CN116621130A - 一种双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有机化学领域，特别是涉及一种双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，所述制备方法为将双氟磺酰亚胺与碳酸锂在混合有机溶剂中进行反应，经后处理得到双氟磺酰亚胺锂盐。本申请的合成路线将反应进程停留在碳酸氢锂的阶段，因此反应体系中极少有水，且生成的碳酸氢锂极易回收。且本申请的工艺方法简单、且可以制备高产率、高质量的双氟磺酰亚胺锂盐。
Description
技术领域
本发明涉及有机化学领域，特别是涉及一种双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法。
背景技术
锂离子电池，由于其工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、循环寿命长等特点，是一类重要的二次电池，已被广泛应用于现代生产生活的方方面面。双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)与传统的电解质盐LiPF6相比，拥有更好的导电性、更高的电化学和热稳定性以及抗水解性。加入LiFSI可以大幅提升电池的充放电次数，并使高镍正极、高电压正极等活性极强的电极材料保持稳定，从而延长电池寿命，同时提升电解液的阻燃性能，提高安全性。
大多数LiFSI的合成方法均是先合成双氯磺酰亚胺(HClSI)，然后与MFn(M为第11-15族，第4-6周期元素)反应，制备出相应的金属或有机碱的双氟磺酰亚胺的盐中间体，再与LiOH、Li2CO3、进行阳离子交换反应制得LiFSI(US2013331609、US2012041233、EP2415757、US2011034716)，这些方法的缺点在于，交换反应达到一个平衡后很难进行完全，而未反应完的中间体MSFI(M指金属阳离子，有机碱阳子)很难完全与LiSFI完全分离，得到高品质的产品。
以纯化的双氟磺酰亚胺钾(KFSI)与LiClO4、LiBF4、双草酸硼酸锂、LiPF6等锂盐进行金属交换制备LiFSI，但产品中钾离子往往很高，影响了其的实际应用，特别是LiClO4和生成的KClO4，均存在一定的爆炸风险(Electrochimical Acta,2012,66,PP.320-324、Polyhedron,2006,25,PP.1292-1298、CN101747242、CN101747243、CN101654229、CN105523970、CN103910346、CN104495767)。
US8377406公开了在水溶液中双氟磺酰亚胺(HFSI)直接与碳酸锂反应制备LiFSI的方法，但该方法也存在明显的不足，HFSI溶于水时剧烈放热，从而导致HFSI的分解，该专利采用了超低温(-78℃)配制HFSI水溶液的方法来解决HFSI溶于水时剧烈放热的技术问题，但这种方法增加了大量能耗，更主要的是，LiFSI有着非常好的水溶解性，萃取效率非常低，不适合工业化生产。
另外CN 104925765B公开了采用双氟磺酰亚胺(HFSI)与碳酸锂在有机溶剂中制备，但是其制备工艺中会产生水，产物LiFSI在水中易水解，因此采用了SOCl2将其除去，同样也带来SO2和HCl等酸性废气，三废处理成本较高。因此，本发明旨在提供一种新的双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，工艺简单、绿色且提高了双氟磺酰亚胺锂盐的产率和质量。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，工艺方法简单、且可以制备高产率、高质量的双氟磺酰亚胺锂盐。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，所述制备方法为将双氟磺酰亚胺与碳酸锂在混合有机溶剂中进行反应，经后处理得到双氟磺酰亚胺锂盐，且所述混合有机溶剂中的各单溶剂的极性不同；
