CN117246982A - 双氟磺酰亚胺锂和提纯双氟磺酰亚胺锂的方法 - Google Patents

双氟磺酰亚胺锂和提纯双氟磺酰亚胺锂的方法 Download PDF

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CN117246982A CN202210652749.9A CN202210652749A CN117246982A CN 117246982 A CN117246982 A CN 117246982A CN 202210652749 A CN202210652749 A CN 202210652749A CN 117246982 A CN117246982 A CN 117246982A
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Abstract

本申请涉及一种双氟磺酰亚胺锂和提纯双氟磺酰亚胺锂的方法，所述方法包括：提供包含双氟磺酰亚胺锂的混合物；于混合物中加入有机铵盐，经反应得到中间体混合物；在碱性条件下，将中间体混合物和锂离子反应，得到双氟磺酰亚胺锂。本申请所述的方法能够提高双氟磺酰亚胺锂的纯度。

Description

双氟磺酰亚胺锂和提纯双氟磺酰亚胺锂的方法
技术领域
本申请涉及化学品生产技术领域，特别是涉及双氟磺酰亚胺锂和提纯双氟磺酰亚胺锂的方法。
背景技术
可充放电的电池，具有体积小、能量密度高、安全性高、自放电小、寿命长等有点，在储能、通信、电动汽车、航空航天等多个领域广泛应用。可充放电的电池中的锂离子电池的性能尤为优异，在电池领域被广泛研究，以期进一步提高其性能。
双氟磺酰亚胺锂作为锂离子电池的电解液中的主要组成，双氟磺酰亚胺锂的纯度对电解液具有重要影响，纯度越高，锂离子电池的性能越优异；纯度越低，锂离子电池的性能越差，故如何提高双氟磺酰亚胺锂的纯度是亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供一种双氟磺酰亚胺锂和提纯双氟磺酰亚胺锂的方法，所述方法能够提高双氟磺酰亚胺锂的纯度。
第一方面，本申请提出了一种提纯双氟磺酰亚胺锂的方法，所述方法包括：提供包含双氟磺酰亚胺锂的混合物；于混合物中加入有机铵盐，经反应得到中间体混合物；在碱性条件下，将中间体混合物和锂离子反应，得到双氟磺酰亚胺锂。
由此，本申请将混和物中的双氟磺酰亚胺锂预先转化为中间体混合物，在此过程中部分去除混合物中的杂质，然后将中间体混合物重新转化为双氟磺酰亚胺锂，从而提升最终获得的双氟磺酰亚胺锂的纯度。
在一些实施方式中，该方法还包括：将中间体混合物进行提纯处理。
由此，本申请在生成中间体混合物后，中间体混合物中不可避免地会具有杂质，对中间体混合物进行提纯，去除中间体混合物中的杂质，从而提高中间体混合物的纯度；然后将提纯后的中间体混合物转化为双氟磺酰亚胺锂，从而进一步提高双氟磺酰亚胺锂的纯度。
在一些实施方式中，将中间体混合物进行提纯处理的步骤，包括：将中间体混合物与脱色剂接触，以吸附并去除中间体混合物中的有色杂质。
由此，本申请脱色剂可以将有色杂质吸附，从而达到脱色的目的。
在一些实施方式中，将中间体混合物进行提纯处理的步骤，包括：将中间体混合物与清洗剂接触，以去除中间体混合物中的金属离子。
由此，本申请采用清洗剂清洗中间体混合物，以将中间体混合物中游离的钠离子、钾离子、钙离子、铁离子、铅离子、铬离子、锌离子等金属离子洗脱出体系，从而达到去除金属离子的目的，进而达到提高双氟磺酰亚胺锂的纯度的目的。
在一些实施方式中，脱色剂包括活性炭颗粒、活性炭纤维、沸石和硅藻土中的一种或多种。
由此，本申请的脱色剂能够吸附有色杂质，从而达到提高中间体混合物纯度的目的。
