ES3053769T3

ES3053769T3 - Dry dispersion of ammonium bis(fluorosulfonyl)imide (nh4fsi) salt with an at least bimodal particle size distribution

Info

Publication number: ES3053769T3
Application number: ES22818696T
Authority: ES
Inventors: Joo-Hee Kang
Original assignee: Specialty Operations France SAS
Current assignee: Specialty Operations France SAS
Priority date: 2021-11-19
Filing date: 2022-11-18
Publication date: 2026-01-26
Anticipated expiration: 2042-11-18
Also published as: PL4433418T3; JP2024539425A; EP4433418B1; EP4433418A1; KR20240101804A; CN118251364A; US20250066198A1; WO2023089084A1

Abstract

La presente divulgación se refiere a una dispersión seca de sal de bis(fluorosulfonil)imida de amonio (NH4FSI) de fórmula (I): [F-SO2-N--SO2-F], NH4+ (I), caracterizada por tener al menos dos fracciones de tamaño de partícula: una pequeña y una grande. La presente divulgación también se refiere al uso de dicha dispersión para preparar una sal de bis(fluorosulfonil)imida seleccionada del grupo que consiste en una sal de litio, una sal de sodio o una sal de potasio. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Dispersión seca de la sal de amonio de bis(fluorosulfonil)imida (NH4FSI) con una distribución al menos bimodal del tamaño de partícula

[0003] Campo técnico

[0004] La presente divulgación se refiere a la dispersión seca de la sal de amonio de bis(fluorosulfonil)imida (NH<4>FSI) de fórmula (I):

[0005] [F-SO<2>-N--SO<2>-F], NH<4>+

(I)

[0006] caracterizado por tener al menos dos fracciones de tamaño de partícula, es decir, una fracción de tamaño pequeño y una fracción de tamaño grande. La presente divulgación también se refiere al uso de dicha dispersión para preparar una sal de bis(fluorosulfonil)imida seleccionada del grupo que consiste en una sal de litio, una sal de sodio o una sal de potasio.

[0007] Antecedentes

[0008] La bis(fluorosulfonil)imida y sales de la misma, en particular la sal de litio de bis(fluorosulfonil)imida (LiFSI), son compuestos útiles en una diversidad de campos técnicos, de forma destacable para electrólitos de baterías.

[0009] La producción de bis(fluorosulfonil)imida (FSI) y sales de la misma se describe en la bibliografía. Uno de los posibles intermedios que dan lugar a sales de FSI de interés es bis(fluorosulfonil)imida de amonio (NH<4>FSI). Por ejemplo, el documento WO 2017/090877 A1 (CLS) describe un método para producir bis(fluorosulfonil)imida de litio, que comprende las etapas de: (1) hacer reaccionar bis(clorosulfonil)imida con un reactivo fluorante en un disolvente, seguido de tratamiento con un reactivo alcalino, produciendo de ese modo NH<4>FSI; y (2) hacer reaccionar la NH<4>FSI con una base de litio.

[0010] Debido a que los productos intermedios, tales como sales de NH<4>FSI, participan en etapas de fabricación posteriores y, a veces, necesitan moverse de una zona de la planta a otra, es conveniente tenerlos en forma de dispersiones secas o polvos.

[0011] El documento WO 2018/147195 A1 (Morita & Nippon Shokubai) se refiere a polvos secos de sal metálica de bis(fluorosulfonil)imida que tienen un diámetro de partícula de no menos de 0,2 mm. También se refiere a métodos para preparar dichos polvos, que comprende conformar la sal en estado fundido. Los polvos se calientan y se funden para que estén en estado fundido, y luego se conforman usando cualquier método disponible, incluyendo procesos en seco y procesos en húmedo (método de granulación de copos en tambor, método de colada, método de granulación en cinta de acero con caída de rodillos, método de granulación en torre de granulación, cristalización por fusión...). El documento US 2016/0289074 A1 (Nippon Soda) se refiere a gránulos o polvos de una sal de di(sulfonilamida), tal como una sal de metal alcalino de di(sulfonilamida) o una sal de amonio de di(sulfonilamida). Los gránulos o polvos de este documento consisten en un compuesto de fórmula [I]:

[0013]

[0015] en donde R<1>y R<2>representan cada uno independientemente un grupo fluoroalquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, o un átomo de flúor, e Y<+>representa un catión de metal alcalino o un catión de amonio, en donde los gránulos tienen un diámetro modal de menos de 80 µm y un diámetro mediano de menos de 45 µm, por ejemplo, entre 5 y 45 µm.