反应方程式如下：
在一些可行实施方式中，所述混合有机溶剂为A溶剂和B溶剂的组合，其中A溶剂和B溶剂的极性不同。
在一些可行实施方式中，所述碳酸锂与双氟磺酰亚胺的摩尔比为0.5:1～20:1。
在一些可行实施方式中，所述混合有机溶剂与双氟磺酰亚胺的质量比为0.1:1～20:1。
在一些可行实施方式中，所述反应的反应温度为-70℃～50℃。
在一些可行实施方式中，所述反应具体过程为：向碳酸锂的混合有机溶剂体系中滴加双氟磺酰亚胺。
在一些可行实施方式中，所述后处理包括如下步骤：1)将反应后的反应体系过滤，获得滤液；2)向滤液中加入干燥剂进行干燥；3)干燥结束后，经过过滤、浓缩和析晶后获得双氟磺酰亚胺锂盐。
本申请双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法的主要有益效果在于：1)将双氟磺酰亚胺与碳酸锂在混合有机溶剂中反应，生成双氟磺酰亚胺锂盐和碳酸氢锂，几乎没有水产生，后处理简单且获得的双氟磺酰亚胺锂盐产率高、品质高。2)反应生成的碳酸氢锂可以通过简单工艺进行回收重复利用。
具体实施方式
本申请发明人研究发现，将双氟磺酰亚胺与碳酸锂在混合有机溶剂中进行反应将反应进程控制在了碳酸氢锂，几乎不会有水产生，因此优化了制备工艺，并获得了高产率、高品质的双氟磺酰亚胺。另外碳酸氢锂极容易回收，提供了绿色环保的工艺路线。在此基础上完成了本发明。
本发明提供一种双氟磺酰亚胺锂盐(LiFSI)的制备方法，所述制备方法为将双氟磺酰亚胺(HFSI)与碳酸锂(Li2CO3)在混合有机溶剂中进行反应，经后处理得到双氟磺酰亚胺锂盐，且所述混合有机溶剂中的各单溶剂的极性不；
反应方程式如下：
采用上述合成路线，反应体系中极少有水，且生成的碳酸氢锂极易回收。通过选择适宜的反应体系可以实现上述反应进程的控制。在本发明的某些实施方式中，所述混合有机溶剂为A溶剂和B溶剂的组合，其中A溶剂和B溶剂的极性不同。经过实验验证，LiFSI在一些较大极性的溶剂中溶解性好，但是单一使用一种较大极性的溶剂，上述反应比较难停在LiHCO3阶段，LiHCO3与HFSI会继续反应成LiFSI，同时产生二氧化碳、水。而发明人研究发现将不同极性的有机溶剂混合作为反应溶剂，LiFSI与碳酸锂的反应会容易的停留在LiHCO3阶段。当然发明人也尝试了仅使用较低极性的溶剂，LiFSI在较低极性的溶剂中溶解差，从而造成LiHCO3和LiFSI一同为固体析出，无法进一步分离纯化。
具体的，A溶剂一般选用极性溶剂，例如含有羟基或羧基等极性基团的溶剂，优选所述A溶剂为极性非质子溶剂。更优选的，所述A溶剂选自碳酸酯类溶剂、羧酸酯类溶剂、醚类溶剂或酮类溶剂中的至少一种，其中碳酸酯类溶剂、羧酸酯类溶剂、醚类溶剂或酮类中的C链根据对反应物或产物的溶解性来选择。优选的，所述极性有机溶剂选自碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸正丙酯、甲酸异丙酯、甲酸正丁酯、甲酸异丁酯、甲酸叔丁酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸叔丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸正丙酯、丙酸异丙酯、丙酸正丁酯、丙酸异丁酯、丙酸叔丁酯、正丁酸甲酯、正丁酸乙酯、正丁酸正丙酯、正丁酸异丙酯、正丁酸正丁酯、正丁酸异丁酯、正丁酸叔丁酯、异丁酸甲酯、异丁酸乙酯、异丁酸正丙酯、异丁酸异丙酯、异丁酸正丁酯、异丁酸异丁酯或异丁酸叔丁酯中的至少一种。
B溶剂一般选用烷烃、环烷烃、取代烷烃(特别是卤代烷烃)、芳香烃或取代芳烃(特别是卤代芳烃)中的至少一种。更优选的，所述B溶剂选自戊烷、己烷、庚烷、环己烷、甲基环己烷、二氯甲烷(DCM)、氯仿、四氯化碳、二氯乙烷(DCE)、三氯乙烷、四氯乙烷、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、丙苯、异丙苯、氯苯或二氯苯中的至少一种。
