DD290889A5 - METHOD FOR THE PRODUCTION OF TETRAACETONITRILLITHIUM SALTS OF HEXAFLUOROELEMENTSAEURES WITH THE ELEMENTS ARSEN OR PHOSPHORUS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Tetraacetonitrillithiumsalzen von Hexafluoroelementsaeuren mit den Elementen Arsen oder Phosphor. Die Tetraacetonitrillithiumsalze der Hexafluoroelementsaeuren &Li(CH3CN)4!EF6 mit EAs oder P sind Ausgangsstoffe zur Darstellung hochreiner Lithiumsalze der Hexafluoroelementsaeuren LiEF6 mit der fuer E erklaerten Bedeutung, welche als Leitsalze in einem nichtwaeszrigen Elektrolyten fuer wiederaufladbare Lithium-Batterien Verwendung finden. Ziel der Erfindung ist es, ein einfaches Verfahren zur Darstellung der Titelverbindungen in hoher Reinheit und Ausbeute zu finden. Sehr reine Tetraacetonitrillithiumsalze der Hexafluoroelementsaeuren &Li(CH3CN)4!EF6 mit EAs, P werden durch Umsetzung eines Lithiumsalzes LiX mit X Halogenid, BF 4 oder C10 4 mit einem Salz einer Hexafluoroelementsaeure YEF6, wobei E die oben erklaerte Bedeutung hat und Y fuer ein Alkaliion, ein Ammoniumion oder ein Alkylammoniumion steht, in Acetonitril und anschlieszende selektive Extraktion erhalten.{Tetraacetonitrillithium-hexafluoroarsenat; Tetraacetonitrillithium-hexafluorophosphat; Lithiumhexafluoroarsenat; Lithiumhexafluorophosphat; Leitsalz; Lithium-Batterie; Acetonitril; selektive Extraktion}The invention relates to a process for the preparation of Tetraacetonitrillithiumsalzen of Hexafluoroelementsaeuren with the elements arsenic or phosphorus. The Tetraacetonitrillithiumsalze of Hexafluoroelementsaeuren & Li (CH3CN) 4! EF6 with EAs or P are starting materials for the representation of highly pure lithium salts of Hexafluoroelementsaeuren LiEF6 with the importance explained for E, which are used as conductive salts in a non-aqueous electrolyte for rechargeable lithium batteries. The aim of the invention is to find a simple process for preparing the title compounds in high purity and yield. Very pure Tetraacetonitrillithiumsalze the Hexafluoroelementsaeuren & Li (CH3CN) 4! EF6 with EAs, P are by reacting a lithium salt LiX with X halide, BF 4 or C10 4 with a salt of HexafluoroelementsEure YEF6, where E has the meaning explained above and Y for an alkali metal ion , an ammonium ion or an alkylammonium ion, in acetonitrile and subsequent selective extraction. {Tetraacetonitrillithium hexafluoroarsenate; Tetraacetonitrillithium hexafluorophosphate; lithium hexafluoroarsenate; lithium; conductive salt; Lithium Battery; acetonitrile; selective extraction}
Description
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Tetraacetonitrillithiumsalzen von Hexafluoroelomontsäuren der allgemeinen Formel [Li(CH3CN)4IEF8 mit E = As odor P, welche als Zwischenprodukte bei der Herstellung von Leitsalzen in nichtwäßrigen Elektrolyten für wioderaufladbaro Lithium-Batterien von Bedeutung sind.The invention relates to a process for the preparation of Tetraacetonitrillithiumsalzen of Hexafluoroelomontsäuren the general formula [Li (CH 3 CN) 4 IEF 8 with E = As odor P, which are as intermediates in the production of conductive salts in non-aqueous electrolyte for wioderaufladbaro lithium batteries of importance ,
Charakteristik des bekannten Standes dor TechnikCharacteristic of the known state of the art
Tetraacetonitrillithiumsalze von Hoxafluoroelcmentsäuren [Li(CH3CN)4]EFu mit E = As oder P werden zur Roindarstellung von LiEFg benötigt und durch Auflösen von technischen Lithiumsalzen der Hoxafliiorolcmentsäuren LiEF8 mit E = As oder P in Acetonitril dargestellt (US 3654330). Das (Li(CH3CN)4IPF8 kann außerdem durch Umsetzung von LiF mit PF* in Acetonitril dargestellt werden (US 3654330)Tetraacetonitrillithium salts of Hoxafluoroelcmentsäuren [Li (CH 3 CN) 4 ] EFu with E = As or P are required for the crude representation of LiEFg and by dissolving technical lithium salts of Hoxafliiorolcmentsäuren LiEF 8 with E = As or P in acetonitrile shown (US 3654330). The (Li (CH 3 CN) 4 IPF 8 can also be prepared by reacting LiF with PF * in acetonitrile (US 3654330)
Diese Verfahren weisen folgende Nachteile auf: These methods have the following disadvantages:
- Die Lithiumsalze der Hexafluorelomontsäuren LiEF8 sind im Gegensatz zu den übrigen Alkalisalzen der Hexafluoroelementsäursn nur mit großem Aufwand darstellbare Substanzen und nach den bekannten Methoden nicht in der für ihre Verwendung als Leitsalz erforderlichen Reinheit erhältlich.- The lithium salts of Hexafluorelomontsäuren LiEF 8 are in contrast to the other alkali metal salts of Hexafluoroelementsäursn representable substances only with great effort and not available by the known methods in the purity required for their use as conductive salt.