[0016] El documento US 2019/0276311 A1 (Nippon Shokubai) se refiere a un método para producir una sal metálica de FSI, que comprende la reacción de bis(fluorosulfonil)imida (HFSI) con un haluro de metal alcalino en una solución de reacción que incluye un disolvente orgánico, y una etapa de purificación por filtración de la sal de FSI obtenida a partir de la misma. La filtración se realiza preferiblemente usando un medio filtrante que tiene un diámetro de partículas retenidas de 0,1 a 10 µm.

[0017] Ninguno de estos documentos describe las dispersiones de sales de NH<4>FSI de la presente invención, que tienen al menos dos fracciones de tamaño de partícula y, por lo tanto, una fluidez y una disolución en diversos disolventes que las hacen muy adecuadas para almacenarse y participar en procesos de fabricación posteriores.

[0018] Sumario

[0019] La presente invención se refiere a una dispersión seca de la sal de amonio de bis(fluorosulfonil)imida (NH<4>FSI) de fórmula (I):

[0020] [F-SO<2>-N--SO<2>-F], NH<4>+

(I)

[0021] en donde la sal NH<4>FSI está posiblemente en forma de un solvato que comprende:

[0022] - de un 50 a un 99,9 % en peso de la sal NH<4>FSI, y

[0023] - de un 0,1 a un 50 % en peso de disolvente S<2>, que se selecciona del grupo que consiste en éteres cíclicos y acíclicos, en donde la dispersión seca comprende al menos dos fracciones de tamaño de partícula, es decir, una fracción de tamaño pequeño y una fracción de tamaño grande.

[0024] La presente invención también se refiere a un proceso para preparar una sal de bis(fluorosulfonil)imida (MFSI) de fórmula (II):

[0025] [F-SO<2>-N--SO<2>-F], M<+>(II)

[0026] en donde M se selecciona del grupo que consiste en Li, Na y K,

[0027] en donde el proceso que comprende hacer reaccionar la dispersión seca de sal de amonio de bis(fluorosulfonil)imida (NH<4>FSI) de fórmula (I) descrita en este documento con un compuesto (C) seleccionado del grupo que consiste en compuestos de litio, compuestos de sodio y compuestos de potasio.

[0028] Otro aspecto de la presente invención es la dispersión seca de sal de bis(fluorosulfonil)imida (MFSI) de fórmula (II):

[0029] [F-SO<2>-N--SO<2>-F], M<+>(II)

[0030] en donde M se selecciona del grupo que consiste en Li, Na y K, y comprende al menos dos fracciones de tamaño de partícula. Dicha dispersión puede obtenerse a partir del proceso descrito en este documento.

[0031] Divulgación de la invención

[0032] En la presente solicitud:

[0033] - cualquier descripción, incluso aunque se describa en relación con una realización específica, es aplicable a e intercambiable con otras realizaciones de la presente invención;

[0034] - cuando se dice que un elemento o componente está incluido en y/o seleccionado de una lista de elementos o componentes enumerados, debe entenderse que, en realizaciones relacionadas contempladas explícitamente aquí, el elemento o el componente también puede ser uno cualquiera de los elementos o componentes enumerados individualmente, o también puede seleccionarse de un grupo que consiste en dos cualesquiera o más de los elementos o componentes enumerados explícitamente; cualquier elemento o componente enumerado en una lista de elementos o componentes puede omitirse de dicha lista; y

[0035] - cualquier enumeración en este documento de intervalos numéricos mediante valores extremos incluye todos los números comprendidos dentro de los intervalos enumerados, así como los valores extremos del intervalo y equivalentes.

