DE19824984A1 - Process for the crystallization of high-purity LiPF¶6¶ from organic solvents - Google Patents
Process for the crystallization of high-purity LiPF¶6¶ from organic solventsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kristallisation von hochreinem LiPF6 aus organischen aprotischen Lösungsmitteln, wobei ein gut rieselfähiges Produkt mit einem sehr geringen Restgehalt an organischem Kohlenstoff erhalten wird, sowie dessen Verwendung zur Herstellung von Lithiumionenbatterien.The invention relates to a process for the crystallization of high-purity LiPF 6 from organic aprotic solvents, whereby a free-flowing product with a very low residual content of organic carbon is obtained, and its use for the production of lithium ion batteries.
LiPF6 kann als Leitsalz für Elektrolyte in Primär- und Sekundäre lementen eingesetzt werden. Insbesondere wird es in wiederauflad baren Lithiumionenbatterien eingesetzt. Bei den Elektrolyten handelt es sich um nichtwäßrige Lösungen von LiPF6 in organischen Medien, z. B. in Diethylcarbonat, Dimethylcarbonat, Ethylen carbonat oder Propylencarbonat und andere, bzw. Gemische der genannten Lösungsmittel.LiPF 6 can be used as a conductive salt for electrolytes in primary and secondary elements. In particular, it is used in rechargeable lithium ion batteries. The electrolytes are non-aqueous solutions of LiPF 6 in organic media, e.g. B. in diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethylene carbonate or propylene carbonate and others, or mixtures of the solvents mentioned.
An die Reinheit des LiPF6 für diese Anwendung werden sehr hohe Anforderungen gestellt. Insbesondere ist es erforderlich, daß das LiPF6 einen sehr niedrigen Gehalt an freiem Fluorwasserstoff, einen niedrigen Wassergehalt und nur sehr geringe Mengen an Fremdmetallionen enthält. Auch Verunreinigungen mit organischen Kohlenstoffverbindungen müssen vermieden werden.Very high demands are made of the purity of the LiPF 6 for this application. In particular, it is necessary that the LiPF 6 contain a very low content of free hydrogen fluoride, a low water content and only very small amounts of foreign metal ions. Contamination with organic carbon compounds must also be avoided.
Zur Herstellung und zur Reinigung von LiPF6 sind verschiedene Methoden bekannt. Eine bekannte Methode ist die Umsetzung von PCl5 oder PF5 mit LiF in wasserfreiem, flüssigen Fluorwasserstoff, so z. B. offenbart in RU 2075435, JP 251109/85 oder DE-A-8 12 247.Various methods are known for producing and cleaning LiPF 6 . A known method is the implementation of PCl 5 or PF 5 with LiF in anhydrous, liquid hydrogen fluoride, such as. B. disclosed in RU 2075435, JP 251109/85 or DE-A-8 12 247.
Ein als industrielles Verfahren geeignetes Kristallisationsver fahren für die Isolierung von LiPF6 aus Fluorwasserstoff wird von JP 268005/97 offenbart. Hierbei wird eine Lösung von LiPF6 in Flu orwasserstoff in einem Druckkessel abgekühlt, indem der Druck im Kessel durch Abpumpen von gasförmigem HF verringert wird. Das Verdampfen des flüssigen Fluorwasserstoffes entzieht dem System langsam Wärme und das Salz kristallisiert beim Abkühlen aus. Der abgepumpte Fluorwasserstoff wird wieder kondensiert und zurück gewonnen.A suitable as an industrial process crystallization process for the isolation of LiPF 6 from hydrogen fluoride is disclosed by JP 268005/97. Here, a solution of LiPF 6 in hydrogen fluoride is cooled in a pressure vessel by reducing the pressure in the boiler by pumping out gaseous HF. The evaporation of the liquid hydrogen fluoride slowly removes heat from the system and the salt crystallizes on cooling. The pumped hydrogen fluoride is condensed again and recovered.
Nachteilig bei der Herstellung von LiPF6 aus Fluorwasserstoff ist jedoch, daß es schwierig ist, freien Fluorwasserstoff vollständig zu entfernen. Außerdem ist der Umgang mit Fluorwasserstoff gefährlich und die daraus resultierenden Aufwendungen für Sicherheitseinrichtungen machen Verfahren mit wasserfreiem Fluor wasserstoff teuer.A disadvantage of the production of LiPF 6 from hydrogen fluoride is, however, that it is difficult to completely remove free hydrogen fluoride. In addition, the handling of hydrogen fluoride is dangerous and the resulting expenses for safety devices make hydrogen fluoride processes expensive.
