KR102007476B1 - New purification method of bis(fluorosulfonyl)imide lithium salt) - Google Patents

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KR102007476B1
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bis
fluorosulfonyl
imide
lithium salt
imide lithium
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이상율
김경철
박자영
김지형
김정인
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주식회사 천보
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Abstract

The present invention provides a purification method of a bis(fluorosulfonyl)imide lithium salt, comprising steps of: (a) adding the bis(fluorosulfonyl)imide lithium salt and an antisolvent to a reactor; (b) putting lithium methoxide or a lithium methoxide solution to the reactor and stirring the same; and (c) filtering a solution stirred in the step (b) and drying a filtrate. The method for purifying the bis(fluorosulfonyl)imide lithium salt of the present invention provides an effect of effectively removing impurities contained in the bis(fluorosulfonyl)imide lithium salt by a simple method.

Description

비스(플루오로술포닐)이미드 리튬염의 신규한 정제 방법{New purification method of bis(fluorosulfonyl)imide lithium salt)} New purification method of bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt}

본 발명은 비스(플루오로술포닐)이미드 리튬염(LiFSI)의 신규한 정제 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a novel process for purifying bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt (LiFSI).

모바일 기기의 대중화, 전기자동차의 상용화, 및 전기저장 장치의 수요 증가에 따라 고출력, 고에너지 밀도, 고방전 전압 등의 성능을 갖춘 2차 전지가 개발되고 있다. BACKGROUND With the popularization of mobile devices, the commercialization of electric vehicles, and the increasing demand for electric storage devices, secondary batteries having high output, high energy density, and high discharge voltage have been developed.

리튬-이온 배터리는 적어도 음극, 양극, 분리막 및 전해질을 포함한다. 상기 전해질은 일반적으로 유기 카르보네이트의 혼합물인 용매에 용해된 리튬염으로 구성된다. 가장 널리 사용되는 리튬염으로는 리튬 헥사플루오로포스페이트(LiPF6)를 들 수 있는데, 이 리튬염은 우수한 성능을 갖추고 있지만 플루오르화수소산 기체의 형태로 분해되는 단점을 갖는다. Lithium-ion batteries include at least a cathode, a cathode, a separator and an electrolyte. The electrolyte consists of a lithium salt dissolved in a solvent which is usually a mixture of organic carbonates. The most widely used lithium salts include lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), which has excellent performance but has the disadvantage of being decomposed in the form of hydrofluoric acid gas.

상기 단점을 극복하기 위하여, LiTFSI(리튬 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드) 및 LiFSI (리튬 비스(플루오로술포닐)이미드) 가 개발되었다. 이러한 염들은 자발적 분해를 약간 나타내거나 나타내지 않고, LiPF6 보다 가수분해에 더 안정하다. In order to overcome the above disadvantages, LiTFSI (lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide) and LiFSI (lithium bis (fluorosulfonyl) imide) have been developed. These salts show little or no spontaneous degradation and are more stable to hydrolysis than LiPF 6 .

한편, LiTFSI는 알루미늄 집전기(current collector)에 대한 부식을 야기하는 단점을 갖는 것으로 알려진 반면, LiFSI는 상기와 같은 단점도 갖지 않기 때문에 종래의 다른 염들과 비교하여 탁월한 성능으로 주목을 받고 있다. On the other hand, LiTFSI is known to have a disadvantage of causing corrosion to the aluminum current collector (current collector), whereas LiFSI has attracted attention for its excellent performance compared to other conventional salts because it does not have the above disadvantages.

리튬-이온 2차 전지의 원가구조에서 리튬염의 비중이 높기 때문에 경제적으로 고순도의 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염을 제조하는 방법에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. Due to the high specific gravity of lithium salts in the cost structure of lithium-ion secondary batteries, researches on a method of producing bis (fluorosulfonyl) imide lithium salts of high purity economically have been actively conducted.