在一些实施方式中，清洗剂包括水、钠盐、钾盐和锂盐中的一种或多种；可选地，钠盐包括氯化钠、硫酸钠和碳酸钠中的一种或多种；钾盐包括氯化钾、硫酸钾和硫酸钾中的一种或多种；锂盐包括氯化锂、硫酸锂和碳酸锂中的一种或多种。
由此，本申请的清洗剂具有和金属离子互溶的能力，能够将金属离子洗脱去除，从而达到提高中间体混合物纯度的目的。
在一些实施方式中，有机铵盐包括叔胺的氟化氢盐和/或季胺的氟化氢盐。有机铵盐中的氟离子容易和双氟磺酰亚胺锂中的锂离子结合形成氟化锂沉淀，从而促进反应的进行；并且氟化锂沉淀可能会携带部分杂质，从而实现去除杂质的目的。
在一些实施方式中，叔胺的氟化氢盐包括三甲胺氟化氢盐、三乙胺氟化氢盐、三丙胺氟化氢盐、二异丙基乙胺氟化氢盐和三丁胺氟化氢盐中的一种或多种；可选地，叔胺的氟化氢盐包括三乙胺氟化氢盐。上述有机铵盐的原料易得，且和双氟磺酰亚胺锂的反应较为彻底。
在一些实施方式中，季胺的氟化氢盐包括四甲胺氟化氢盐、四乙胺氟化氢盐、四丙胺氟化氢盐和四丁胺氟化氢盐中的一种或多种。上述有机铵盐的原料易得，且和双氟磺酰亚胺锂的反应较为彻底。
在一些实施方式中，混合物和有机铵盐的摩尔比为1：(1～10)。
由此，本申请的混合物和有机铵盐的摩尔比满足上述范围时，有机铵盐能够和混合物中的双氟磺酰亚胺锂充分反应，从而将双氟磺酰亚胺锂中的锂离子较大程度地替换为有机胺阳离子，进而将双氟磺酰亚胺锂最大程度地转化为中间体混合物，以此提高最终双氟磺酰亚胺锂的收率。
在一些实施方式中，中间体混合物和锂离子的摩尔比为1：(1～10)。
由此，本申请的中间体混合物和锂离子的摩尔比在上述范围内，可以保证中间体混合物中的有机胺阳离子被锂离子充分取代，从而使得中间体混合物较大程度上转换为双氟磺酰亚胺，提高双氟磺酰亚胺的收率。
第二方面，本申请提出了一种双氟磺酰亚胺锂，双氟磺酰亚胺锂由如本申请第一方面任一实施例的方法制备得到。
附图说明
下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1是本申请一些实施例提供的提纯双氟磺酰亚胺锂的流程示意图；
图2是本申请另一些实施例提供的提纯双氟磺酰亚胺锂的流程示意图；
图3是本申请又一些实施例提供的提纯双氟磺酰亚胺锂的流程示意图；
图4是本申请再一些实施例提供的提纯双氟磺酰亚胺锂的流程示意图。
具体实施方式
以下，适当地参照附图详细说明具体公开了双氟磺酰亚胺锂和提纯双氟磺酰亚胺锂的方法的实施方式。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。
本申请所公开的“范围”以下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，和如果列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于公开了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。
如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明，本申请的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明，本申请的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，优选是顺序进行的。例如，所述方法包括步骤(a)和(b)，表示所述方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b)，也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如，所述提到所述方法还可包括步骤(c)，表示步骤(c)可以任意顺序加入到所述方法，例如，所述方法可以包括步骤(a)、(b)和(c)，也可包括步骤(a)、(c)和(b)，也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。