Es sind auch Verfahren offenbart worden, die den Umgang mit wasserfreiem, flüssigen Fluorwasserstoff vermeiden. So ist vorge schlagen worden, die Herstellung von LiPF6 direkt in solchen Lösungsmitteln vorzunehmen, die auch als Batterieelektrolyte eingesetzt werden können. CA 2,193,119 A offenbart die Herstel lung von LiPF6 durch Einleiten von PF5-Gas in eine Suspension von LiF in Alkylcarbonaten. Um die erhaltenen LiPF6-Lösungen direkt als Elektrolyt einsetzen zu können, ist jedoch ein sehr reines PF5-Gas erforderlich, welches insbesondere frei von Cl- und O-hal tigen Verbindungen sein muß. Ein solches PF5 bereitzustellen ist sehr aufwendig. Darüber hinaus sind weitere Schritte zur Reinigung des rohen LiPF6 Elektrolyten erforderlich.Methods have also been disclosed that avoid handling anhydrous liquid hydrogen fluoride. So it has been suggested to make the production of LiPF 6 directly in solvents that can also be used as battery electrolytes. CA 2,193,119 A discloses the production of LiPF 6 by introducing PF 5 gas into a suspension of LiF in alkyl carbonates. In order to be able to use the LiPF 6 solutions obtained directly as an electrolyte, however, a very pure PF 5 gas is required, which in particular must be free of Cl- and O-containing compounds. Providing such a PF 5 is very complex. In addition, further steps for cleaning the raw LiPF 6 electrolyte are required.
In US 3,607,020 wird die Umsetzung von PF5 mit LiF in Diethylether gelehrt. Um das LiPF6 aus der Etherphase auszukristallisieren, wird PF5 in 50-100%igem Überschuss eingesetzt. Der überstöchio metrische PF5-Anteil bildet mit Diethylether einen Komplex, in dem LiPF6 unlöslich ist. Der Einsatz von PF5 im Überschuß ist jedoch nachteilig. Da PF5 kostspielig ist, muß es auf jeden Fall wieder zurückgeführt werden. Eine Rückführung ist jedoch aufwendig und verteuert das Verfahren. Die Herstellung von LiPF6 in Diethylether offenbart fernerhin DE-A-196 32 543. In dieser Schrift wird die Umsetzung von LiF mit PCl5 zu LiPF6 in einem organischen Lösungs mittel beschrieben. Die Reinigung des LiPF6 erfolgt durch Eindamp fen gefolgt von anschließendem Umkristallisieren aus Diethyl ether. Nachteilig bei der Kristallisation von LiPF6 aus Ethern ist jedoch, dass Ether mit LiPF6-Komplexe bilden, und Reste des Lösungsmittels hartnäckig haften bleiben. Das erhaltene LiPF6 ent hält somit noch Reste von organischem Kohlenstoff (total organic carbon, TOC). Für die Anwendung in Lithiumbatterien geeignetes LiPF6 darf jedoch nur sehr wenig TOC enthalten. Ausserdem fällt LiPF6 aus Diethylether als ein sehr feines Pulver geringer Schütt dichte und sehr schlechter Rieselfähigkeit an, was das Produkt handling sehr erschwert.US Pat. No. 3,607,020 teaches the reaction of PF 5 with LiF in diethyl ether. To crystallize the LiPF 6 from the ether phase, PF 5 is used in a 50-100% excess. The overstoichiometric PF 5 portion forms a complex with diethyl ether in which LiPF6 is insoluble. However, the use of PF 5 in excess is disadvantageous. Since PF 5 is expensive, it must be returned in any case. However, recycling is complex and increases the cost of the process. The preparation of LiPF 6 in diethyl ether also discloses DE-A-196 32 543. In this document, the reaction of LiF with PCl 5 to LiPF 6 in an organic solvent is described. The LiPF 6 is purified by evaporation followed by recrystallization from diethyl ether. A disadvantage of the crystallization of LiPF 6 from ethers, however, is that ethers form complexes with LiPF 6 and residues of the solvent stubbornly adhere. The LiPF6 obtained thus contains residues of organic carbon (total organic carbon, TOC). However, LiPF 6 suitable for use in lithium batteries must contain very little TOC. In addition, LiPF 6 made from diethyl ether is a very fine powder with low bulk density and very poor pourability, which makes product handling very difficult.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem hochreines, gut rieselfähiges LiPF6 mit niedrigem TOC-Gehalt aus organischen Lösungsmitteln auskristalli siert werden kann, welches für die Herstellung von Lithiumionen batterien verwendet werden kann. It was therefore an object of the present invention to provide a process in which highly pure, free-flowing LiPF 6 with a low TOC content can be crystallized from organic solvents and which can be used for the production of lithium ion batteries.
