰性溶剂的用量范围在双氟磺酰亚胺盐重量的1-6倍之间；所述良溶剂的用量范围在双氟磺酰亚胺盐重量的1-6倍之间。

在本发明一个实施方式中，步骤(1)包括在0℃-20℃的温度下滴加良溶剂，然后搅拌溶解3-15小时；

所述过滤为微孔滤膜过滤，其中，所述微孔滤膜的微孔孔径为0.1mm-0.45mm之间。

在本发明一个实施方式中，步骤(2)包括：在采出回流比为采出:回流=1:20～1:10的条件下进行蒸馏。

在本发明一个实施方式中，在所述蒸馏中，用于冷凝的冷冻液温度在良溶剂沸点的±10℃以内。

在本发明一个实施方式中，所述蒸馏选自直接常压蒸馏、减压蒸馏、精馏、分馏、浓缩结晶中的一种或多种组合。

在本发明一个实施方式中，步骤(2)包括：将所述滤液转移至蒸馏容器中进行减压蒸馏，通过真空控制器调节蒸馏容器中的真空度，经过滤和烘干后，提供双氟磺酰亚胺锂盐成品；

其中，所述蒸馏容器包括搅拌装置、精馏装置、分馏装置、刮板蒸发装置中一种或多种的组合；和

所述真空控制器将真空度控制在-0.05MPa≤真空度≤-0.095MPa。

在本发明一个实施方式中，所述双氟磺酰亚胺锂盐粗品满足以下中的一项或多项组合：双氟磺酰亚胺锂盐的离子色谱峰面积比≤90%、钠离子＞10ppm、钾离子＞10ppm、氯含量＞10ppm、酸值＞100ppm、水分＞100ppm、10%碳酸二甲酯溶液浊度为＞20mg/L和色度＞20Hazen。

在发明中，纯化后能得到含量高、纯化收率高、低色度、低酸值、低金属离子残留的双氟磺酰亚胺锂盐成品。本发明双氟磺酰亚胺锂盐的纯化方法可以制得满足以下中一项或多项组合的双氟磺酰亚胺锂盐成品：双氟磺酰亚胺锂盐的离子色谱峰面积比≥99.9%，钠离子≤10ppm、钾离子≤10ppm、氯含量≤10ppm、酸值≤100ppm、水分≤100ppm、10%碳酸二甲酯溶液浊度为≤20mg/L和色度≤20Hazen。

具体实施方式

本发明将参考其示例性实施方式在下文中更全面地进行描述。对这些示例性实施方式进行描述以使本发明完备和完整，并能够向本领域技术人员完全地展示本发明的范围。 实际上，本发明可以以许多不同的形式实施，不应看作仅限于本文所述实施方式；并且，提供这些实施方式使得本发明可以满足适用的法律要求。

此外，在不冲突的情况下，本申请具体实施方式中给出的技术特征可以相互组合，形成完整的技术方案，并处于本发明所公开的范围内。

在本发明中，术语“良溶剂”是指对分子溶质(例如，双氟磺酰亚胺锂盐)具有较强溶解能力，通常，其是与分子溶质的相互作用参数χ小于 0.5的溶剂。

在本发明中，术语“惰性溶剂”是指对分子溶质（例如，双氟磺酰亚胺锂盐)无明显溶解能力，通常，其是介电常数低的，非极性的，既不进行质子自递反应,也不与溶质发生溶剂化作用的溶剂。

在本发明中，通过选择沸点温差比较大的良溶剂和惰性溶剂，然后在蒸发过程中控制冷凝器中所用冷冻液温度与良溶剂沸点基本上相同，让良溶剂无法冷凝，而惰性溶剂的沸点与良溶剂相差较大从而可以被冷凝，然后惰性溶剂通过调节采出回流比重新流向蒸发容器内从而起到边结晶边蒸发浓缩的效果。该效果可以抑制双氟磺酰亚胺锂在单一良溶剂中产生的溶剂络合，避免造成长时间浓缩但无法结晶、或需要高温及快速搅拌才能结晶等弊端，最终可以短时间内蒸发得到晶体，并且显著缩短蒸发时间，改善提纯效果。