在本发明的某些实施方式中，碳酸锂与双氟磺酰亚胺的摩尔比为0.5:1～20:1。可选的，碳酸锂与双氟磺酰亚胺的摩尔比为0.5:1～1:1，1:1～2:1，2:1～8:1，8:1～10:1，8:1～10:1，或15:1～20:1，在考虑工艺的经济性及产物的产率和质量，优选碳酸锂与双氟磺酰亚胺的摩尔比为3:1～8:1，更有选为3:1～5:1。
在本发明的某些实施方式中，所述混合溶剂与双氟磺酰亚胺的质量比为0.1:1～20:1，根据对反应进程、反应效率、后处理效率或者产物的产率和质量考量选用合理的混合溶剂与双氟磺酰亚胺的质量比。
具体的，所述B溶剂与双氟磺酰亚胺的质量比为0.5:1～10:1，可选0.5:1～0.8:1，0.8:1～3:1，3:1～8:1，8:1～10:1。根据实验证明在保持一定比例的B溶剂与双氟磺酰亚胺质量比可以反应进程停留在碳酸氢锂阶段。
更具体的，所述A溶剂与双氟磺酰亚胺的质量比为0.1:1～10:1，可选0.5:1～1:1，1:1～5:1，5:1～10:1。优选的所述A溶剂与双氟磺酰亚胺的质量比为2:1～4:1。并且A溶剂与B溶剂的质量比为1：3-1：10，优选的质量比为1：4-1：7。根据实验证明在保持一定比例的A溶剂与双氟磺酰亚胺质量比可以确保双氟磺酰亚胺锂盐的良好溶解性。
简而言之，选择合适的混合溶剂比例以及和反应物的比例，可以将反应进程停留在碳酸氢锂，此合成路线中不会产生水，因此不需要采用干燥剂在反应过程中进行除水，不仅工艺简单还利于提高双氟磺酰亚胺锂盐的产率和质量。
在本发明的某些实施方式中，所述反应的反应温度为-70℃～50℃，可选-70℃～-50℃，-50℃～-30℃，-30℃～-15℃，-15℃～0℃，0℃～20℃或20℃～50℃。具体的，HFSI在溶于水的过程中会剧烈放热，反应溶剂中或合成路线未免会有少许水，因此保持一定的低温可以提高HFSI的产率和质量。当然，因为本申请合成路线几乎没有水产生，因此温度可以控制在-30℃～0℃。值得说明的是，需要保持反应体系的初始温度，初始温度选用-70℃～-10℃，可选-70℃～-50℃，-50℃～-20℃或-20℃～-10℃。
在本发明的某些实施方式中，如前所述为了避免HFSI溶解时的剧烈放热，优选工艺过程为向碳酸锂的混合有机溶剂体系中滴加双氟磺酰亚胺，滴加速度根据体系需要进行适当调整。
在本发明的某些实施方式中，所述反应的反应时间为1～5h，反应时间根据常用检测手段检测反应物的消耗程度即可，一般保持在2.5～3.5h。
在本发明的某些实施方式中，所述后处理包括如下步骤：1)将反应后的反应体系过滤，获得滤液和滤饼；2)经过过滤、浓缩和析晶后获得双氟磺酰亚胺锂盐。
具体的，将反应后的反应液过滤，过滤操作为常规过滤方式，例如抽滤或压滤。经过过滤后的滤液，进行浓缩和析晶后获得双氟磺酰亚胺锂盐。具体的，过滤完成后，将滤液通过常压和/或减压的方式进行浓缩，浓缩结束后加入不良溶剂析晶，所述不良溶剂选自有机溶剂，优选自烷烃、环烷烃、卤代烷烃、芳香烃、卤代芳香烃，具体选自戊烷、己烷、庚烷、环己烷、甲基环己烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、丙苯、异丙苯、氯苯、二氯苯。析晶完成后再固液分离、干燥即得双氟磺酰亚胺锂盐。
在本发明的某些实施方式中，在反应过程中，或许会有少量水存在于反应溶剂中或者空气湿度引入水分，以及反应产生微量水，因此在上述步骤1)和步骤2)之间还包括步骤3)：向步骤1)中的滤液加入干燥剂进行干燥，干燥结束进行步骤2)。其中所述干燥剂选自金属锂、丁基锂、氢化锂(LiH)、氢化钙(CaH2)、硫酸锂(Li2SO4)、双氟磺酰亚胺锂盐(LiFSI)、二氯亚砜、光气、双光气、三光气、草酰氯或四氯化硅(SiCl4)中的至少一种。并在干燥结束，反应液再次过滤，所述过滤操作选用抽滤和/或压滤，此次过滤所得的滤液再进行步骤2)的浓缩和析晶。采用干燥剂将滤液中的水分保持在50ppm以下，保证LiFSI的产率和质量。其中，干燥剂是根据滤液水分来确定，一般所述双氟磺酰亚胺的质量比为0.001～0.1:1。