Dementsprechend wurde ein Verfahren zur Kristallisation von hoch
reinem LiPF6 aus organischen Lösungsmitteln gefunden, welches die
folgenden Stufen A-C umfasst:
Accordingly, a process for the crystallization of high-purity LiPF 6 from organic solvents was found, which comprises the following steps AC:
- A) Lösen von LiPF6 in einem aprotischen Lösungsmittel 1, in dem mehr als 5 g LiPF6/100 g Lösungsmittel 1 löslich sind;A) dissolving LiPF 6 are soluble in an aprotic solvent 1, in which more than 5 g of LiPF 6/100 g solvent 1;
- B) Zugabe eines aprotischen Lösungsmittels 2, in dem weniger als 5 g LiPF6/100 g Lösungsmittel 2 löslich sind, welches einen höheren Siedepunkt als Lösungsmittel 1 hat, und welches bei Raumtemperatur oder beim Erwärmen mit Lösungsmittel 1 misch bar ist;B) addition of an aprotic solvent 2 in which less than 5 g LiPF6 / 100 g solvent 2 are soluble, which has a higher boiling point than the solvent 1, and which is mixed bar at room temperature or on heating with solvent 1;
- C) Abdestillieren von Lösungsmittel 1 aus der Lösung von LiPF6 in Lösungsmittel 1 und 2, wobei LiPF6 auskristallisiert.C) Distilling off solvent 1 from the solution of LiPF 6 in solvents 1 and 2, LiPF 6 crystallizing out.
Die Verfahrensschritte A, B, C können dabei nacheinander durch geführt werden, oder es können die Schritte B und C gleichzeitig durchgeführt werden.The process steps A, B, C can be carried out in succession be performed, or steps B and C can be carried out simultaneously be performed.
Die Herstellung des rohen LiPF6 als Ausgangsmaterial kann nach den dem Fachmann bekannten Methoden erfolgen. Bevorzugt ist die Herstellung aus PF5 und LiF in geeigneten organischen Lösungs mitteln.The crude LiPF 6 as starting material can be prepared by the methods known to the person skilled in the art. Production from PF 5 and LiF in suitable organic solvents is preferred.
Als Lösungsmittel 1 im Sinne dieser Erfindung werden aprotische organische Lösungsmittel eingesetzt, in denen LiPF6 gut löslich ist. Die Löslichkeit beträgt mindestens 5 g LiPF6/100 g Lösungs mittel 1, bevorzugt mindestens 10 g LiPF6/100 g Lösungsmittel. Verwendet werden können Kohlensäureester (ROCOOR'), wobei R und R' für geradkettige oder verzweigte Alkylreste mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen stehen. R und R' können ausserdem zu einem Ring miteinander verbunden sein. Beispiele sind Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat, Propylencarbonat, Ethylencarbonat, Methylethyl - carbonat. Weiterhin können Carbonsäureester wie Ameisensäure- oder Essigsäuremethylester oder -ethylester oder Carbonsäureni trile wie Acetonitril verwendet werden. Besonders geeignet sind lineare oder cyclische Ether mit 1 Sauerstoffatom, die zur Komplexbildung mit LiPF6 befähigt sind, wie bspw. Dimethylether, Diethylether, Methyl-tert-butylether (MTBE), oder THF. Ether mit 2 Sauerstoffatomen können auch verwendet werden.Aprotic organic solvents in which LiPF 6 is readily soluble are used as solvent 1 in the sense of this invention. The solubility is at least 5 g of LiPF6 / 100 g solution medium 1, preferably at least 10 g LiPF6 / 100 g solvent. Carbonic acid esters (ROCOOR ') can be used, where R and R' are straight-chain or branched alkyl radicals having up to 6 carbon atoms. R and R 'can also be connected together to form a ring. Examples are dimethyl carbonate, diethyl carbonate, propylene carbonate, ethylene carbonate, methyl ethyl carbonate. Furthermore, carboxylic acid esters such as methyl formate or methyl acetate or ethyl acetate or carboxylates such as acetonitrile can be used. Linear or cyclic ethers with 1 oxygen atom which are capable of complexing with LiPF 6 , such as, for example, dimethyl ether, diethyl ether, methyl tert-butyl ether (MTBE), or THF, are particularly suitable. Ether with 2 oxygen atoms can also be used.