在本发明中，所述双氟磺酰亚胺锂盐的纯化方法包括将良溶剂加入双氟磺酰亚胺锂盐粗品和惰性溶剂的混合物中，经过滤后提供滤液。在本发明具体实施方式中，首先将双氟磺酰亚胺锂盐和惰性溶剂在带有搅拌装置的容器中混合，然后向该容器中加入良溶剂，并在降温和/或保温搅拌条件下将双氟磺酰亚胺锂盐溶解，形成包含双氟磺酰亚胺锂盐、惰性溶剂和良溶剂的溶液，过滤该溶液以提供滤液。

在本发明具体实施方式中，所述惰性溶剂是对双氟磺酰亚胺锂盐无明显溶解能力的溶剂，选自石油醚、二氯甲烷，氯仿，四氯乙烷，1,1-二氯乙烷，1,2-二氯乙烷，1,1-二氯乙烯，1,2-二氯乙烯，1,1,1-三氯乙烷，1,1,2-三氯乙烷，1,1,1,2-四氯乙烷，1,1,2,2-四氯乙烷，1,1-二氯乙烯，1,2-二氯乙烯，1,1,1-三氯乙烯，1,1,2-三氯乙烯，1,1,1,2-四氯乙烯，1,1,2,2-四氯乙烯中的一种或多种的组合。

在本发明具体实施方式中，所述良溶剂选自甲基乙基醚，甲基乙烯基醚，二乙烯基醚，甲基叔丁基醚，乙醚，乙基丙基醚，正丙基乙烯基醚，烯丙基乙烯基醚，丙醚，二丙烯基醚，甲酸甲酯，甲酸乙酯，乙酸甲酯，乙酸乙酯，乙酸乙烯酯，乙酸丙酯，乙酸烯丙酯，乙酸正丁酯，碳酸二甲酯，碳酸甲乙酯，甲基乙烯基碳酸酯，碳酸二乙酯，乙腈，四氢呋喃，1,4-二氧六环中的一种或多种的组合。

在本发明中，通过选择惰性溶剂和良溶剂，使它们之间的沸点温差比较大。在具体的实施方式中，所述惰性溶剂的沸点可以比良溶剂的沸点高20℃以上、25℃以上、30℃以上、35℃以上、40℃以上、45℃以上、50℃以上，以确保后续的蒸发过程可以加速良性溶剂的蒸馏速度。本发明中，沸点温差的上限没有特别的限制，可以根据需要进行适当选择。

在本发明中，除了所述惰性溶剂和良溶剂以外，无需向双氟磺酰亚胺锂盐中加入任意其它物质，包括但不限于其它溶剂。

在本发明中，所述蒸发容器可以是本领域常规的蒸发器，其类型没有特别的限制，只要能用于蒸发本发明所用的各种溶剂即可。通常，所述蒸发器包括：①循环型，沸腾溶液在加热室中多次通过加热表面，如中央循环管式、悬筐式、外热式、列文式和强制循环式等；② 单程型，沸腾溶液在加热室中一次通过加热表面，不作循环流动，即行排出浓缩液，如升膜式、降膜式、搅拌薄膜式和离心薄膜式等；和③直接接触型，加热介质与溶液直接接触传热，如浸没燃烧式蒸发器。蒸发装置在操作过程中，要消耗大量加热蒸汽，为节省加热蒸汽，可采用多效蒸发装置和蒸汽再压缩蒸发器。

在本发明具体实施方式中，以双氟磺酰亚胺盐的重量计，所述惰性溶剂的用量范围在双氟磺酰亚胺盐重量的1-6倍之间、1-5倍之间、1-4倍之间、1-3倍之间、1-2倍之间、2-6倍之间、2-5倍之间、2-4倍之间、2-3倍之间、3-6倍之间、3-5倍之间、3-4倍之间、4-6倍之间、5-5倍之间、5-6倍之间。以双氟磺酰亚胺盐的重量计，所述良溶剂的用量范围在双氟磺酰亚胺盐重量的1-6倍之间、1-5倍之间、1-4倍之间、1-3倍之间、1-2倍之间、2-6倍之间、2-5倍之间、2-4倍之间、2-3倍之间、3-6倍之间、3-5倍之间、3-4倍之间、4-6倍之间、5-5倍之间、5-6倍之间。

在本发明具体实施方式中，步骤(1)包括在0℃-20℃、0℃-15℃、0℃-10℃、0℃-5℃、5℃-20℃、5℃-15℃、5℃-10℃、10℃-20℃、10℃-15℃或15℃-20℃的温度下滴加良溶剂，然后搅拌溶解3-15小时、3-12小时、3-9小时、3-6小时、6-15小时、6-12小时、6-9小时、9-15小时、9-12小时、12-15小时。