值得说明的是，步骤1)中的滤饼经过干燥获得碳酸锂，可以回收利用。具体的，所述LiHCO3热脱水生成Li2CO3的反应方程式如下：
2LiHCO3→Li2CO3+CO2+H2O
具体的，步骤1)中的滤饼经过梯度升温干燥获得碳酸锂，干燥温度为60～120℃，更具体的，经第一梯度干燥(60～80℃)60℃干燥5～8h，第二梯度干燥(80～110℃)干燥1～3h，第二梯度干燥(110～120℃)干燥2～5h。LOD<0.1％为准(LOD为干燥失重)。其中，梯度升温可以使CO2的释放更平稳，一次性升至最高温度，CO2会大量释放，带来超压冲料的风险。
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本技术领域技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。
实施例1
5000mL玻璃反应瓶中加入DCE 2250g，甲酸甲酯450g，开动搅拌，投入Li2CO3 740g，将体系降温至-30±5℃，并控制在此温度下向釜内滴入452.5g HFSI。滴毕继续保温搅拌3h后过滤，得到滤液3018g，滤液水分552ppm，滤饼737g。向滤液中加入LiH 0.5g，并搅拌2小时至体系水分<50ppm后过滤。滤液经减压脱溶，加入1086g DCE室温搅拌1小时后过滤，滤饼经干燥后得到LiFSI纯品445.3g，收率95.3％。评价LiFSI纯品的质量：酸值(HF计)12ppm，氯离子2ppm，氟离子8ppm，硫酸根<1ppm，钠3ppm，钾1ppm，水分23ppm。产品符合行业标准YS/T1302—2019规定的指标。
第一次过滤得到的滤饼737g，经60℃干燥7h，100℃干燥2h，120℃干燥3h至LOD<0.1％，得干重回收碳酸锂638g，含量98.7％。
实施例2
5000mL玻璃反应瓶中加入DCM 2250g，甲酸甲酯450g，开动搅拌，投入回收Li2CO3630g，新鲜Li2CO3 110g，将体系降温至-25℃，并控制在-30±5℃温度下向釜内滴入452.5gHFSI。滴毕继续保温搅拌3h后过滤，得到滤液3036g，滤液水分498ppm，滤饼776g。向滤液中加入CaH2 0.5g，并搅拌2小时至体系水分<50ppm后过滤。滤液经减压脱溶，加入1086g DCE室温搅拌1小时后过滤，滤饼经干燥后得到LiFSI纯品447.0g，收率95.7％。评价LiFSI纯品的质量：酸值(HF计)15ppm，氯离子3ppm，氟离子7ppm，硫酸根<1ppm，钠3ppm，钾1ppm，水分27ppm。产品符合行业标准YS/T 1302—2019规定的指标。
第一次过滤得到的滤饼776g，经60℃干燥7h，100℃干燥2h，120℃干燥3h至LOD<0.1％，得干重回收碳酸锂640g，含量98.5％。
实施例3
1000mL玻璃反应瓶中加入DCE 540g，碳酸甲乙酯90g，开动搅拌，投入Li2CO3 148g，将体系降温至-25℃，并控制在-30±5℃温度下向釜内滴入90.5g HFSI。滴毕继续保温搅拌3h后过滤，得到滤液614g，滤液水分604ppm，滤饼142g。向滤液中加入2.5g SOCl2，并搅拌2小时至体系水分<50ppm。反应液经减压脱溶，加入216g DCE室温搅拌1小时后过滤，滤饼经干燥后得到LiFSI纯品89.6g，收率95.8％。评价LiFSI纯品的质量酸值(HF计)35ppm，氯离子32ppm，氟离子5ppm，硫酸根<1ppm，钠2ppm，钾2ppm，水分18ppm。产品符合行业标准YS/T1302—2019规定的指标。
实施例4