如果没有特别的说明，本申请所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，所述“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。
如果没有特别的说明，在本申请中，术语“或”是包括性的。举例来说，短语“A或B”表示“A，B，或A和B两者”。更具体地，以下任一条件均满足条件“A或B”：A为真(或存在)并且B为假(或不存在)；A为假(或不存在)而B为真(或存在)；或A和B都为真(或存在)。
双氟磺酰亚胺锂(Lithium Bis(fluorosulfonyl)imide，LiFSI)中的氟离子具有较强的吸电子性，使双氟磺酰亚胺锂的阴阳离子间配位作用减弱，锂离子的活动性很强，导电性、热稳定性、电化学稳定性高，基本不会生成氢氟酸等腐蚀性气体。鉴于双氟磺酰亚胺锂优异的特性，其作为锂离子电池的电解液的锂盐，可以改善锂离子电池的倍率性能、循环寿命和安全性等。
生产双氟磺酰亚胺锂的方法具有多种，例如利用磺酰胺与二氯亚砜、氯磺酸反应得到双氯磺酰亚胺，再经过氟化和锂化反应，最终得到LiFSI；又或者利用磺酰氯或硫酰氟和氨气反应得到双氯(氟)磺酰亚胺或双氯(氟)磺酰亚胺的碱盐，再经氟化和锂化反应得到产物LiFSI。再或者利用氟磺酸与尿素反应得到双氟磺酰亚胺，再经锂化剂锂化得到双氟磺酰亚胺锂。在生成双氟磺酰亚胺锂的过程中不可避免地会产生杂质，导致双氟磺酰亚胺锂的纯度无法达到100％。
发明人发现，目前为了提高双氟磺酰亚胺锂的纯度，通常对双氟磺酰亚胺锂进行重结晶提纯，但是由于杂质在重结晶母液中不断富集，不可避免地会产生重结晶母液，从而导致双氟磺酰亚胺锂的纯度能够得到部分提升，但是无法进一步提升，提纯后的双氟磺酰亚胺锂可能仍不能满足生产需求。
为了解决上述问题，发明人提出了一种提纯双氟磺酰亚胺锂的方法，如图1所示，该方法包括：步骤S100，提供包含双氟磺酰亚胺锂的混合物；步骤S200，于混合物中加入有机铵盐，经反应得到中间体混合物；步骤S300，在碱性条件下，将中间体混合物和锂离子反应，得到双氟磺酰亚胺锂。本申请的方法能够进一步提高双氟磺酰亚胺锂的纯度。本申请的方法不仅适用于重结晶后的双氟磺酰亚胺锂；还适用于包含双氟磺酰亚胺锂的废水。
步骤S100，提供包含双氟磺酰亚胺锂的混合物。
包含双氟磺酰亚胺锂的混合物可以为纯度较高例如纯度为90％、85％等包含双氟磺酰亚胺锂的重结晶母液，也可以为纯度较低例如纯度为2％、5％等包含双氟磺酰亚胺锂的废水。在本文中，混合物中除了包含双氟磺酰亚胺锂之外，不可避免地会包含杂质，示例性地，杂质可以包括金属离子、阴离子和有色杂质例如色素等，金属离子例如可以包括钠离子、钾离子、钙离子、铁离子、铅离子、铬离子、锌离子等。阴离子例如可以包括氯离子等。纯度是指双氟磺酰亚胺锂的质量与混合物的总质量的比值。
步骤S200，于混合物中加入有机铵盐，经反应得到中间体混合物。
有机铵盐能够和混合物中的双氟磺酰亚胺锂发生反应，双氟磺酰亚胺锂中锂离子容易被有机铵阳离子所取代生成中间体混合物，后续对中间体混合物进一步提纯，以提高中间体混合物的纯度。
在一些实施例中，有机铵盐包括叔胺的氟化氢盐和/或季胺的氟化氢盐。有机胺的氟化氢盐在与双氟磺酰亚胺锂反应时，有机铵盐中的氟离子容易和双氟磺酰亚胺锂中的锂离子结合形成氟化锂沉淀，从而促进反应的进行；并且氟化锂沉淀可能会携带部分杂质，从而实现去除杂质的目的。并且，氟化锂沉淀中的锂离子可以回收利用。