在本发明中，所述过滤用于在推动力或者其他外力作用下使固液悬浮液中的液体透过过滤介质，而固体颗粒及其他物质被过滤介质截留，从而使固体及其他物质与液体分离。所述过滤包括但不限于重力过滤、加压过滤和真空过滤，粒状介质过滤、滤布介质过滤、多孔陶瓷介质过滤、半透膜介质过滤、微孔滤膜。本发明所述过滤可以是间歇式过滤机和/或连续式过滤。在本发明具体实施方式中，所述过滤操作分为普通过滤及精密过滤，其中普通过滤使用的过滤材质为衬聚四氟乙烯的过滤材质、陶瓷过滤材质或不锈钢烧结板过滤材料中的一种组合，过滤装置的目数为200目-1000目之间任意尺寸；精密过滤使用的过滤材质为衬四氟材质，陶瓷材质或不锈钢烧结板中的一种或多种的组合，其中，所述过滤装置的孔径为0.1mm-0.6mm之间任意尺寸。过滤方式为氮气压滤、板框压滤或离心过滤中的一种或多种组合。

在具体的实施方式中，所述过滤可以使用微孔滤膜进行过滤。所述微孔滤膜的微孔孔径为0.1mm-0.45mm之间、0.1mm-0.3mm之间、0.1mm-0.2mm之间、0.2mm-0.45mm之间、0.2mm-0.3mm之间、0.3mm-0.45mm之间。

在本发明中，所述蒸馏可以是例如直接常压蒸馏、减压蒸馏、精馏、分馏、浓缩结晶、或者它们2种或多种的组合。在具体的实施方式中，将所述滤液转移至蒸馏容器中进行减压蒸馏，通过真空控制器调节蒸馏容器中的真空度，经过滤和烘干后，提供双氟磺酰亚胺锂盐成品。通常，所述蒸馏容器包括搅拌装置、精馏装置、分馏装置、刮板蒸发装置中一种或多种的组合。

在本发明具体实施方式中，减压蒸馏包括在0℃-65℃之间、0℃-55℃之间、0℃-45℃之间、0℃-35℃之间、0℃-25℃之间、0℃-15℃之间、0℃-5℃之间、5℃-65℃之间、5℃-55℃之间、5℃-45℃之间、5℃-35℃之间、5℃-25℃之间、5℃-15℃之间、15℃-65℃之间、15℃-55℃之间、15℃-45℃之间、15℃-35℃之间、15℃-25℃之间、25℃-65℃之间、25℃-55℃之间、25℃-45℃之间、25℃-35℃之间、35℃-65℃之间、35℃-55℃之间、35℃-45℃之间、45℃-65℃之间、45℃-55℃之间或55℃-65℃之间的任意温度下以及在压力小于-0.095MPa、小于-0.085MPa、小于-0.075MPa、小于-0.065MPa、小于-0.055MPa、小于-0.045MPa或小于-0.035MPa的真空度下进行。在优选的实施方式中，所述真空控制器将真空度控制在-0.05MPa≤真空度≤-0.095MPa。

在本发明中，所述蒸馏在采出回流比为采出:回流=1:20～1:10的条件下进行。在具体实施方式中，以采出:回流为基准，所述采出回流比选自1:20～1:10、1:18～1:10、1:16～1:10、1:14～1:10、1:12～1:10、1:20～1:12、1:18～1:12、1:16～1:12、1:14～1:12、1:20～1:14、1:18～1:14、1:16～1:14、1:20～1:16、1:18～1:16、1:20～1:18。

在本发明的蒸馏过程中，用于冷凝的冷冻液温度需要在所用良溶剂沸点的±10℃以内、±8℃以内、±6℃以内、±4℃以内、±2℃以内、±1℃以内。在优选的实施方式中，用于冷凝的冷冻液温度基本上等于所用良溶剂的沸点。在本发明中，通过控制冷凝器中所用冷冻液的温度与良溶剂的沸点相差±10℃以内，可以使良溶剂无法冷凝。而惰性溶剂的沸点与良溶剂相差较大，从而可以被冷冻液冷凝。所述惰性溶剂通过调节采出回流比重新流向蒸发容器内从而起到边结晶边蒸发浓缩的效果，抑制双氟磺酰亚胺锂在单一良溶剂中产生的溶剂络合，避免造成长时间浓缩但无法结晶、或需要高温及快速搅拌才能结晶等弊端。

