CN113636534A - 一种二氟磷酸锂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种二氟磷酸锂的制备方法包括：在惰性气体条件下，将六氟磷酸锂溶解于非质子性溶剂，得到溶液A；在溶液A中，缓慢加入五氧化二磷和磷酸三锂，机械搅拌至混合均匀后得到溶液B；将溶液B在密闭条件下0‑100℃，0‑0.5Mpa机械搅拌反应2‑8h；将步骤3中反应后的溶液进行固液分离，得到溶剂C，将溶剂C进行旋转蒸发至蒸干，得到产物D；取有机溶剂将产物D洗涤干燥后得到二氟磷酸锂。本申请的一种二氟磷酸锂的制备方法制得的二氟磷酸锂纯度在99.5％以上，且反应原料便宜易得，操作简单方便，简化了生产工艺同时节约了成本。
Description
技术领域
本申请涉及锂电池合成领域，特别是涉及一种二氟磷酸锂的制备方法。
背景技术
21世纪随着电子数码的设备日益增多，便携式电源成为当今社会必不可缺的产品，锂电池作为新型移动便捷式电源，在微电子技术领域的发展取得了出突出贡献。锂电池在3c数码，新能源汽车等方面应用有着举足轻重的作用。随着国家在政策上的支持和肯定，锂离子电池在近些年中蓬勃发展在技术和产品方面取得了傲人的业绩，并将向产业化，专业化方向发展。同时，随着锂电解质的应用领域扩大，对于锂电池的性能要求越来越高。目前锂电池的开发还存在许多问题，六氟磷酸锂作为应用最广泛的电解质锂盐已经不能满足当下对锂电池特殊情况下使用。本发明提出的二氟磷酸锂能够在石墨负极表面形成更加稳定的SEI膜，从而提高电池的稳定特性，循环次数，更宽的高低温适用范围，并且在减小电池内阻上有优异的表现。从而二氟磷酸锂作为新型锂电池电解质具有极高的工业价值。
目前二氟磷酸锂的制备方法有很多。比如：六甲基二硅氧烷和干燥的碳酸甲乙酯中通入五氟化磷气体制得二氟磷酸锂；或者六氟磷酸锂和雾状四甲氧基硅烷制得；也有六氟磷酸锂与三(三甲基硅烷基)亚磷酸酯制得。上述反应不易控制，条件复杂，且副产物较多，原料不易获得，不利于二氟磷酸锂的工业化发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种二氟磷酸锂的制备方法，以克服现有技术中的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种二氟磷酸锂的制备方法，包括：步骤1：在惰性气体条件下，将六氟磷酸锂溶解于非质子性溶剂，得到溶液A；
步骤2：在溶液A中，缓慢加入五氧化二磷和磷酸三锂，机械搅拌至混合均匀后得到溶液B；
步骤3：在密闭条件下，将溶液B通过机械搅拌，反应2-10h；
步骤4：将步骤3中反应后的溶液进行固液分离，得到溶剂C，将溶剂C进行旋转蒸发至蒸干，得到产物D；
步骤5：取有机溶剂将产物D洗涤干燥后得到二氟磷酸锂。
在该技术方案中，本发明的反应方程如下：
Li3PO4+LiPF6+P2O5→3LiPO2F2+LiPO3；2LiPO3+LiPF6→3LiPO2F2。
优选的，所述步骤2中的所述溶液B中六氟磷酸锂、磷酸三锂、五氧化二磷的摩尔比例为2～5:1～2:1～2。
优选的，所述非质子型溶液碳酸二乙酯、碳酸二甲酯和乙酸乙酯中的任意一种。
优选的，所述有机溶剂为乙腈、乙醚、四氢呋喃、丙酮和二氧六环中的任意一种。
优选的，所述惰性气体为氮气、氦气、氩气中的任意一种。
优选的，所述步骤2中，所述反应温度为：0-100℃，所述反应气压为：0-0.5Mpa，搅拌参数：500-2000r/min。
与现有技术相比，本申请的一种二氟磷酸锂的制备方法至少具有以下有益效果：
(1)、采用了六氟磷酸锂，五氧化二磷和磷酸三锂反应制得二氟磷酸锂，采用非质子性溶剂作为反应介质，在密闭容器中高温反应，再使用有机溶剂提纯获得纯度较高二氟磷酸锂。
(2)、本申请制备的二氟磷酸锂纯度在99.5％以上，可以满足作为锂电池添加剂的要求。
(3)、本申的反应原料便宜易得，且操作简单方便，简化了生产工艺同时节约了成本。
(4)、本申请制备的二氟磷酸锂具有可提高电池的循环性能及高温存储性能，具有较大的工业价值。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种二氟磷酸锂的制备方法包括：
(1)在氮气保护下，往密闭容器中加入1000ml的碳酸二甲酯，然后加入2mol的六氟磷酸锂，1mol的磷酸三锂，1mol的五氧化二磷，机械搅拌使物料混合均匀。
(2)将步骤(1)混合物转移至密闭容器中，通入氮气加压到0.1Mpa，25℃常温下，机械搅拌1000r/min，反应2小时。
(3)待反应结束后，冷却至室温，减压抽滤将反应物固液分离。
(4)将步骤(3)滤液在75℃下进行旋蒸，除去碳酸二甲酯，得到二氟磷酸锂的固体粗产物。
(5)将步骤(4)所得固体粗产物用500ml的丙酮洗涤，机械搅拌1000r/min，10min，减压抽滤取滤液。