示例性地，叔胺的氟化氢盐可以包括三甲胺氟化氢盐(TrimethylamineTrihydrofluoride)、三乙胺氟化氢盐(Triethylamine Trihydrofluoride，TEAHF)、三丙胺氟化氢盐(Tripropylamine Trihydrofluoride)、二异丙基乙胺氟化氢盐(Diisopropylethylamine Trihydrofluoride)和三丁胺氟化氢盐(TributylamineTrihydrogenfluoride)中的一种或多种。可选地，叔胺的氟化氢盐可以包括三乙胺氟化氢盐。叔胺的氟化氢盐的来料易得，且和双氟磺酰亚胺锂的反应较为彻底。
以有机铵盐为三乙胺氟化氢盐TEAHF为例，说明其和双氟磺酰亚胺锂的反应过程：
示例性地，季胺的氟化氢盐可以包括四甲胺氟化氢盐、四乙胺氟化氢盐、四丙胺氟化氢盐和四丁胺氟化氢盐中的一种或多种。季铵的氟化氢盐和双氟磺酰亚胺锂的反应较为彻底。
在一些实施例中，混合物和有机铵盐的摩尔比可以为1：(1～10)。
混合物和有机铵盐的摩尔比满足上述范围时，有机铵盐能够和混合物中的双氟磺酰亚胺锂充分反应，从而将双氟磺酰亚胺锂中的锂离子较大程度地替换为有机胺阳离子，进而将双氟磺酰亚胺锂较大程度地转化为中间体混合物，以此提高最终双氟磺酰亚胺锂的收率和纯度。示例性地，混合物和有机铵盐的摩尔比可以为1：1、1：1.1、1：1.2、1：1.3、1：1.4、1：1.5、1：1.6、1：1.7、1：1.8、1：2、1：3、1：4、1：5、1：6、1：7、1：8、1：9或1：10；或者二者的摩尔比可以为上述任意两个数值组成的范围。
步骤S300，在碱性条件下，将中间体混合物和锂离子反应，得到双氟磺酰亚胺锂。
在碱性条件下，中间体混合物和锂离子能够发生上锂反应进行碱交换，重新将中间体混合物中的阳离子替换为锂离子，从而生成双氟磺酰亚胺锂。示例性地，可以在体系中添加氢氧化锂形成碱性条件，从而避免进一步引入其它金属离子。
以有机胺盐为三乙胺氟化氢盐举例说明，步骤S300的反应过程如下所示：
在一些实施例中，中间体混合物和锂离子的摩尔比为1：(1.0～10.0)。
中间体混合物和锂离子的摩尔比在上述范围内，可以保证中间体混合物中的有机胺阳离子被锂离子充分取代，从而使得中间体混合物较大程度上转换为双氟磺酰亚胺，提高双氟磺酰亚胺的收率。示例性地，中间体混合物和锂离子的摩尔比可以为1：1.0、1：1.1、1：1.2、1：1.3、1：1.4、1：1.5、1：1.6、1：1.7、1：1.8、1：1.9、1：2.0、1：3.0、1：4.0、1：5.0、1：6.0、1：7.0、1：8.0、1：9.0或1：10.0；或者二者的摩尔比可以为上述任意两个数值组成的范围。
本申请实施例将混和物中的双氟磺酰亚胺锂预先转化为中间体混合物，在此过程中部分去除混合物中的杂质，然后将中间体混合物重新转化为双氟磺酰亚胺锂，从而提升最终获得的双氟磺酰亚胺锂的纯度。
如图2所示，在一些实施例中，在步骤S200之后，还可以包括：
步骤S400，将中间体混合物进行提纯处理。
在生成中间体混合物后，中间体混合物中不可避免地会具有杂质，该杂质大部分为包含双氟磺酰亚胺锂的混合物所携带的金属离子、阴离子和有色杂质等。对中间体混合物进行提纯，去除中间体混合物中的杂质，从而提高中间体混合物的纯度；然后将提纯后的中间体混合物转化为双氟磺酰亚胺锂，从而提高最终产品双氟磺酰亚胺锂的纯度。本申请实施例通过将双氟磺酰亚胺锂转化为中间体混合物，通过对中间体混合物的提纯操作，去除整个体系中的杂质，以达到提高双氟磺酰亚胺锂的纯度的目的。
如图3所示，作为一些示例，步骤S400可以包括：
步骤S410，将中间体混合物与脱色剂接触，以吸附并去除中间体混合物中的有色杂质。
脱色剂具有脱色功能，示例性地，脱色剂可以包括活性炭颗粒、活性炭纤维、沸石和硅藻土中的一种或多种。可选地，脱色剂可以具有多孔骨架结构，可以将有色杂质吸附于多孔骨架结构的孔中，从而达到脱色的目的；并且脱色剂基本不会和体系发生反应。上述几种脱色剂可以单一使用，也可以几种组合使用。