在本发明具体实施方式中，以滴加或一次性加入的方式加入惰性溶剂和/或良溶剂。在本发明中，滴加方式产生溶解热比较缓慢，利于双氟磺酰亚胺盐的溶解；而一次性加入的方式可以配合搅拌和降温，以利于双氟磺酰亚胺盐的溶解。

在本发明中，可以通过本领域常规的方式来检测所得双氟磺酰亚胺锂盐成品的离子色谱含量以及各种杂质的含量。具体来说，在本发明中，“离子色谱含量”通过常规阴离子离子色谱进行检测，通过峰面积法判定FSI^-阴离子峰所占比例，从而获得双氟磺酰亚胺锂盐成品含量。“酸值”(或称为酸性类杂质)通过以下方式进行测量：配制氢氧化钠溶液，溴甲酚绿做指示剂，滴定至显蓝绿色为终点，通过浓度及称样量按酸性物质为HF（氟化氢）计算酸性物质在成品中所占比例。“10%碳酸二甲酯溶液浊度”通过以下方式进行测量：用碳酸二甲酯作为溶剂，双氟磺酰亚胺盐为溶质，按10%溶质比例进行溶解后和标准浊度溶液进行比对判定浊度所在度数。“色度”通过以下方式进行测量：用碳酸乙烯酯:碳酸二甲酯:碳酸甲乙酯=1:1:1的溶液对双氟磺酰亚胺锂按1摩尔/升的浓度配制50毫升溶液与标准色度样品进行比对后确认对应的色度指标。金属离子，例如，钠离子、钾离子的测量可以通过原子吸收光谱（AAS）金属离子检测器进行。氯含量的测量可以电位滴定仪检测。水分的测量通过卡尔费休试剂检测。

在本发明一个实施方式中，所得双氟磺酰亚胺锂盐成品的指标符合离子色谱含量≥99.5%、≥99.7%或≥99.9%；其中，钠离子为≤10ppm、≤8ppm、≤6ppm、≤4ppm或≤2ppm；钾离子为≤10ppm、≤8ppm、≤6ppm、≤4ppm或≤2ppm；氯含量为≤10ppm、≤8ppm、≤6ppm、≤4ppm或≤2ppm；酸值≤100ppm、≤80ppm、≤60ppm、≤40ppm或≤20ppm；10%碳酸二甲酯溶液浊度为≤20mg/L、≤15mg/L、≤10mg/L或≤5mg/L；和色度≤20 Hazen、≤15 Hazen、≤10Hazen或≤5 Hazen。

具体的说，所述双氟磺酰亚胺锂盐的纯化方法包括以下步骤：

(1) 首先将双氟磺酰亚胺锂盐粗品与惰性溶剂混合然后滴加良溶剂，然后过滤，

(2) 所得滤液转移至蒸馏容器内，蒸馏，真空度通过真空控制器调节，蒸发至绝大部分盐析出后停止蒸发，过滤，烘干最终得到高品质的双氟磺酰亚胺锂盐。

实施例

以下本发明将结合具体实施例做进一步的详细说明，使本发明的优点更为明显。应该理解，其中的内容只是用作说明，而绝非对本发明的保护范围构成限制。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件进行。

实施例1

提供双氟磺酰亚胺锂盐粗品500克，其中，双氟磺酰亚胺锂盐纯度为79%(以离子色谱峰面积百分比计)，钠离子15ppm，钾离子110ppm, 氯含量100ppm，酸值450ppm，水分130ppm，10%碳酸二甲酯溶液浊度为50mg/L，色度25Hazen。

将该双氟磺酰亚胺锂盐粗品与1,1,2,2-四氯乙烯750克在反应瓶中相混合，然后搅拌条件下滴加二乙烯基醚750克，滴加过程中控制内温为0℃，滴加结束后搅拌溶解1小时，然后使用0.1mm微孔滤膜过滤，所得滤液转移至已连接有分馏头并具有搅拌功能的蒸馏容器内，开动搅拌下减压蒸馏，真空度≤-0.065MPa，冷凝管中的冷冻液温度与二乙烯基醚的沸点相同，蒸馏过程中控制采出:回流=1:20进行蒸发，蒸发4小时后，绝大部分盐析出后停止蒸发，过滤，烘干最终得到双氟磺酰亚胺锂盐475克。