1000mL玻璃反应瓶中加入DCE 540g，碳酸二甲酯90g，开动搅拌，投入Li2CO3 148g，将体系降温至-25℃，并控制在此温度下向釜内滴入90.5g HFSI。滴毕继续保温搅拌3h后过滤，得到滤液609g，滤液水分583ppm，滤饼147g。向滤液中加入2.5g SOCl2，并搅拌2小时至体系水分<50ppm。反应液减压脱气1h后再向体系加入0.1g LiH(用于调整酸值和氯离子)，并搅拌2小时后过滤。滤液经减压脱溶，加入216g DCE室温搅拌1小时后过滤，滤饼经干燥后得到LiFSI纯品90.3g，收率96.6％，酸值(HF计)9ppm，氯离子8ppm，氟离子3ppm，硫酸根<1ppm，钠3ppm，钾1ppm，水分13ppm。产品符合行业标准YS/T 1302—2019规定的指标。
实施例5
1000mL玻璃反应瓶中加入DCE 540g，醋酸丁酯90g，开动搅拌，投入Li2CO3 148g，将体系降温至-25℃，并控制在此温度下向釜内滴入90.5g HFSI。滴毕继续保温搅拌3h后过滤，得到滤液614g，滤液水分604ppm，滤饼142g。向滤液中加入9.5g Li2SO4，并搅拌2小时至体系水分<50ppm后过滤。滤液经减压脱溶，加入216g DCE室温搅拌1小时后过滤，滤饼经干燥后得到LiFSI纯品88.4g，收率94.5％，酸值(HF计)22ppm，氯离子3ppm，氟离子3ppm，硫酸根<1ppm，钠4ppm，钾2ppm，水分25ppm。产品符合行业标准YS/T 1302—2019规定的指标。
实施例6
1000mL玻璃反应瓶中加入DCE 540g，碳酸二甲酯90g，开动搅拌，投入Li2CO3 300g，将体系降温至-25℃，并控制在此温度下向釜内滴入90.5g HFSI。滴毕继续保温搅拌3h后过滤，得到滤液662g，滤液水分152ppm，滤饼327g。滤液经减压脱溶，加入216g DCE室温搅拌1小时后过滤，滤饼经干燥后得到LiFSI纯品82.5g，收率88.3％。评价LiFSI纯品的质量：酸值(HF计)12ppm，氯离子1ppm，氟离子9ppm，硫酸根5ppm，钠4ppm，钾1ppm，水分47ppm。产品符合行业标准YS/T 1302—2019规定的指标。
实施例7
500mL玻璃反应瓶中加入DCE 225g，乙酸甲酯45g，开动搅拌，投入Li2CO3 111g，将体系降温至-25℃，并控制在此温度下向釜内滴入45.3g HFSI。滴毕继续保温搅拌3h后过滤，得到滤液296g，滤液水分257ppm，滤饼118g。向滤液中加入市售LiFSI 90g(水分≤20ppm)，并搅拌1小时至后减压脱溶，加入330g DCE室温搅拌1小时后过滤，滤饼经干燥后得到LiFSI纯品133.9g，折算收率94.0％，酸值(HF计)8ppm，氯离子2ppm，氟离子11ppm，硫酸根3ppm，钠2ppm，钾1ppm，水分35ppm。本实施例加入LiFSI以使溶解再溶剂中的产物易结晶析出。产品符合行业标准YS/T 1302—2019规定的指标。
实施例8
500mL玻璃反应瓶中加入DCE 300g，乙酸甲酯45g，开动搅拌，投入Li2CO3 111g，将体系降温至-25℃，并控制在此温度下向釜内滴入45.3g HFSI。滴毕继续保温搅拌3h后过滤，滤液水分317ppm。向滤液中加入市售LiFSI 160g(水分≤20ppm)，并搅拌1小时至后减压脱溶，加入500g DCE室温搅拌1小时后过滤，滤饼经干燥后得到LiFSI纯品204.4g，折算收率95.0％，酸值(HF计)11ppm，氯离子3ppm，氟离子7ppm，硫酸根5ppm，钠2ppm，钾2ppm，水分26ppm。产品符合行业标准YS/T 1302—2019规定的指标。
对比例1
1000mL玻璃反应瓶中加入DCE 540g，碳酸二甲酯90g，开动搅拌，投入Li2CO3 148g，将体系降温至0-5℃，并控制在此温度下向釜内滴入90.5g HFSI。滴毕继续保温搅拌3h后过滤，得到滤液674g，滤液水分6600ppm，滤饼135g。滤液经减压脱溶，加入216g DCE室温搅拌1小时后体系分两层，上层透明液体，下层粘稠固体，不能执行过滤操作。
对比例2