本申请实施例通过脱色剂脱除中间体混合物中的有色杂质，以去除整个体系中的部分杂质，有利于提高最终双氟磺酰亚胺锂的纯度。
如图4所示，作为另一些示例，步骤S400还可以包括：
步骤S420，将中间体混合物与清洗剂接触，以去除中间体混合物中的金属离子。
金属离子可以包括钠离子、钾离子、钙离子、铁离子、铅离子、铬离子和锌离子等。尤其是钠、钾和锂为同一主族元素，通过化学反应不易将钠和钾从锂体系中去除。在此步骤中，预先将锂离子沉淀，即锂离子基本以氟化锂的沉淀形成存在，而钠离子和钾离子等金属离子可能仍以阳离子的形态游离于中间体混合物中，故本申请采用清洗剂清洗中间体混合物，以将中间体混合物中游离的钠离子、钾离子、钙离子、铁离子、铅离子、铬离子、锌离子等金属离子洗脱出体系，从而达到去除金属离子的目的，进而达到提高双氟磺酰亚胺锂的纯度的目的。并且，洗脱出的金属离子可以回收利用；在此步骤中还可以在一定程度上去除阴离子，从而进一步去除体系的杂质。
清洗剂基本不会与中间体混合物发生反应，但是具有和金属离子互溶的能力。示例性地，清洗剂可以包括水、钠盐、钾盐和锂盐中的一种或多种。例如，钠盐可以包括氯化钠、硫酸钠和碳酸钠中的一种或多种；钾盐可以包括氯化钾、硫酸钾和硫酸钾中的一种或多种；锂盐可以包括氯化锂、硫酸锂和碳酸锂中的一种或多种。
步骤S410和步骤S420可以单一执行，例如只执行步骤S410的操作，或者只执行步骤S420的操作；当然两个步骤也可以均执行，两个步骤均执行时，不分先后顺序，例如可以先执行步骤S410，再执行步骤S420；也可以先执行步骤S420，再执行步骤S410。
可选地，为了进一步提高最终获得的双氟磺酰亚胺锂的纯度，可以采用清洗剂进行多次重复清洗，当然也可以采用不同的清洗剂分别进行清洗。
本申请另一方面还提供了一种双氟磺酰亚胺锂，该双氟磺酰亚胺锂可以由上述各实施例制备得到，该双氟磺酰亚胺锂的纯度较高，可以满足生产需求。本申请实施例获得的双氟磺酰亚胺锂可以应用于电解液，进而应用于锂离子电池，从而提升锂离子电池的电化学性能。
实施例
以下，说明本申请的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
混合物为多次重结晶后析晶母液。
实施例1-1
S110，提供包含双氟磺酰亚胺锂的混合物。
混合物的质量为100g，基于混合物的总质量计，其包含钠离子1528.3ppm、钙离子9.67ppm、铁离子7.63ppm、铬离子2.22ppm、锌离子2.02ppm、钾离子6.42ppm、氯离子75.15ppm、LiFSI：55.3％和双氟磺酰亚胺三乙胺盐29.6％；其颜色呈棕黑色。
S120，于混合物中加入有机铵盐，经反应得到中间体混合物。
混合物和有机胺盐的摩尔比为1:1.3。有机铵盐为三乙胺氟化氢盐水溶液，基于三乙胺氟化氢盐水溶液的质量计，三乙胺氟化氢盐包含的氟离子质量含量为6.39％、三乙胺的质量含量为18.87％，主成分三乙胺氟化氢盐的质量含量为25.26％。
在反应过程中，产生类白色固体并分层，下层为棕色液体的中间体混合物。类白色固体过滤烘干得到氟化锂6.8g，锂离子回收率88.9％。中间体混合物的质量为108g，含水率9％，阴离子(主成分FSI)回收得率95.3％。
S411，将中间体混合物与活性炭颗粒接触，以吸附并去除中间体混合物中的有色杂质。
108g棕色液体采用5g粉末活性炭，于50℃下搅拌脱色3h，色度130，符合内控色度指标。
S421，将中间体混合物与去离子水接触，以去除中间体混合物中的金属离子。