Ganz besonders bevorzugt ist Diethylether. Auch Gemische von zwei oder mehreren der oben genannten Lösungsmittel sind einsetzbar. Diethyl ether is very particularly preferred. Mixtures of two too or more of the above solvents can be used.
Als Lösungsmittel 2 werden aprotische organische Lösungsmittel eingesetzt, in denen LiPF6 schlecht löslich ist, und die keine Komplexe mit LiPF6 bilden können. Die Löslichkeit von LiPF6 in Lösungsmittel 2 beträgt weniger als 5 g LiPF6 / 100 g Lösungs mittel 2, bevorzugt weniger als 1 g LiPF6/100 g. Geeignet sind aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, z. B. Pentan, Isopentan, Cyclopentan, Hexan, Cyclohexan, Methylhexan, Heptan, Octan, Decan, Dodecan, Benzol, Xylol, Toluol oder halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Chloroform, Chlorbenzol, Methylenchlorid oder Tetrachlorkohlenstoff. Der Siedepunkt von Lösungsmittel 2 liegt über dem des gewählten Lösungsmittels 1. Besonders bevor zugt sind aliphatische Kohlenwasserstoffe mit 6 C-Atomen, wie z. B. n-Hexan oder Cyclohexan, sowie Chloroform und Toluol. Auch Gemische von zwei oder mehreren der oben genannten Lösungsmittel sind einsetzbar. Lösungsmittel 1 und Lösungsmittel 2 werden bevorzugt so gewählt, dass sie im interessierenden Temperatur bereich, insbesondere in der Wärme, vollständig miteinander mischbar sind.Aprotic organic solvents are used as solvent 2, in which LiPF 6 is poorly soluble and which cannot form complexes with LiPF 6 . The solubility of LiPF 6 in the solvent 2 is less than 5 g of LiPF 6/100 g solvent medium 2, preferably less than 1 g of LiPF 6/100 g. Aliphatic or aromatic hydrocarbons, e.g. B. pentane, isopentane, cyclopentane, hexane, cyclohexane, methylhexane, heptane, octane, decane, dodecane, benzene, xylene, toluene or halogenated hydrocarbons such as chloroform, chlorobenzene, methylene chloride or carbon tetrachloride. The boiling point of solvent 2 is above that of the selected solvent 1. Particularly preferred are aliphatic hydrocarbons with 6 carbon atoms, such as. B. n-hexane or cyclohexane, as well as chloroform and toluene. Mixtures of two or more of the abovementioned solvents can also be used. Solvent 1 and solvent 2 are preferably selected so that they are completely miscible with one another in the temperature range of interest, in particular in the heat.
Das erfindungsgemässe Kristallisationsverfahren wird durchge führt, indem man rohes LiPF6 im Lösungsmittel 1 löst. Die Konzen tration dieser Lösung kann innerhalb weiter Grenzen variiert wer den. Sie ist lediglich durch die Sättigungskonzentration des LiPF6 begrenzt. Bevorzugt sind hohe Konzentrationen zwischen 5-50 Gew% LiPF6 bzgl. Lösungsmittel 1, besonders bevorzugt 10-40 Gew.-%. Das Lösen kann sowohl bei Raumtemperatur als auch bei erhöhten Temperaturen erfolgen. Das erfindungsgemässe Verfahren umfasst auch, LiPF6 in Lösungsmittel 1 zu synthetisieren und diese Lösung direkt zum Kristallisationsverfahren einzusetzen, ohne vorher fe stes LiPF6 zu isolieren.The crystallization process according to the invention is carried out by dissolving crude LiPF 6 in solvent 1. The concentration of this solution can be varied within wide limits. It is only limited by the saturation concentration of the LiPF6. High concentrations between 5-50% by weight of LiPF 6 with respect to solvent 1 are preferred, particularly preferably 10-40% by weight. The dissolving can take place both at room temperature and at elevated temperatures. The process according to the invention also comprises synthesizing LiPF 6 in solvent 1 and using this solution directly for the crystallization process without first isolating solid LiPF 6 .