[0036] La dispersión seca de la sal de amonio de bis(fluorosulfonil)imida (NH<4>FSI) de la presente invención se caracteriza por que comprende al menos dos fracciones de tamaño de partícula, es decir, una fracción de tamaño pequeño y una fracción de tamaño grande. La dispersión de la presente invención puede comprender más de dos fracciones. Preferiblemente, la dispersión de la presente invención se caracteriza por una distribución bimodal del tamaño de partícula. Las fracciones pueden caracterizarse por diversos parámetros de distribución de tamaño de partícula (PSD), por ejemplo, su valor d<50>. También denominado D50, el valor d<50>se conoce como el diámetro mediano o valor medio de la PSD. Es el valor del diámetro de partícula al 50 % en la distribución acumulativa. Esto significa que el 50 % en volumen de las partículas de la muestra son más grandes que el valor d<50>, y que el 50 % en volumen de las partículas de la muestra son más pequeñas que el valor d<50>.

[0037] En algunas realizaciones preferidas, la fracción de tamaño pequeño tiene un valor d<50>de menos de 120 µm, por ejemplo, menos de 115 µm, menos de 110 µm, menos de 105 µm o incluso menos de 100 µm, según se determina mediante difracción láser en n-hexano.

[0038] La fracción de tamaño pequeño también puede ser de modo que:

[0039] - su valor d<10>no sea de menos de 20 µm, preferiblemente entre 30 y 100 µm, más preferiblemente entre 40 y 95 µm, incluso más preferiblemente entre 60 y 90 µm; y/o

[0040] - su valor d<50>esté entre 80 y 115 µm, preferiblemente entre 85 y 110 µm, más preferiblemente entre 90 y 105 µm. En algunas otras realizaciones preferidas, la fracción de gran tamaño tiene un valor d<50>de más de 200 µm, más de 210 µm, más de 220 µm o incluso más de 230 µm, según se determina mediante difracción láser en n-hexano. La fracción de tamaño grande también puede ser de modo que:

[0041] - su valor d<50>esté entre 200 y 250 µm, preferiblemente entre 205 y 245 µm, más preferiblemente entre 210 y 240 µm; - su valor d<90>esté entre 260 y 300 µm, preferiblemente entre 265 y 290 µm, más preferiblemente entre 275 y 285 µm; y/o

[0042] - su valor d<99>esté entre 300 y 400 µm, preferiblemente entre 310 y 380 µm.

[0043] La relación volumétrica de las partículas pequeñas a las partículas grandes puede ser de 5:95 a 95:5, de 10:90 a 90:10 o de 20:80 a 80:20. La relación volumétrica puede determinarse mediante cálculos informáticos, por ejemplo, usando SYMPATEC<®>.

[0044] La PSD de la dispersión seca de presente invención puede ser preferiblemente de modo:

[0045] - su valor d<10>no sea de menos de 20 µm, preferiblemente entre 30 y 100 µm, más preferiblemente entre 40 y 95 µm, incluso más preferiblemente entre 60 y 90 µm;

[0046] - su valor d<50>esté entre 140 y 190 µm, preferiblemente entre 145 y 185 µm, más preferiblemente entre 150 y 180 µm; - su valor d<90>esté entre 260 y 300 µm, preferiblemente entre 265 y 290 µm, más preferiblemente entre 275 y 285 µm; y/o

[0047] - su valor d<99>esté entre 300 y 400 µm, preferiblemente entre 310 y 380 µm, según se determina mediante difracción láser en n-hexano.

[0048] En algunas realizaciones, la relación dimensional definida como la relación promedio de la longitud mínima de Feret a la longitud máxima de Feret, calculada sobre aproximadamente 60 partículas de una imagen de microscopia electrónica de barrido (SEM) de la dispersión seca, varía entre 0,3 y 1,0, preferiblemente entre 0,5 y 0,95, incluso más preferiblemente entre 0,7 y 0,9.

[0049] Las fracciones de tamaño pequeño y tamaño grande de la presente invención también pueden caracterizarse por su diámetro de partícula Dp en el pico de la distribución de tamaño de partícula basada en el volumen.