- PF6 ist eine äußerst reaktionsfreudige und darum schwer handhabbare Substanz. Es ist ebenfalls nur mit großem Aufwand darstellbar.- PF 6 is a highly reactive and therefore difficult to handle substance. It is also representable only with great effort.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung von hochreinen Tetraacetonitrillithiumsalzen von Hexafluoroelementsäuren mit den Elementen Arsen oder Phosphor zur Verwendung als Ausgangsstoffe für die Herstellung von Lithiumsalzen von Hexafluoroelementsäuren, die als Leitsalze in nichtwäßrigen Elektrolyten für wiederaufladbare Lithium-Batterien benötigt werden.The object of the invention is to provide high-purity tetraacetonitrile-lithium salts of hexafluoro-elemental acids with the elements arsenic or phosphorus for use as starting materials for the preparation of lithium salts of hexafluoro-elemental acids required as conductive salts in nonaqueous electrolytes for rechargeable lithium batteries.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Tetraacetonitrillithiumsalzen von Hexafluoroelementsäuren mit den Elementen Arsen oder Phosphor zu entwickeln, das von leicht zugänglichen und gut handhabbaren Ausgangsstoffen ausgeht.The invention has for its object to develop a process for the preparation of Tetraacetonitrillithiumsalzen of Hexafluoroelementsäuren with the elements arsenic or phosphorus, starting from easily accessible and easy to handle starting materials.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Lithiumsalz LiX mit X = Halogenid, BF4" oder CIO4" mit einem Salz einer Hexafluoroelementsäure YEF6, wobei E für As odor P und Y für ein Alkaliion oder für RnNH4.. n + mit R = Alkyl und η = 0-4 stehen, in einem Molverhältnis von 1:1 bis 1:3 bei einer Temperatur von 0°C bis 80°C in Acetonitril umgeset, wd. Das Reaktionsprodukt wird anschließend durch Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel isol.jrt. Die Umsetzung erfolgt dabei nach folgender Reaktionsgleichung.According to the invention, this object is achieved in that a lithium salt LiX with X = halide, BF 4 "or CIO 4 " with a salt of a Hexafluoroelementsäure YEF 6 , wherein E for As odor P and Y for an alkali ion or R n NH 4 .. n + with R = alkyl and η = 0-4, reacted in a molar ratio of 1: 1 to 1: 3 at a temperature of 0 ° C to 80 ° C in acetonitrile, wd. The reaction product is then by extraction with a organic solvents isol.jrt. The reaction takes place according to the following reaction equation.
CH,CN LiX + YEF6 - ^ [Li(CH3CN)4]EF6 + YXCH, CN LiX + YEF 6 - ^ [Li (CH 3 CN) 4 ] EF 6 + YX
Als Lithiumsalz LiX wird vorzugsweise LiBr eingesetzt. Als Salz von Hexafluoroelementsäuron YEF1 werden bevorzugt KAsFg oder KPF9 eingesetzt. Das Lithiumsalz LiX wird mit dem Salz einer Hexafluoroelementsäure bevorzugt im Molverhältnis von 1:2 umgosetzt. Die Reaktion wird bevorzugt bei 550C durchgeführt. Nach Filtration vom kristallin abgeschiedenen BegleitproduH YX und Entfernung des überschüssigen, nicht komplex gebundenen Acetonitrile wird das Reaktionsprodukt ILi(CH3CN)4)EF6 durch Zugabe eines halogenieren Kohlenwasserstoffs, bevorzugt Methylonchlorid, oder durch Zugabo eines Gemisches verschiedener halogonierter Kohlenwasserstoffe aus dem Reaktionsgomisch horausgolöst und durch Filtration von unlöslichen Verunreinigungen und überschüssigem Ausgangsstoff befreit. Nach Entfernung des organischen Lösungsmittels bleibt das Roaktionsprodukt (Li(CH1CN)4IEF6 kristallin zurückThe lithium salt LiX used is preferably LiBr. As the salt of hexafluoroelement acid YEF 1 , KAsFg or KPF 9 are preferably used. The lithium salt LiX is preferably reacted with the salt of a hexafluoroelement acid in a molar ratio of 1: 2. The reaction is preferably carried out at 55 ° C. After filtration from the co-precipitated accompanying product YX and removal of the excess non-complexed acetonitrile, the reaction product ILi (CH 3 CN) 4 ) EF 6 is quenched from the reaction mixture by addition of a halogenated hydrocarbon, preferably methylon chloride, or by adding a mixture of different halogenated hydrocarbons and freed by filtration of insoluble impurities and excess starting material. After removal of the organic solvent, the crude product (Li (CH 1 CN) 4 IEF 6 remains crystalline
Das erfindungsgemäße Vorfahren weist folgende entscheidenden Vorteile auf. The ancestor according to the invention has the following decisive advantages.