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren wird anschliessend die Lösung von LiPF6 in Lösungsmittel 1, vorteilhaft unter Erwärmen, mit Lösungsmittel 2 versetzt, dessen Siedepunkt über dem des Lösungsmittels 1 liegen muss, und Lösungsmittel 1 wird ab destilliert. Dies kann bspw. so erfolgen, indem man die Lösung 1 bis zum Siedepunkt erhitzt, Lösungsmittel 2 zugibt, und Lösungs mittel 1 abdestilliert. Eine andere Variante ist es, Lösungs mittel 2 kontinuierlich zuzugeben, während Lösungsmittel 2 be reits abdestilliert. Falls die Siedepunkte von Lösungsmittel 1 und 2 sehr eng beieinanderliegen, kann mit Hilfe einer Kolonne verhindert werden, dass Lösungsmittel 2 mit abdestilliert, oder es wird ein Gemisch aus Lösungsmittel 1 und Lösungsmittel 2 abdestilliert, wobei entsprechend mehr Lösungsmittel 2 eingesetzt wird. In the process according to the invention, the solution of LiPF 6 in solvent 1, advantageously with heating, is then mixed with solvent 2, the boiling point of which must be higher than that of solvent 1, and solvent 1 is distilled off. This can be done, for example, by heating solution 1 to the boiling point, adding solvent 2, and distilling off solvent 1. Another variant is to continuously add solvent 2, while solvent 2 is already distilled off. If the boiling points of solvents 1 and 2 are very close to one another, a column can be used to prevent solvent 2 from being distilled off, or a mixture of solvent 1 and solvent 2 is distilled off, with more solvent 2 being used accordingly.
Die Temperatur bei der Zugabe von Lösungsmittel 2 soll möglichst hoch sein, so daß die Lösungsmittelmischung einphasig bleibt. Bevorzugt wird bei der Siedetemperatur von Lösungsmittel 1 gear beitet. Zu tiefe Temperaturen können dazu führen, daß zwei Phasen entstehen, und LiPF6 als Komplex aus der Lösungsmittel 1-Phase auskristallisiert, was zu schlecht rieselfähigem LiPF6 mit hohem TOC-Gehalt führen kann.The temperature when adding solvent 2 should be as high as possible so that the solvent mixture remains single-phase. It is preferred to use 1 gear at the boiling point of solvent. Temperatures that are too low can lead to the formation of two phases and crystallize LiPF 6 as a complex from the solvent 1 phase, which can lead to poorly pourable LiPF 6 with a high TOC content.
Das erfindungsgemässe Verfahren umfasst aber auch solche Lösungs mittelkombinationen, bei denen Lösungsmittel 1 und Lösungsmittel 2 nicht vollständig miteinander mischbar sind. Es kristallisiert auch hier ein LiPF6 mit niedrigem TOC-Gehalt aus. Vorteilhaft ist es - z. B. um Anbackungen zu vermeiden - dabei die Mischung gut zu rühren. Ein Beispiel für eine derartige, geeignete Lösungsmittel kombination ist Diethylether/n-Hexan.However, the process according to the invention also includes solvent combinations in which solvent 1 and solvent 2 are not completely miscible with one another. Here, too, a LiPF 6 with a low TOC content crystallizes out. It is advantageous - e.g. B. to avoid caking - while stirring the mixture well. An example of such a suitable solvent combination is diethyl ether / n-hexane.
Das Abdestillieren von Lösungsmittel 2 und die Kristallisation von LiPF6 erfolgt in der Regel unter Normaldruck. Je nach Art der eingesetzten Lösungsmittel kann aber auch unter Überdruck oder bei vermindertem Druck gearbeitet werden.The distillation of solvent 2 and the crystallization of LiPF 6 is usually carried out under normal pressure. Depending on the type of solvent used, it is also possible to work under excess pressure or under reduced pressure.