[0050] En algunas realizaciones, el diámetro de partícula Dp en el pico de la fracción de tamaño pequeño está entre 80 y 115 µm, preferiblemente entre 85 y 110 µm, más preferiblemente entre 90 y 105 µm.

[0051] En algunas realizaciones, el diámetro de partícula Dp en el pico de la fracción de tamaño grande está entre 200 y 250 µm, preferiblemente entre 205 y 245 µm, más preferiblemente entre 210 y 240 µm.

[0052] La dispersión de la presente invención puede ser de modo que tenga una forma que sea al menos una seleccionada del grupo que consiste en una forma cuadrangular, una forma monoclínica, una forma esférica, una forma de varilla, una forma de aguja y mezclas de las mismas. Preferiblemente, tiene una forma que es al menos dos seleccionadas del grupo que consiste en una forma cuadrangular, una forma monoclínica, una forma esférica, una forma de varilla, una forma de aguja y mezclas de las mismas.

[0053] En algunas realizaciones, la dispersión tiene una forma de modo que:

[0054] - una pequeña fracción F<s>tiene una forma de varilla y/o una forma de aguja; y

[0055] - una fracción grande F<L>tiene una forma cuadrangular, una forma monoclínica y/o una forma esférica, en donde la fracción pequeña es menos de un 50 % en peso y la fracción grande es más de un 50 % en peso, siendo la suma de F<s>+ F<L>igual al 100 % en peso.

[0056] En algunas realizaciones, la sal NH<4>FSI en la dispersión está en forma de solvato, posiblemente en forma cristalizada, que comprende:

[0057] - de un 50 a un 99,9 % en peso de la sal NH<4>FSI, y

[0058] - de un 0,1 a un 50 % en peso de disolvente S<2>, que se selecciona del grupo que consiste en éteres cíclicos y acíclicos. En algunas realizaciones, la sal NH4FSI en la dispersión puede ser un solvato que comprende de un 50 a un 99,5 % en peso, de un 50 a un 99 % en peso o de un 50 a un 98 % en peso de la sal NH<4>FSI. La sal NH<4>FSI en la dispersión también puede ser un solvato que comprende de un 50,5 a un 99,9 % en peso, de un 51 a un 99 % en peso, o de un 52 a un 98 % en peso de la sal NH<4>FSI. La sal NH<4>FSI en la dispersión puede ser incluso un solvato que comprende de un 55 a un 95 % en peso, de un 60 a un 90 % en peso, o de un 63 a un 83 % en peso de la sal NH<4>FSI.

[0059] En algunas realizaciones, la sal NH<4>FSI en la dispersión puede ser un solvato que comprende de un 0,1 a un 49,5 % en peso, de un 0,1 a un 49 % en peso, o de un 0,1 a un 48 % en peso del disolvente S<2>. La sal NH<4>FSI en la dispersión también puede ser un solvato que comprende de un 0,5 a un 50 % en peso, de un 1 a un 50 % en peso, o de un 2 a un 50 % en peso del disolvente S<2>. La sal NH<4>FSI en la dispersión puede ser incluso un solvato que comprende de un 5 a un 45 % en peso, de un 10 a un 40 % en peso, o de un 17 a un 37 % en peso del disolvente S<2>.

[0060] La dispersión seca de la presente invención puede obtenerse mediante un proceso que comprende las etapas de: i) proporcionar una sal en bruto de NH<4>FSI;

[0061] ii) disolver la sal en bruto de NH<4>FSI en al menos un disolvente S<1>;

[0062] iii) cristalizar la sal en bruto de NH<4>FSI por medio de al menos un disolvente S<2>; y

[0063] iv) separar la sal NH<4>FSI de al menos parte de los disolventes S1 y S<2>, preferiblemente por filtración.

[0064] La sal en bruto de NH<4>FSI puede comprender de un 80 a un 97 % en peso de la sal NH<4>FSI, preferiblemente de un 85 a un 95 % en peso, más preferiblemente de un 90 a un 95 % en peso. La sal en bruto de NH<4>FSI también comprende impurezas tales como FSO<3>-, F-, ClO-, SO<4>2-

, NH<2>SO<3>-, NH<4>[N(SO<3>H)(SO<2>F)] (OFSI) y/o NH<4>[N(SO<3>H)<2>] (OSI).