回收钠离子0.73ppm、钙离子0.78ppm、铁离子0.42ppm、铬离子0.02ppm、锌离子0.23ppm、钾离子0.82ppm和氯离子1.33ppm等，达到中间体内控指标，最终得到95.3g合格双氟磺酰亚胺三乙胺盐，总回收率85.5％。总回收率是指三步包括反应、脱水、洗涤等步骤后的总回收率。
S300，在碱性条件下，将中间体混合物和锂离子反应，得到双氟磺酰亚胺锂。
取步骤S421得到的双氟磺酰亚胺三乙胺盐，按照上锂工艺加入氢氧化锂进行碱交换，其中双氟磺酰亚胺三乙胺盐与氢氧化锂的摩尔比为1:1.1。经脱水、二氯甲烷重结晶、过滤烘干、溶解等步骤，最终得到LiFSI的碳酸二甲酯溶液(水分20.3ppm；密度1.2233g/cm3；HF：2.4ppm，色度32.3；氯离子1.71ppm；钙离子0.34ppm；钠离子13.57ppm；铁离子0.26ppm；钾离子1.43ppm；LiFSI：30.25％)，均符合成品指标。
实施例1-2
与实施例1-1不同的是，步骤S120中混合物和有机胺盐的摩尔比为1:1.1。
步骤S120中，产生的类白色固体过滤烘干得到氟化锂6.7g，锂离子回收率87.6％。中间体混合物的质量为108g，含水率10.2％，阴离子回收得率94.5％。
步骤S300中，得到LiFSI的碳酸二甲酯溶液(水分17.5ppm；密度1.2236g/cm3；HF：15.1ppm，色度15；氯离子0.7387ppm；钙离子1.969ppm；钠离子65.829ppm；铁离子0.522ppm；钾离子2.113ppm；LiFSI：30.88％)，均符合成品指标。
实施例1-3
与实施例1-1不同的是，步骤S120中混合物和有机胺盐的摩尔比为1:1.5。
步骤S120中，产生的类白色固体过滤烘干得到氟化锂6.82g，锂离子回收率89.0％。中间体混合物的质量为109g，含水率11.1％，阴离子回收得率95.3％。
步骤S300中，得到LiFSI的碳酸二甲酯溶液(水分13.3ppm；密度1.2232g/cm3；HF：19.0ppm，色度11；氯离子0.6323ppm；钙离子1.190ppm；钠离子51.161ppm；铁离子0.374ppm；钾离子1.349ppm；LiFSI：30.87％)，均符合成品指标。
实施例1-4
与实施例1-1不同的是，步骤S120中混合物和有机胺盐的摩尔比为1:1.0。
步骤S120中，产生的类白色固体过滤烘干得到氟化锂6.3g，锂离子回收率81.2％。中间体混合物的质量为99g，含水率9.5％，阴离子回收得率86.6％。
步骤S300中，得到LiFSI的碳酸二甲酯溶液(水分12.9ppm；密度1.2250g/cm3；HF：7.9ppm，色度15；氯离子0.7211ppm；钙离子1.105ppm；钠离子56.476ppm；铁离子0.599ppm；钾离子3.279pm；LiFSI：30.87％)，均符合成品指标。
实施例1-5
与实施例1-1不同的是，步骤S120中混合物和有机胺盐的摩尔比为1:5。
步骤S120中，产生的类白色固体过滤烘干得到氟化锂7.1g，锂离子回收率91.5％。中间体混合物的质量为109g，含水率10.1％，阴离子回收得率95.3％。
步骤S300中，得到LiFSI的碳酸二甲酯溶液(水分17.9ppm；密度1.2235g/cm3；HF：22.9ppm，色度11；氯离子0.7774ppm；钙离子1.781ppm；钠离子67.169ppm；铁离子0.841ppm；钾离子2.397ppm；LiFSI：30.79％)，均符合成品指标。
实施例1-6
与实施例1-1不同的是，步骤S120中混合物和有机胺盐的摩尔比为1:10。
步骤S120中，产生的类白色固体过滤烘干得到氟化锂7.0g，锂离子回收率90.2％。中间体混合物的质量为108g，含水率8.9％，阴离子回收得率94.5％。