经检测，双氟磺酰亚胺锂盐的收率95%，以离子色谱峰面积比计的纯度为99.92%，钠离子3.5ppm，钾离子2.1ppm, 氯含量0.1ppm，酸值13ppm，水分30ppm，10%碳酸二甲酯溶液浊度为2mg/L，色度8Hazen。

实施例2

提供双氟磺酰亚胺锂盐粗品500克，指标为纯度86%(以离子色谱峰面积百分比计)，钠离子22ppm，钾离子31ppm, 氯含量160ppm，酸值816ppm，水分330ppm，10%碳酸二甲酯溶液浊度为100mg/L，色度30Hazen。

将该粗盐与1,1,2-三氯乙烯750克在反应瓶中相混合，然后搅拌条件下滴加甲酸甲酯750克，滴加过程中控制内温为10℃，滴加结束后搅拌溶解1小时，然后使用0.2mm微孔滤膜过滤，所得滤液转移至已连接有分馏头并具有搅拌功能的蒸馏容器内，开动搅拌下减压蒸馏，真空度≤-0.075MPa，冷凝管中的冷冻液温度与甲酸甲酯的沸点相同，蒸馏过程中控制采出：回流=1:15进行蒸发，蒸发5小时后，绝大部分盐析出后停止蒸发，过滤，烘干最终得到双氟磺酰亚胺锂盐470克。

经检测，双氟磺酰亚胺锂盐的收率94%，以离子色谱峰面积比计的纯度为99.91%，钠离子2.1ppm，钾离子2.2ppm, 氯含量0.2ppm，酸值15ppm，水分25ppm，10%碳酸二甲酯溶液浊度为1mg/L，色度8Hazen。

实施例3

提供双氟磺酰亚胺锂盐粗品500克，指标为纯度90%(以离子色谱峰面积百分比计)，钠离子24ppm，钾离子50ppm, 氯含量200ppm，酸值1010ppm，水分330ppm，10%碳酸二甲酯溶液浊度为25mg/L，色度28Hazen。

将该粗盐与1,1,2-三氯乙烷750克在反应瓶中相混合，然后搅拌条件下滴加乙酸甲酯750克，滴加过程中控制内温为15℃，滴加结束后搅拌溶解1小时，然后使用0.3mm微孔滤膜过滤，所得滤液转移至已连接有分馏头并具有搅拌功能的蒸馏容器内，开动搅拌下减压蒸馏，真空度≤-0.085MPa，冷凝管中的冷冻液温度为与乙酸甲酯的沸点相同，蒸馏过程中控制采出：回流=1:10进行蒸发，蒸发4小时后，绝大部分盐析出后停止蒸发，过滤，烘干最终得到双氟磺酰亚胺锂盐465克。

经检测，双氟磺酰亚胺锂盐的收率93%，以离子色谱峰面积比计的纯度为99.89%，钠离子2.1ppm，钾离子1.9ppm, 氯含量0.3ppm，酸值12ppm，水分19ppm，10%碳酸二甲酯溶液浊度为2mg/L，色度8Hazen。

以下为对比例仅用以说明本发明的对比优势。

对比例1. 常规纯化提纯双氟磺酰亚胺锂方法。

取双氟磺酰亚胺锂盐粗品500克，指标为纯度90%(以离子色谱峰面积百分比计)，钠离子15ppm，钾离子100ppm, 氯含量120ppm，酸值1120，水分230ppm，10%碳酸二甲酯溶液浊度为21mg/L，色度28Hazen。

将该粗盐与惰性溶剂二氯甲烷750克混合搅拌1小时后，过滤，滤饼再与良溶剂乙腈750克在反应瓶中相混合，然后搅拌溶解1小时，然后使用0.1mm微孔滤膜过滤，所得滤液转移至蒸馏瓶内，开动搅拌下减压蒸馏，真空度≤-0.065MPa，蒸发40小时后，绝大部分盐析出后停止蒸发，过滤，烘干最终得到双氟磺酰亚胺锂盐375克。

经检测，收率75%，以离子色谱峰面积比计的纯度为97.8%，钠离子23ppm，钾离子25ppm, 氯含量21ppm，酸值189ppm，水分130ppm，10%碳酸二甲酯溶液浊度为10mg/L，色度20Hazen。

对比例2. 常规纯化提纯双氟磺酰亚胺锂方法。

首先取双氟磺酰亚胺锂盐粗品500克，指标为纯度75%(以离子色谱峰面积百分比计)，钠离子25ppm，钾离子30ppm, 氯含量120ppm，酸值450ppm，水分230ppm，10%碳酸二甲酯溶液浊度为26mg/L，色度28Hazen。