[0065] El contenido en peso de estas impurezas puede variar entre un 3 y un 20 % en peso, por ejemplo, entre un 5 y un 15 % en peso o entre un 10 y un 5 % en peso.

[0066] En algunas realizaciones, el disolvente S<1>se selecciona del grupo que consiste en acetonitrilo, valeronitrilo, adiponitrilo, benzonitrilo, metanol, etanol, 1-propanol, 2-propanol, 2,2,2,-trifluoroetanol, acetato de n-butilo, acetato de isopropilo y mezclas de los mismos; preferiblemente 2,2,2,-trifluoroetanol (TFE).

[0067] En algunas otras realizaciones, el disolvente S<2>se selecciona del grupo que consiste en éter dietílico, éter diisopropílico, éter metil-t-butílico, dimetoximetano, 1,2-dimetoxietano, tetrahidrofurano, 2-metiltetrahidrofurano, 1,3-dioxano, 4-metil-1,3-dioxano y 1,4-dioxano, y mezclas de los mismos; más preferiblemente de la lista que consiste en éter dietílico, éter diisopropílico, éter metil-t-butílico, 1,2-dimetoxietano, tetrahidrofurano, 2-metiltetrahidrofurano, dioxano y mezclas de los mismos; siendo incluso más preferiblemente 1,3-dioxano o 1,4-dioxano.

[0068] En una realización preferida, la dispersión seca tiene está en forma de un solvato, al menos parcialmente cristalizado, que comprende de un 0,1 % en peso a un 50 % en peso de un disolvente S<2>(preferiblemente dioxano) y de un 50 a un 99,9 % en peso de la sal NH<4>FSI, obteniéndose dicha dispersión mediante un proceso que comprende las etapas de:

[0069] i) proporcionar una sal en bruto de NH<4>FSI;

[0070] ii) disolver la sal en bruto de NH<4>FSI en al menos un disolvente S<1>(preferiblemente TFE);

[0071] iii) cristalizar la sal en bruto de NH<4>FSI por medio de al menos un disolvente S<2>(preferiblemente dioxano); y iv) separar la sal NH<4>FSI de al menos parte de los disolventes S1 y S<2>, preferiblemente por filtración.

[0072] En algunas realizaciones, la relación de peso de S<1>/S<2>en el proceso de preparación de la dispersión de la presente invención varía entre 1/10 y 10/1, preferiblemente entre 1/5 y 5/1, más preferiblemente entre 1/2 y 2/1.

[0073] La presente invención también se refiere a un proceso para preparar una sal de bis(fluorosulfonil)imida (MFSI) de fórmula (II):

[0074] [F-SO<2>-N--SO<2>-F], M<+>(II)

[0075] en donde M se selecciona del grupo que consiste en Li, Na y K,

[0076] en donde el proceso que comprende hacer reaccionar la dispersión seca de sal de amonio de bis(fluorosulfonil)imida (NH<4>FSI) de fórmula (I) como se describe en la presente divulgación con un compuesto (C) seleccionado del grupo que consiste en compuestos de litio, compuestos de sodio y compuestos de potasio.

[0077] En algunas realizaciones, el compuesto (C) es un compuesto de litio, seleccionado preferiblemente del grupo que consiste en hidróxido de litio LiOH, hidróxido de litio hidratado LiOH.H<2>O, carbonato de litio Li<2>CO<3>, hidrogenocarbonato de litio LiHCO<3>, cloruro de litio LiCl, fluoruro de litio LiF, compuestos de alcóxido tales como CH<3>OLi y EtOLi, compuestos de alquil litio tales como EtLi, BuLi y t-BuLi, acetato de litio CH<3>COOLi y oxalato de litio Li<2>C<2>O<4>, más preferiblemente LiOH.H<2>O o Li<2>CO<3>.

[0078] La presente invención también se refiere a una dispersión seca de una sal de bis(fluorosulfonil)imida (MFSI) de fórmula (II):

[0079] [F-SO<2>-N--SO<2>-F], M<+>(II)

[0080] en donde M se selecciona del grupo que consiste en Li, Na y K,

[0081] en donde la dispersión seca que comprende al menos dos fracciones de tamaño de partícula.