步骤S300中，得到LiFSI的碳酸二甲酯溶液(水分9.6ppm；密度1.2241g/cm3；HF：30.9ppm，色度13；氯离子0.7428ppm；钙离子1.952ppm；钠离子58.922ppm；铁离子0.438ppm；钾离子1.420ppm；LiFSI：30.77％)，均符合成品指标。
实施例1-7
与实施例1-1不同的是，步骤S300中双氟磺酰亚胺三乙胺盐与氢氧化锂的摩尔比为1:1.2。
步骤S300中，得到LiFSI的碳酸二甲酯溶液(水分14.3ppm；密度1.2215g/cm3；HF：8.2ppm，色度20；氯离子1.018ppm；钙离子0.461ppm；钠离子63.687ppm；铁离子0.229ppm；钾离子3.308ppm；LiFSI：30.62％)，均符合成品指标。
实施例1-8
与实施例1-1不同的是，步骤S300中双氟磺酰亚胺三乙胺盐与氢氧化锂的摩尔比为1:1.8。
步骤S300中，得到LiFSI的碳酸二甲酯溶液(水分13.2ppm；密度1.2240g/cm3；HF：12.3ppm，色度19氯离子0.8029ppm；钙离子0.542ppm；钠离子69.551ppm；铁离子0.287ppm；钾离子1.23ppm；LiFSI：30.87％)，均符合成品指标。
实施例1-9
与实施例1-1不同的是，步骤S300中双氟磺酰亚胺三乙胺盐与氢氧化锂的摩尔比为1:1.0。
步骤S300中，得到LiFSI的碳酸二甲酯溶液(水分13.0ppm；密度1.2237g/cm3；HF：26.4ppm，色度19；氯离子0.7964ppm；钙离子0.970ppm；钠离子68.161ppm；铁离子0.256ppm；钾离子4.062pm；LiFSI：30.86％)，均符合成品指标。
实施例1-10
与实施例1-1不同的是，步骤S300中双氟磺酰亚胺三乙胺盐与氢氧化锂的摩尔比为1:5。
步骤S300中，得到LiFSI的碳酸二甲酯溶液(水分13.2ppm；密度1.2236g/cm3；HF：8.6m，色度31；氯离子1.4972ppm；钙离子0.91ppm；钠离子52.94ppm；铁离子0.373ppm；钾离子1.782ppm；LiFSI：30.72％)，均符合成品指标。
实施例1-11
与实施例1-1不同的是，步骤S300中双氟磺酰亚胺三乙胺盐与氢氧化锂的摩尔比为1:10。
步骤S300中，得到LiFSI的碳酸二甲酯溶液(水分9.8ppm；密度1.2230g/cm3；HF：11.1ppm，色度15；氯离子0.9278ppm；钙离子0.883ppm；钠离子47.284ppm；铁离子0.225ppm；钾离子1.607ppm；LiFSI：30.90％)，均符合成品指标。
实施例2
S210，提供包含双氟磺酰亚胺锂的混合物。
混合物来源于洗涤废液(例如洗涤滤渣、滤芯等)100g，基于混合物的总质量计，主成分双氟磺酰亚胺锂24.02％、钠离子1523.22ppm、钙离子314.76ppm、铁离子3.48ppm、铅离子4.73ppm、锂离子8414.81ppm；其颜色为黄色。
S220，于混合物中加入有机铵盐，经反应得到中间体混合物。
混合物和有机胺盐的摩尔比为1:1.3。有机铵盐为三乙胺氟化氢盐水溶液，基于三乙胺氟化氢盐水溶液的质量计，三乙胺氟化氢盐包含的氟离子质量含量为6.39％，三乙胺的质量含量为18.87％，主成分三乙胺氟化氢盐的质量含量为0.58％。
在反应过程中，产生类白色固体并分层，下层为棕色液体的中间体混合物。类白色固体过滤烘干得到氟化锂2.51g，锂离子回收率86.85％。中间体混合物的质量为38.5g，含水率8.9％，阴离子回收得率96.7％。
S422，将中间体混合物与去离子水接触，以去除中间体混合物中的金属离子。
回收钠离子0.84ppm、钙离子2.1ppm、铁离子30.27ppm、铅离子0.16ppm和锂离子1.82ppm以及氯离子2.15ppm等，色度103，达到中间体内控指标，最终得到35.1g合格双氟磺酰亚胺三乙胺盐，总回收率88.2％。