将该粗盐与乙酸乙酯750克在反应瓶中相混合，搅拌溶解1小时，再加入惰性溶剂二氯甲烷，搅拌溶解1小时，再用0.1mm微孔滤膜过滤，所得滤液转移至蒸馏瓶内，开动搅拌下减压蒸馏，真空度≤-0.065MPa，蒸发38小时后，绝大部分盐析出后停止蒸发，加入惰性溶剂二氯甲烷后搅拌30min后过滤，滤饼烘干最终得到双氟磺酰亚胺锂盐325克。

经检测，收率65%，以离子色谱峰面积比计的纯度为93.8%，钠离子23ppm，钾离子25ppm, 氯含量21ppm，酸值110ppm，水分130ppm，10%碳酸二甲酯溶液浊度为15mg/L，色度20Hazen。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种双氟磺酰亚胺锂盐的纯化方法，所述方法包括：

(1) 在0℃-20℃的温度下，将良溶剂加入双氟磺酰亚胺锂盐粗品和惰性溶剂的混合物中，经过滤后提供滤液；和

(2) 对所述滤液进行蒸馏，提供双氟磺酰亚胺锂盐成品；

其中，所述惰性溶剂的沸点比良溶剂的沸点高20℃以上；

所述惰性溶剂选自石油醚、二氯甲烷、氯仿、四氯乙烷、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、1,1-二氯乙烯、1,2-二氯乙烯、1,1,1-三氯乙烷、1,1,2-三氯乙烷、1,1,1,2-四氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、1,1-二氯乙烯、1,2-二氯乙烯、1,1,1-三氯乙烯、1,1,2-三氯乙烯、1,1,1,2-四氯乙烯、1,1,2,2-四氯乙烯中的一种或多种的组合；

所述良溶剂选自甲基乙基醚、甲基乙烯基醚、二乙烯基醚、甲基叔丁基醚、乙醚、乙基丙基醚、正丙基乙烯基醚、烯丙基乙烯基醚、丙醚、二丙烯基醚、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸乙烯酯、乙酸丙酯、乙酸烯丙酯、乙酸正丁酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、甲基乙烯基碳酸酯、碳酸二乙酯、乙腈、四氢呋喃、1,4-二氧六环中的一种或多种的组合；

以双氟磺酰亚胺盐的重量计，所述惰性溶剂的用量范围在双氟磺酰亚胺盐重量的1-6倍之间；所述良溶剂的用量范围在双氟磺酰亚胺盐重量的1-6倍之间。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)包括在5℃-15℃的温度下滴加良溶剂，然后搅拌溶解3-15小时；

所述过滤为微孔滤膜过滤，其中，所述微孔滤膜的微孔孔径为0.1μm-0.45μm之间。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)包括：在采出回流比为采出:回流=1:20～1:10的条件下进行蒸馏。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述蒸馏中，用于冷凝的冷冻液温度在良溶剂沸点的±10℃以内。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述蒸馏选自直接常压蒸馏、减压蒸馏、精馏、分馏、浓缩结晶中的一种或多种组合。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)包括：将所述滤液转移至蒸馏容器中进行减压蒸馏，通过真空控制器调节蒸馏容器中的真空度，经过滤和烘干后，提供双氟磺酰亚胺锂盐成品；

其中，所述蒸馏容器包括搅拌装置、精馏装置、分馏装置、刮板蒸发装置中一种或多种的组合；和

所述真空控制器将真空度控制在-0.05MPa≤真空度≤-0.095MPa。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双氟磺酰亚胺锂盐粗品满足以下中的一项或多项组合：双氟磺酰亚胺锂盐的离子色谱峰面积比≤90%、钠离子＞10ppm、钾离子＞10ppm、氯含量＞10ppm、酸值＞100ppm、水分＞100ppm、10%碳酸二甲酯溶液浊度为＞20mg/L和色度＞20Hazen；所述双氟磺酰亚胺锂盐成品满足以下中的一项或多项的组合：离子色谱峰面积比≥99.5%，钠离子≤10ppm、钾离子≤10ppm、氯含量≤10ppm、酸值≤100ppm、水分≤100ppm、10%碳酸二甲酯溶液浊度为≤20mg/L和色度≤20Hazen。