(6)将步骤(5)的滤液旋转干燥，即得二氟磷酸锂固体，产率87.66％，
纯度为99.5％。
实施例2
一种二氟磷酸锂的制备方法包括：
(1)在氮气保护下，往密闭容器中加入1000ml的碳酸二乙酯，然后加入2.5mol的六氟磷酸锂，1.5mol的磷酸三锂，1mol的五氧化二磷，机械搅拌使物料混合均匀。
(2)将步骤(1)混合物转移至密闭容器中，通入氮气加压到0.1Mpa，加热到50℃，机械搅拌1000r/min，反应5小时。
(3)待反应结束后，冷却至室温，减压抽滤将反应物固液分离。
(4)将步骤(3)滤液在75℃下进行旋蒸，除去碳酸二甲酯，得到二氟磷酸锂的固体粗产物。
(5)将步骤(4)所得固体粗产物用500ml的乙醚洗涤，机械搅拌1000r/min，10min，减压抽滤取滤液。
(6)将步骤(5)的滤液旋转干燥，即得二氟磷酸锂固体，产率94.56％，纯度为99.4％。
实施例3
一种二氟磷酸锂的制备方法包括：
(1)在氮气保护下，往密闭容器中加入1000ml的乙酸乙酯，然后加入3mol的六氟磷酸锂，1.5mol的磷酸三锂，1.5mol的五氧化二磷，机械搅拌使物料混合均匀。
(2)将步骤(1)混合物转移至密闭容器中，通入氮气加压到0.2Mpa，加热到60℃，机械搅拌1500r/min，反应8小时。
(3)待反应结束后，冷却至室温，减压抽滤将反应物固液分离。
(4)将步骤(3)滤液在75℃下进行旋蒸，除去乙酸乙酯，得到二氟磷酸锂的固体粗产物。
(5)将步骤(4)所得固体粗产物用500ml的乙醚洗涤，机械搅拌1000r/min，10min，减压抽滤取滤液。
(6)将步骤(5)的滤液旋转干燥，即得二氟磷酸锂固体，产率90.34％，纯度为99.9％。
实例4
一种二氟磷酸锂的制备方法包括：
(1)在氮气保护下，往密闭容器中加入1000ml的碳酸二甲酯，然后加入2.5mol的六氟磷酸锂，1mol的磷酸三锂，1.5mol的五氧化二磷，机械搅拌使物料混合均匀。
(2)将步骤(1)混合物转移至密闭容器中，通入氮气加压到0.1Mpa，加热到80℃，机械搅拌1500r/min，反应5小时。
(3)待反应结束后，冷却至室温，减压抽滤将反应物固液分离。
(4)将步骤(3)滤液在75℃下进行旋蒸，除去碳酸二甲酯，得到二氟磷酸锂的固体粗产物。
(5)将步骤(4)所得固体粗产物用500ml的乙腈洗涤，机械搅拌1000r/min，10min，减压抽滤取滤液。
(6)将步骤(5)的滤液旋转干燥，即得二氟磷酸锂固体，产率89.12％，
纯度为99.8％。
综上所述，本申请的一种二氟磷酸锂的制备方法可制得的纯度高达99.5％以上的二氟磷酸锂。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (6)
1.一种二氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：包括：
步骤1：在惰性气体条件下，将六氟磷酸锂溶解于非质子性溶剂，得到溶液A；
步骤2：在溶液A中，缓慢加入五氧化二磷和磷酸三锂，机械搅拌至混合均匀后得到溶液B；
步骤3：在密闭条件下，将溶液B通过机械搅拌，反应2-10h；
步骤4：将步骤3中反应后的溶液进行固液分离，得到溶剂C，将溶剂C进行旋转蒸发至蒸干，得到产物D；
步骤5：取有机溶剂将产物D洗涤干燥后得到二氟磷酸锂。
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：所述溶液B中六氟磷酸锂、磷酸三锂、五氧化二磷的摩尔比例为2～5:1～2:1～2。
3.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：所述非质子型溶液碳酸二乙酯、碳酸二甲酯和乙酸乙酯中的任意一种。
4.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：所述有机溶剂为乙腈、乙醚、四氢呋喃、丙酮和二氧六环中的任意一种。
5.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：所述惰性气体为氮气、氦气、氩气中的任意一种。
6.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：所述步骤2中，所述反应温度为：0-100℃，所述反应气压为：0-0.5Mpa，搅拌参数：500-2000r/min。
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2021
- 2021-08-19 CN CN202110956081.2A patent/CN113636534A/zh active Pending
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