[0082] La dispersión seca de sal de MFSI puede obtenerse a partir del proceso descrito anteriormente.

[0083] La sal de MFSI descrita en este documento es preferiblemente LiFSI.

[0084] En algunas realizaciones, la dispersión seca de sal de MFSI contiene al menos 1 ppm de disolvente S<2>. La dispersión seca de sal de MFSI puede contener, por ejemplo, de 1 a 100 ppm de disolvente S<2>, de 2 a 80 ppm, de 3 a 60 ppm, de 4 a 40 ppm o de 5 a 25 ppm de disolvente S<2>.

[0085] En caso de que la divulgación de cualquier patente, solicitud de patente y publicación entre en conflicto con la descripción de la presente solicitud en la medida en que pueda hacer que un término no quede claro, la presente descripción prevalecerá.

[0086] La divulgación se describirá ahora con mayor detalle con referencia a los siguientes ejemplos, cuyo propósito es meramente ilustrativo y no pretenden limitar el alcance de la divulgación.

[0087] Ejemplos

[0088] Se analizó la PSD de dos dispersiones de sales de FSI. La primera es una dispersión de sales NH<4>FSI de acuerdo con la presente invención (polvo n.º 1). La segunda es una dispersión de sales de LiFSI disponible en el mercado como IONEL<®>de Nippon Shokubai (polvo n.º 2).

[0089] Polvo n.º 1 - Dispersión de NH<4>FSI en forma de solvato

[0090] La dispersión de la invención se preparó de acuerdo con el siguiente proceso:

[0091] Se usó un reactor de 500 ml con un medio de agitación, doble camisa para la regulación térmica, condensador, un medio regulador de la presión y un medio de adición de líquido o gas. Se introdujeron 400 g de carbonato de etil metilo (EMC) en el reactor a temperatura ambiente. Se suspendieron 81 g de NH<4>F anhidro en el reactor. A continuación, se añadieron gradualmente 77 g de HCSI fundido durante 1 hora y la mezcla se calentó a 80 °C en agitación durante 15 horas. A continuación, la mezcla de reacción se enfrió hasta temperatura ambiente y se añadieron 25 g de NH<4>OH (ac.) (agua amoniacal). La mezcla de reacción que contenía sal NH<4>FSI se agitó a temperatura ambiente durante 1 hora y luego se filtró.

[0092] Se concentraron 332 g de la NH<4>FSI en bruto hasta obtener 48 g. Se añadieron 300 g de 2,2,2-trifluoroetanol (TFE) a la solución y se concentró en una solución de 170 g; esta operación se repitió dos veces. A continuación, los 170 g de solución se transfirieron al matraz de tres bocas. Se establecieron agitación y temperatura apropiadas para garantizar una disolución completa de NH<4>FSI en TFE. A continuación, se añadieron gota a gota 139,5 g de 1,4-dioxano al reactor en 3 h. Después de completarse la adición de 1,4-dioxano, la temperatura de la solución se mantuvo a 60 °C durante otro periodo de 2 h. A continuación, se dejó enfriar la mezcla hasta temperatura ambiente y se agitó durante la noche. A continuación, se filtró el contenido del matraz usando una membrana de PTFE de 0,22 µm para recoger la NH<4>FSI sólida. La torta sólida recogida se lavó con 60 g de 1,4-dioxano. El sólido recogido se secó usando el evaporador giratorio a 70 °C a 20 mbar hasta que no hubo más evaporación del disolvente para producir 28,8 g de un sólido blanco. Este sólido blanco es un solvato cristalizado de NH4FSI (NH<4>FSI-S) que comprende un 80 % en peso de NH<4>FSI y un 20 % en peso de 1,4-dioxano.

[0093] El rendimiento de recristalización, calculado mediante la siguiente fórmula, es de un 48 %.