Beim erfindungsgemässen Verfahren kristallisiert LiPF6 weitgehend schon in der Wärme - in der Regel in Form kleiner quaderförmiger Prismen - aus. Es wird mittels an sich bekannter Verfahren, wie Filtration, Druckfiltration, Zentrifugieren oder dekantieren abgetrennt und getrocknet. Das erhaltene LiPF6 zeichnet sich durch hohe Kristallausbeuten über 80-90% aus und weist eine gute Rieselfähigkeit auf. Gegenüber direkt aus Diethylether kristallisiertem Material weist es deutlich höhere Schüttdichten auf. Aufgrund der verbesserten Rieselfähigkeit und hoher Schütt dichten ist der Umgang mit dem Produkt in der industriellen Pro duktion deutlich vereinfacht. Das nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte LiPF6 enthält immer geringe Mengen an TOC von mindestens 10 ppm. Der TOC-Gehalt ist aber nicht grösser als 1000 ppm.In the process according to the invention, LiPF 6 largely crystallizes out already in the heat - as a rule in the form of small cuboid prisms. It is separated and dried by methods known per se, such as filtration, pressure filtration, centrifuging or decanting. The LiPF 6 obtained is characterized by high crystal yields of over 80-90% and has good free-flowing properties. Compared to material crystallized directly from diethyl ether, it has significantly higher bulk densities. Due to the improved flow properties and high bulk densities, handling the product in industrial production is significantly simplified. The LiPF 6 produced by the process according to the invention always contains small amounts of TOC of at least 10 ppm. The TOC content is not greater than 1000 ppm.
Aufgrund seines niedrigen TOC-Gehaltes ist das nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte LiPF6 hervorragend zur Verwendung als Leitsalz in Lithiumionenbatterien geeignet.Due to its low TOC content, the LiPF 6 produced by the process according to the invention is excellently suitable for use as a conductive salt in lithium ion batteries.
Die folgenden Versuchsbeispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung, ohne dass dadurch der Umfang der Erfindung eingeschränkt wird. The following experimental examples serve for further explanation of the invention, without thereby changing the scope of the invention is restricted.
Das LiPF6-Ausgangsmaterial wurde durch Umsetzung von PF5 und LiF in Diethylether hergestellt. PF5 wurde durch Umsetzung von CaF2 mit PCl5 in einem Autoklaven erhalten.The LiPF 6 starting material was prepared by reacting PF 5 and LiF in diethyl ether. PF 5 was obtained by reacting CaF 2 with PCl 5 in an autoclave.
20 g LiPF6 wurden in 80 g Diethylether bei 30°C gelöst. Die Lösung wurde zum Sieden erhitzt und insgesamt 120 g Cyclohexan in 15 min zugetropft. Gegen Ende der Cyclohexanzugabe entstand etwas Niederschlag und die Temperatur betrug ca. 50°C. Nun wurden unter Rühren ca. 120 g eines Cyclohexan-Diethylethergemisches abdestilliert, wobei die Sumpftemperatur auf ca. 70°C stieg. Anschließend wurde unter langsamen Rühren auf Raumtemperatur ab gekühlt über Nacht stehen gelassen, über einen Druckfilter fil triert, mit Cyclohexan gewaschen und im Stickstoffstrom und im Vakuum 2 h bei 6 mbar getrocknet.20 g of LiPF 6 were dissolved in 80 g of diethyl ether at 30 ° C. The solution was heated to boiling and a total of 120 g of cyclohexane was added dropwise in 15 minutes. At the end of the addition of cyclohexane, some precipitation occurred and the temperature was approximately 50 ° C. About 120 g of a cyclohexane / diethyl ether mixture were then distilled off with stirring, the bottom temperature rising to about 70.degree. The mixture was then left to cool overnight to room temperature with slow stirring, filtered through a pressure filter, washed with cyclohexane and dried in a stream of nitrogen and in vacuo at 6 mbar for 2 h.
Es resultierten 19,2 g (96%) LiPF6-Kristalle mit einem TOC-Gehalt von 500 ppm und einer Schüttdichte von 1,5 kg/l.19.2 g (96%) of LiPF 6 crystals with a TOC content of 500 ppm and a bulk density of 1.5 kg / l resulted.
20 g LiPF6 wurden in 80 g Diethylether bei 30°C gelöst. Die Lösung wurde zum Sieden erhitzt und insgesamt 120 g Cyclohexan in 15 min zugetropft. Gegen Ende der Cyclohexanzugabe entstand etwas Niederschlag und die Temperatur betrug ca. 50°C.20 g of LiPF 6 were dissolved in 80 g of diethyl ether at 30 ° C. The solution was heated to boiling and a total of 120 g of cyclohexane was added dropwise in 15 minutes. At the end of the addition of cyclohexane, some precipitation occurred and the temperature was approximately 50 ° C.