1000mL玻璃反应瓶中加入DCE 540g，碳酸二甲酯90g，开动搅拌，投入Li2CO3 148g，将体系降温至-25℃，并控制在-30±5℃温度下向釜内滴入90.5g HFSI。滴毕继续保温搅拌3h后过滤，得到滤液600g，滤液水分562ppm，滤饼143g。滤液经减压脱溶，加入216g DCE室温搅拌1小时后过滤，滤饼经干燥后得到LiFSI纯品87.2g，酸值(HF计)53ppm,氯离子2ppm，氟离子38ppm，硫酸根61ppm，钠2ppm，钾1ppm，水分57ppm。产品的水分和硫酸根不合格，超过了行业标准YS/T 1302—2019规定的指标。
对比例3
1000mL玻璃反应瓶中加入碳酸二甲酯450g，开动搅拌，投入Li2CO3 148g，将体系降温至-25℃，并控制在此温度下向釜内滴入90.5g HFSI。滴毕继续保温搅拌3h后过滤，得到滤液528g，滤液水分8210ppm，滤饼139g。向滤液中加入34.4g SOCl2，并搅拌12小时至体系水分<50ppm。反应液经减压脱溶，加入216g DCE室温搅拌1小时后过滤，滤饼经干燥后得到LiFSI纯品87.1g，收率92.2％。评价LiFSI纯品的质量酸值(HF计)174ppm，氯离子144ppm，氟离子57ppm，硫酸根61ppm，钠2ppm，钾2ppm，水分24ppm。不符合行业标准YS/T 1302—2019规定的指标。
以上的实施例是为了说明本发明公开的实施方案，并不能理解为对本发明的限制。此外，本文所列出的各种修改以及发明中方法的变化，在不脱离本发明的范围和精神的前提下对本领域内的技术人员来说是显而易见的。虽然已结合本发明的多种具体优选实施例对本发明进行了具体的描述，但应当理解，本发明不应仅限于这些具体实施例。事实上，各种如上所述的对本领域内的技术人员来说显而易见的修改来获取发明都应包括在本发明的范围内。
Claims (10)
1.一种双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将双氟磺酰亚胺与碳酸锂在混合有机溶剂中进行反应，经后处理得到双氟磺酰亚胺锂盐，且所述混合有机溶剂中的各单溶剂的极性不同；
反应方程式如下：
2.根据权利要求1所述的双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，其特征在于，包括如下技术特征中的至少一项：
a1、所述混合有机溶剂为A溶剂和B溶剂的组合，其中A溶剂和B溶剂的极性不同；
a2、所述碳酸锂与双氟磺酰亚胺的摩尔比为0.5:1～20:1；
a3、所述混合有机溶剂与双氟磺酰亚胺的质量比为0.1:1～20:1；
a4、所述反应的反应温度为-70℃～50℃；
a5、所述反应的反应时间为1～5h；
a6、所述反应具体过程为：向碳酸锂的混合有机溶剂体系中滴加双氟磺酰亚胺；
a7、所述后处理包括如下步骤：1)将反应后的反应体系过滤，获得滤液和滤饼；2)将滤液经过过滤、浓缩和析晶后获得双氟磺酰亚胺锂盐。
3.根据权利要求2所述的双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，其特征在于，还包括如下技术特征中的至少一项：
a11、a1技术特征中，所述A溶剂选自碳酸酯类溶剂、羧酸酯类溶剂、醚类溶剂或酮类溶剂中的至少一种；所述B溶剂选自烷烃、环烷烃、取代烷烃、芳香烃或取代芳烃中的至少一种；
a12、a1技术特征中，所述A溶剂与双氟磺酰亚胺的质量比为0.1:1～10:1；优选为0.5:1～8:1；更优选为0.8:1～3:1；
a13、a1技术特征中，所述B溶剂与双氟磺酰亚胺的质量比为0.5:1～10:1；优选为1:1～5:1，更优选为2:1～4:1；
a14、a1技术特征中，所述A溶剂与B溶剂的质量比为1:3～1:10。