1. Es gestattet die Gewinnung hochreiner Tetraacotonitrillithiumsalze von Hexafluoroelementsäuren (Li(CH3CN)4]EF6 auf der Basis leicht zuganglicher Lithiumsalzo LiX und bequem darstellbarer und einfach handhabbarer Hexafluoroarsenate beziehungsweise -phosphate.1. It allows the recovery of high purity Tetraacotonitrillithiumsalze of Hexafluoroelementsäuren (Li (CH 3 CN) 4 ] EF 6 on the basis of easily accessible lithium salt LiX and easily representable and easy to handle Hexafluoroarsenate or phosphates.
2. Die günstigen Löslichkeitseigonschafton dor Verbindungen in Acetonitril und die überraschend solektive Extraktion des Reaktionsproduktes mit einem halogenieren Kohlenwasserstoff erübrigen zusätzliche, moist sohr aufwendige und verlustreiche Reinigungsschritte.2. The favorable Löslichkeitseigonschafton dor compounds in acetonitrile and the surprisingly solive extraction of the reaction product with a halogenated hydrocarbon unnecessary additional, mo so expensive and lossy purification steps.
3. Der geforderte Reinheitsgrad der Ausgangsstoffe ist gering.3. The required degree of purity of the starting materials is low.
4. Die Synthese kann in Glasapparaturen durchgeführt werden.4. The synthesis can be carried out in glass apparatus.
5. Die sorgfältig getrockneten Lösungsmittel und das im Überschuß eingesetzte Salz einer Hoxafluoroelomentsäure YEF8 können in einem Kreisprozeß genutzt werden.5. The carefully dried solvents and the excess salt of a Hoxafluoroelomentsäure YEF 8 can be used in a cyclic process.
als Lösung in Acetonitril, unter starkem Rühren innerhalb einer Stunde bei 550C zugetropft. Das Reaktionsgemisch wird zuras a solution in acetonitrile, with vigorous stirring for one hour at 55 0 C added dropwise. The reaction mixture becomes
kristallin ausgefallene Gemisch von KAsF6 und (Li(CH3CN)4IAsF6 wird in Methylenchlorid aufgoschlämmt und die Lösung vonungelöstem KAsF6 durch Filtration getrennt. Nach dem Abdampfen des Methylonchlorids im Vakuum bleibt das kristalline(Li(CH3CN)4]AsF6 mit einer Ausbeute von über 94%, bezogen auf eingesetztes LiBr, in sehr guter Reinheit zurück.Crystalline precipitated mixture of KAsF 6 and (Li (CH 3 CN) 4 IAsF 6 is triturated in methylene chloride and the solution is separated by filtration from anhydrous KAsF 6. After evaporation of the methylonchloride in vacuo, the crystalline (Li (CH 3 CN) 4 ) remains. AsF 6 with a yield of over 94%, based on LiBr used, in very good purity.
die Reinheit des Produktes liegt bei 99,7%.the purity of the product is 99.7%.
Claims (6)
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DD290889A5 true DD290889A5 (en) | 1991-06-13 |
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DD32313988A DD290889A5 (en) | 1988-12-14 | 1988-12-14 | METHOD FOR THE PRODUCTION OF TETRAACETONITRILLITHIUM SALTS OF HEXAFLUOROELEMENTSAEURES WITH THE ELEMENTS ARSEN OR PHOSPHORUS |
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DD (1) | DD290889A5 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008096724A1 (en) | 2007-02-08 | 2008-08-14 | Stella Chemifa Corporation | Processes for producing phosphorus pentafluoride and hexafluorophosphate |
WO2011109878A1 (en) | 2010-03-12 | 2011-09-15 | Katholieke Universiteit Leuven | Liquid metal salts |
US8470278B2 (en) | 2008-08-08 | 2013-06-25 | Stella Chemifa Corporation | Processes for production of phosphorus pentafluoride and hexafluorophosphates |
US9034290B2 (en) | 2007-08-16 | 2015-05-19 | Stella Chemifa Corporation | Processes for producing phosphorus pentafluoride and phosphate hexafluoride |
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1988
- 1988-12-14 DD DD32313988A patent/DD290889A5/en not_active IP Right Cessation
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WO2011109878A1 (en) | 2010-03-12 | 2011-09-15 | Katholieke Universiteit Leuven | Liquid metal salts |
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