Anschließend wurde unter langsamen Rühren auf Raumtemperatur abgekühlt, über Nacht stehen gelassen, über einen Druckfilter filtriert, mit Cyclohexan gewaschen und im Stickstoffstrom und im Vakuum 2 h bei 6 mbar getrocknet (gleiche Bedingungen wie Beispiel 1).The mixture was then brought to room temperature with slow stirring cooled, left overnight, over a pressure filter filtered, washed with cyclohexane and in a stream of nitrogen and in Vacuum dried at 6 mbar for 2 h (same conditions as Example 1).
Das LiPF6 kristallisierte nadelförmig aus. Beim Trocknen des Filterkuchens mit Stickstoff zerfielen die Nadeln aber leicht wieder.The LiPF 6 crystallized in a needle shape. When the filter cake was dried with nitrogen, the needles fell apart easily.
Es resultierten 12,8 g (64%) LiPF6 in Form eines feinen Pulvers mit einem TOC-Gehalt von 4000 ppm und einer Schüttdichte von 0,5 kg/l.The result was 12.8 g (64%) of LiPF 6 in the form of a fine powder with a TOC content of 4000 ppm and a bulk density of 0.5 kg / l.
25 g LiPF6 wurden in 50 g Diethylether gelöst. Innerhalb von 60 min wurden 65 g n-Hexan zugetropft und gleichzeitig der Ether abdestilliert. Die Temperatur im Sumpf betrug am Ende 62°C. 25 g of LiPF 6 were dissolved in 50 g of diethyl ether. 65 g of n-hexane were added dropwise over the course of 60 min, and the ether was distilled off at the same time. The temperature in the bottom was 62 ° C. at the end.
Anschließend wurde unter Rühren auf 10°C abgekühlt, über einen Druckfilter filtriert, mit Hexan gewaschen und im Stickstoffstrom und im Vakuum 2 h bei 6 mbar getrocknet.The mixture was then cooled to 10 ° C. with stirring, via a Filtered pressure filter, washed with hexane and in a stream of nitrogen and dried in vacuo at 6 mbar for 2 h.
Es resultierten 24,1 g (96%) LiPF6-Kristalle (kubische Prismen) mit einem TOC-Gehalt von 500 ppm und einer Schüttdichte von 1,6 kg/l.The result was 24.1 g (96%) of LiPF 6 crystals (cubic prisms) with a TOC content of 500 ppm and a bulk density of 1.6 kg / l.
40 g LiPF6 wurden in 74 g Diethylether in der Wärme (Rückfluß) gelöst. Die Siedetemperatur der Lösung betrug ca. 46°C. Die Lösung wurde nun abgekühlt. Bei 15°C kristallisierte die Lösung schlagartig durch.40 g of LiPF 6 were dissolved in 74 g of diethyl ether while warm (reflux). The boiling temperature of the solution was approx. 46 ° C. The solution was now cooled. At 15 ° C the solution crystallized suddenly.
Die Kristallmaische wurde über einen Druckfilter filtriert, mit Hexan gewaschen und im Stickstoffstrom und im Vakuum 2 h bei 6 mbar getrocknet. Bei der Kristallisation hatten sich Nadeln gebildet, die bei der Trocknung des Filterkuchens zu feinem Pulver zerfielen.The crystal mash was filtered through a pressure filter using Washed hexane and in a stream of nitrogen and in vacuo for 2 h 6 mbar dried. Needles were present during crystallization formed to fine when drying the filter cake Powder crumbled.
Das feinpulverige Produkt hatte einen TOC-Gehalt von 13000 ppm und einer Schüttdichte von 0,4 kg/l.The fine powdery product had a TOC content of 13000 ppm and a bulk density of 0.4 kg / l.
23 g LiPF66 wurden in 52 g Diethylether bei 35°C gelöst. Die Lösung wurde auf -20°C gekühlt. Das ausgefallene Material wurde über einen Druckfilter filtriert, mit Hexan gewaschen und im Stick stoffstrom und im Vakuum 2 h bei 6 mbar getrocknet.23 g of LiPF 6 6 were dissolved in 52 g of diethyl ether at 35 ° C. The solution was cooled to -20 ° C. The precipitated material was filtered through a pressure filter, washed with hexane and dried in a nitrogen stream and in vacuo for 2 hours at 6 mbar.