4.根据权利要求3所述的双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，其特征在于，所述A溶剂选自碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸正丙酯、甲酸异丙酯、甲酸正丁酯、甲酸异丁酯、甲酸叔丁酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸叔丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸正丙酯、丙酸异丙酯、丙酸正丁酯、丙酸异丁酯、丙酸叔丁酯、正丁酸甲酯、正丁酸乙酯、正丁酸正丙酯、正丁酸异丙酯、正丁酸正丁酯、正丁酸异丁酯、正丁酸叔丁酯、异丁酸甲酯、异丁酸乙酯、异丁酸正丙酯、异丁酸异丙酯、异丁酸正丁酯、异丁酸异丁酯或异丁酸叔丁酯中的至少一种。
5.根据权利要求3所述的双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，其特征在于，所述B溶剂选自戊烷、己烷、庚烷、环己烷、甲基环己烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、丙苯、异丙苯、氯苯或二氯苯中的至少一种。
6.根据权利要求2所述的双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，其特征在于，还包括如下技术特征中的至少一项:
a21、a2技术特征中，所述碳酸锂与双氟磺酰亚胺的摩尔比为1:1～15:1；优选为2:1～10:1。
a41、a4技术特征中，所述反应的反应温度为-50～20℃；更优选为-30～0℃。
7.根据权利要求2所述的双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，其特征在于，步骤1)之后还包括，3)向步骤1)中的滤液加入干燥剂进行干燥，干燥结束进行步骤2)。
8.根据权利要求7所述的双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，其特征在于，所述干燥剂选自金属锂、丁基锂、氢化锂、氢化钙、硫酸锂、双氟磺酰亚胺锂盐、二氯亚砜、光气、双光气、三光气、草酰氯或四氯化硅中的至少一种；
所述干燥剂与所述双氟磺酰亚胺的质量比为0.001～0.1:1。
9.根据权利要求2所述的双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，其特征在于，所述析晶所用的溶剂为双氟磺酰亚胺锂盐的不良溶剂；优选的，所述析晶所用的溶剂选自烷烃、环烷烃、取代烷烃、芳香烃或取代芳香烃中的至少一种；更优选的，所述析晶所用的溶剂选自戊烷、己烷、庚烷、环己烷、甲基环己烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、丙苯、异丙苯、氯苯或二氯苯中的至少一种。
10.根据权利要求2所述的双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，其特征在于，步骤1)中的滤饼经过干燥获得碳酸锂；优选的，步骤1)中的滤饼经过梯度升温干燥获得碳酸锂，干燥温度为60～120℃。
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| KR20190001092A (ko) * | 2017-06-26 | 2019-01-04 | 임광민 | 매우 간단하고 효율적인 리튬 비스(플루오로술포닐)이미드의 새로운 제조방법 |
| KR20200049164A (ko) * | 2018-10-31 | 2020-05-08 | (주)씨엘에스 | 매우 효율적인 리튬 비스(플루오로술포닐)이미드의 새로운 제조방법 |
| CN114590785A (zh) * | 2022-04-18 | 2022-06-07 | 湖北万润新能源科技股份有限公司 | 一种双氟磺酰亚胺锂的制备方法、锂离子电池 |
| KR20220156229A (ko) * | 2021-05-18 | 2022-11-25 | 임광민 | 비스(플루오로술포닐)이미드 금속염의 대량 제조방법 |
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