S300，在碱性条件下，将中间体混合物和锂离子反应，得到双氟磺酰亚胺锂。
取步骤S422得到的双氟磺酰亚胺三乙胺盐，按照上锂工艺加入氢氧化锂进行碱交换，其中双氟磺酰亚胺三乙胺盐与氢氧化锂的摩尔比为1:1.5。。经脱水、二氯甲烷重结晶、过滤烘干、溶解等步骤，最终得到LiFSI的碳酸二甲酯溶液(水分20.3ppm；密度1.2233g/cm3；HF：2.4ppm，色度32.3；氯离子1.71ppm；钙离子0.34ppm；钠离子13.57ppm；铁离子0.26ppm；钾离子1.43ppm；LiFSI：30.25％)，均符合成品指标。
由实施例1和实施例2可以看出，本申请的提纯方法适用范围较广，不仅适用于高纯度的重结晶母液，还适用于低纯度的废水。在测试过程中，调控混合物和有机铵盐的摩尔比可以调节纯度提高的程度，例如混合物和有机铵盐的摩尔比为1：(1～10)时，混合物和有机铵盐的反应程度较为彻底，可以将混合物中的双氟磺酰亚胺锂转化为双氟磺酰亚胺有机铵盐。中间体混合物和锂离子的摩尔比为1：(1～10)时，经上锂反应可以将中间体混合物转化为双氟磺酰亚胺锂，从而提高双氟磺酰亚胺锂的纯度。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种提纯双氟磺酰亚胺锂的方法，包括：
提供包含双氟磺酰亚胺锂的混合物；
于所述混合物中加入有机铵盐，经反应得到中间体混合物；
在碱性条件下，将所述中间体混合物和锂离子反应，得到双氟磺酰亚胺锂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述中间体混合物进行提纯处理。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述中间体混合物进行提纯处理的步骤，包括：
将所述中间体混合物与脱色剂接触，以吸附并去除所述中间体混合物中的有色杂质；和/或
将所述中间体混合物与清洗剂接触，以去除所述中间体混合物中的金属离子。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述脱色剂包括活性炭颗粒、活性炭纤维、沸石和硅藻土中的一种或多种。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述清洗剂包括水、钠盐、钾盐和锂盐中的一种或多种；
可选地，所述钠盐包括氯化钠、硫酸钠和碳酸钠中的一种或多种；
所述钾盐包括氯化钾、硫酸钾和硫酸钾中的一种或多种；
所述锂盐包括氯化锂、硫酸锂和碳酸锂中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述有机铵盐包括叔胺的氟化氢盐和/或季胺的氟化氢盐。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
所述叔胺的氟化氢盐包括三甲胺氟化氢盐、三乙胺氟化氢盐、三丙胺氟化氢盐、二异丙基乙胺氟化氢盐和三丁胺氟化氢盐中的一种或多种；可选地，所述叔胺的氟化氢盐包括三乙胺氟化氢盐；
所述季胺的氟化氢盐包括四甲胺氟化氢盐、四乙胺氟化氢盐、四丙胺氟化氢盐和四丁胺氟化氢盐中的一种或多种。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，
所述混合物和所述有机铵盐的摩尔比为1：(1～10)。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，
所述中间体混合物和所述锂离子的摩尔比为1：(1～10)。
10.一种双氟磺酰亚胺锂，其特征在于，由如权利要求1至9中任一项所述的方法制备得到。
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