Es resultierten 2 g (9%) LiPF6-Kristalle mit einem TOC-Gehalt von 2400 ppm und einer Schüttdichte von 0,5 kg/l.The result was 2 g (9%) of LiPF 6 crystals with a TOC content of 2400 ppm and a bulk density of 0.5 kg / l.
In 100 g (140 ml) Diethylether wurden 5,2 g (0,2 mol) LiF disper giert. PF5 wurde durch Umsetzung von CaF2 mit PCl5 im Mol verhältnis von ca. 10 l bei 300-350°C unter autogenem Druck in hohen Ausbeuten hergestellt und über eine mit Aceton/Trockeneis gekühlte Kühlfalle zur Entfernung von POF3 und teilfluorierter PCl5-Umsetzungsprodukte in die Dispersion unter Rühren ein geleitet. Insgesamt wurden ca. 0,22 mol PF5 eingeleitet. Die etherische Dispersion wurde mittels Kühlung auf 10-20°C gehal ten. Anschließend wurde kurz bis auf Rückflußtemperatur erhitzt, wobei eine weitgehend klare Lösung entstand. Nach Entfernung geringer Niederschlagsmengen durch Filtration wurde die Lösung zum Sieden erhitzt, insgesamt 100 g Cyclohexan in 15 min zuge tropft und weiter wie in Beispiel 1 verfahren.5.2 g (0.2 mol) of LiF were dispersed in 100 g (140 ml) of diethyl ether. PF 5 was produced by reacting CaF 2 with PCl 5 in a molar ratio of approx. 10 l at 300-350 ° C under autogenous pressure in high yields and using a cold trap cooled with acetone / dry ice to remove POF 3 and partially fluorinated PCl 5 Implementation products passed into the dispersion with stirring. A total of approximately 0.22 mol of PF 5 was introduced. The ethereal dispersion was kept at 10-20 ° C. by cooling. The mixture was then heated briefly to the reflux temperature, giving a largely clear solution. After removing small amounts of precipitate by filtration, the solution was heated to boiling, a total of 100 g of cyclohexane was added dropwise in 15 min and the procedure was as in Example 1.
Es wurden insgesamt 29 g LiPF6 (95% Ausbeute bezüglich LiF)
erhalten. Die Analyse ergab folgende Daten:
A total of 29 g of LiPF 6 (95% yield based on LiF) were obtained. The analysis revealed the following data:
TOC: 500 ppm
Chlorid: 30 ppm
LiF: ca. 0,03%
LiPO2F2: < 0,4%
Na, Ca, Fe, Al: jeweils < 5 ppm
freie Säure (HF): 80 ppmTOC: 500 ppm
Chloride: 30 ppm
LiF: approx.0.03%
LiPO 2 F 2 : <0.4%
Na, Ca, Fe, Al: each <5 ppm
free acid (HF): 80 ppm
Claims (8)
- A) Bereiten einer Lösung von LiPF6 in einem aprotischen Lösungsmittel 1, in dem mehr als 5 g LiPF6/100 g Lösungsmittel 1 löslich sind;
- B) Zugabe eines aprotischen Lösungsmittels 2, in dem weniger als 5 g LiPF6/100 g Lösungsmittel 2 löslich sind, welches einen höheren Siedepunkt als Lösungsmittel 1 hat, und welches bei Raumtemperatur oder beim Erwärmen mit Lösungsmittel 1 mischbar ist;
- C) Abdestillieren von Lösungsmittel 1 aus der Lösung von LiPF6 in Lösungsmittel 1 und 2, wobei LiPF6 auskristalli siert.
- A) Prepare are soluble to a solution of LiPF 6 in an aprotic solvent 1, in which more than 5 g of LiPF 6/100 g solvent 1;
- B) addition of an aprotic solvent 2 in which less than 5 g LiPF6 / 100 g solvent 2 are soluble, which has a higher boiling point than the solvent 1, and which is miscible at room temperature or on heating with solvent 1;
- C) Distilling off solvent 1 from the solution of LiPF 6 in solvents 1 and 2, LiPF 6 crystallizing out.
- a) Stufe A - Stufe B - Stufe C
- b) Stufe A - Stufen B und C gleichzeitig
- a) Level A - Level B - Level C
- b) Level A - Levels B and C at the same time
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