[0095]

[0097] Métodos de prueba

[0098] PSD

[0099] La PSD se determinó mediante el método de difracción láser (HELOS CUVETTE). La información de difracción (datos sin procesar) se convirtió en la distribución acumulativa, así como en la distribución diferencial normalizada, mediante el programa informático SYMPATEC<®>proporcionado por el fabricante del dispositivo. Mientras tanto, las muestras se prepararon en la cámara de bioseguridad. Se dispersaron 0,1 mg de muestra sólida en 2,5 ml de n-hexano para dar una fracción de masa de partículas final de aproximadamente un 4 %.

[0100] Forma

[0101] La morfología de las partículas de las muestras sólidas se analizó mediante microscopia óptica (campo claro). Las muestras se prepararon en la cámara de bioseguridad. Se mezclaron 0,1 mg de muestra sólida con parafina en el portaobjetos de vidrio, se cubrieron con un cubreobjetos de vidrio y se sellaron mediante curado UV.

[0102] Resultados

[0103] Polvo n.º 1

[0104] La figura 1 muestra la distribución bimodal del tamaño de partícula (PSD) de la dispersión seca.

[0106]

[0108] Relación volumétrica de las partículas pequeñas a las partículas grandes: 1/1

[0109] La morfología de las partículas era mixta, con una mayoría de partículas cuadrangulares, monoclínicas y esféricas, así como una pequeña porción de partículas en forma de varilla y forma de aguja.

[0110] Polvo n.º 2

[0112]

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Una dispersión seca de sal de amonio de bis(fluorosulfonil)imida (NH<4>FSI) de fórmula (I):

[F-SO<2>-N--SO<2>-F], NH<4>+

(I)

en donde la sal NH<4>FSI puede estar en forma de un solvato que comprende:

- de un 50 a un 99,9 % en peso de la sal NH<4>FSI, y

- de un 0,1 a un 50 % en peso de disolvente S<2>, que se selecciona del grupo que consiste en éteres cíclicos y acíclicos, en donde la dispersión seca comprende al menos dos fracciones de tamaño de partícula, una fracción de tamaño pequeño y una fracción de tamaño grande.

2. La dispersión de la reivindicación 1, en donde:

- la fracción de tamaño pequeño tiene un valor d<50>de menos de 120 µm;

- la fracción de tamaño grande tiene un valor d<50>de más de 200 µm; y/o

- la relación volumétrica de las partículas pequeñas a las partículas grandes es de 5:95 a 95:5,

según se determina mediante difracción láser en n-hexano.

3. La dispersión de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la dispersión seca es de modo que: - su valor d<10>sea de no menos de 20 µm, preferiblemente entre 30 y 100 µm;

- su valor d<50>esté entre 140 y 190 µm, preferiblemente entre 145 y 185 µm;

- su valor d<90>esté entre 260 y 300 µm, preferiblemente entre 265 y 290 µm; y/o

- su valor d<99>esté entre 300 y 400 µm, preferiblemente entre 310 y 380 µm

según se determina mediante difracción láser en n-hexano.

4. La dispersión de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la fracción de tamaño pequeño de la dispersión seca es de modo que:

- su valor d<10>sea de no menos de 20 µm, preferiblemente entre 30 y 100 µm, y/o

- su valor d<50>esté entre 80 y 115 µm,

según se determina mediante difracción láser en n-hexano.

5. La dispersión de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la fracción de tamaño grande de la dispersión seca es de modo que:

- su valor d<50>esté entre 200 y 250 µm;

- su valor d<90>esté entre 260 y 300 µm; y/o

- su valor d<99>esté entre 300 y 400 µm,

según se determina mediante difracción láser en n-hexano.

6. La dispersión de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que tiene una forma que es al menos una seleccionada del grupo que consiste en una forma cuadrangular, una forma monoclínica, una forma esférica, una forma de varilla, una forma de aguja y mezclas de las mismas.

7. La dispersión de la reivindicación 6, que tiene una forma que es al menos dos seleccionadas del grupo que consiste en una forma cuadrangular, una forma monoclínica, una forma esférica, una forma de varilla, una forma de aguja y mezclas de las mismas.

8. La dispersión de la reivindicación 6 o 7, que tiene una forma de modo que:

- una pequeña fracción F<s>tiene una forma de varilla y/o una forma de aguja; y

- una fracción grande F<L>tiene una forma cuadrangular, una forma monoclínica y/o una forma esférica, en donde la fracción pequeña es menos de un 50 % en peso y la fracción grande es más de un 50 % en peso, siendo la suma de F<s>+ F<L>igual al 100 % en peso.

9. La dispersión de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en donde la sal NH<4>FSI es un solvato que comprende un disolvente S<2>que se selecciona del grupo que consiste en éter dietílico, éter diisopropílico, éter metilt-butílico, dimetoximetano, 1,2-dimetoxietano, tetrahidrofurano, 2-metiltetrahidrofurano, 1,3-dioxano, 4-metil-1,3

dioxano y 1,4-dioxano, y mezclas de los mismos; más preferiblemente de la lista que consiste en éter dietílico, éter diisopropílico, éter metil-t-butílico, 1,2-dimetoxietano, tetrahidrofurano, 2-metiltetrahidrofurano, dioxano y mezclas de los mismos; siendo incluso más preferiblemente 1,3-dioxano o 1,4-dioxano.

10. Un proceso para preparar la dispersión de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende las etapas de:

i) proporcionar una sal en bruto de NH<4>FSI;

ii) disolver la sal en bruto de NH<4>FSI en al menos un disolvente S<1>;

iii) cristalizar la sal en bruto de NH<4>FSI por medio de al menos un disolvente S<2>; y

iv) separar la sal NH<4>FSI de al menos parte de los disolventes S<1>y S<2>, preferiblemente por filtración.

11. El proceso de la reivindicación 10, en donde:

- S<1>se selecciona del grupo que consiste en acetonitrilo, valeronitrilo, adiponitrilo, benzonitrilo, metanol, etanol, 1-propanol, 2-propanol, 2,2,2,-trifluoroetanol, acetato de n-butilo, acetato de isopropilo y mezclas de los mismos; - S<2>se selecciona del grupo que consiste en éter dietílico, éter diisopropílico, éter metil-t-butílico, dimetoximetano, 1,2-dimetoxietano, tetrahidrofurano, 2-metiltetrahidrofurano, 1,3-dioxano, 4-metil-1,3-dioxano y 1,4-dioxano, y mezclas de los mismos; y/o

- la relación en peso de S<1>/S<2>varía entre 1/10 y 10/1.

12. Un proceso para preparar una sal de bis(fluorosulfonil)imida (MFSI) de fórmula (II):

[F-SO<2>-N--SO<2>-F], M<+>(II)

en donde M se selecciona del grupo que consiste en Li, Na y K,

en donde el proceso que comprende hacer reaccionar la dispersión seca de sal de amonio de bis(fluorosulfonil)imida (NH<4>FSI) de fórmula (I) de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 con un compuesto (C) seleccionado del grupo que consiste en compuestos de litio, compuestos de sodio y compuestos de potasio.

13. El proceso de la reivindicación 12, en donde el compuesto (C) es un compuesto de litio, seleccionado preferiblemente del grupo que consiste en hidróxido de litio LiOH, hidróxido de litio hidratado LiOH.H<2>O, carbonato de litio Li<2>CO<3>, hidrogenocarbonato de litio LiHCO<3>, cloruro de litio LiCl, fluoruro de litio LiF, compuestos de alcóxido tales como CH<3>OLi y EtOLi, compuestos de alquil litio tales como EtLi, BuLi y t-BuLi, acetato de litio CH<3>COOLi y oxalato de litio Li<2>C<2>O<4>, más preferiblemente LiOH.H<2>O o Li<2>CO<3>.

14. Una dispersión seca de una sal de bis(fluorosulfonil)imida (MFSI) de fórmula (II):

[F-SO<2>-N--SO<2>-F], M<+>(II)

en donde M se selecciona del grupo que consiste en Li, Na y K,

en donde la dispersión seca que comprende al menos dos fracciones de tamaño de partícula.

15. La dispersión de la reivindicación 14, en donde:

- la dispersión se puede obtener a partir del proceso de cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, y/o

- la dispersión contiene al menos 1 ppm de disolvente S<2>.