종래에 잘 알려진 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염의 제조방법의 예로는 다음과 같은 방법을 들 수 있다: Examples of conventionally known methods for preparing bis (fluorosulfonyl) imide lithium salts include the following methods:

Figure 112018123535068-pat00001
Figure 112018123535068-pat00001

상기 기술은 반응식에 나타난 바와 같이, 출발물질인 비스(클로로술포닐)이미드를 플로오르화 시약인 NH4F(HF)n (n=1~10)와 반응시켜서 중간 생성물로 암모늄비스(플루오르술포닐)이미드염을 제조하는 것을 특징으로 한다. As described in the above scheme, the bis (chlorosulfonyl) imide, a starting material, is reacted with NH 4 F (HF) n (n = 1-10), a fluorination reagent, to form ammonium bis (fluorosulfonate) as an intermediate product. It is characterized by producing a polyyl) imide salt.

상기 불화 암모늄(NH4F(HF)n)은 상대적으로 안전하며 공업적인 대량합성에 사용할 수 있는 유용한 불소 제공원이지만, 불소화 반응 후 잔존하게 되는 과량의 불화 암모늄 및 염화 암모늄은 비스(플루오로술포닐)이미드 리튬염 최종 제품의 산도, 탁도, 염소이온의 농도 및 술폰산 음이온의 농도를 증가시켜 제품의 품질을 저하시킬 뿐만 아니라 전지의 수명을 저하시키는 주요한 원인이 된다. The ammonium fluoride (NH 4 F (HF) n) is a relatively safe and useful source of fluorine for use in industrial mass synthesis, but the excess ammonium fluoride and ammonium chloride remaining after the fluorination reaction is bis (fluorosulfonate). Phenyl) imide Lithium salt Increases the acidity, turbidity, chlorine ion concentration and sulfonic acid anion concentration of the final product, not only to reduce the quality of the product but also to be a major cause of battery life.

또한, 암모늄 염의 제거 과정 및 리튬이온을 도입하는 과정에서 산도가 증가하여 품질의 저하를 가져올 뿐만 아니라 수산화 리튬의 순도를 저하시켜 합성의 경제성을 저하시키는 단점을 갖는다. In addition, the acidity is increased in the process of removing the ammonium salt and introducing lithium ions, which not only leads to a decrease in quality but also lowers the purity of lithium hydroxide, thereby lowering the economics of the synthesis.

즉, 상기 반응식 중 위의 반응의 경우 하기와 같은 불순물이 발생한다:In other words, in the above reaction, the following impurities are generated:

Figure 112018123535068-pat00002
Figure 112018123535068-pat00002

또한, 상기 반응식 중 아래의 반응의 경우 하기와 같은 불순물이 발생한다:In addition, in the following reactions, the following impurities occur:

Figure 112018123535068-pat00003
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그러므로 LiFSI(리튬 비스(플루오로술포닐)이미드)를 제조함에 있어서, 불순물을 최소화할 수 있는 방법에 대한 연구가 요구되고 있다. Therefore, in preparing LiFSI (lithium bis (fluorosulfonyl) imide), research on a method for minimizing impurities is required.

대한민국 공개특허 제10-2013-0140216호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2013-0140216

본 발명자들은, 종래기술의 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 제조과정에서 발생되어 비스(플루오로설포닐)이미드 리튬염(LiFSI)에 포함되는 불순물들을 간단한 방법에 의해 효과적으로 제거할 수 있는 신규한 정제 방법을 발견하여 본 발명을 완성하였다. The present inventors have made diligent efforts to solve the above-mentioned problems of the prior art and, as a result, can effectively remove impurities generated in the manufacturing process and contained in bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt (LiFSI) by a simple method. A novel purification method that can be found has been completed to complete the present invention.

그러므로 본 발명은 비스(플루오로설포닐)이미드 리튬염에 포함된 불순물을 간단한 방법에 의해 효과적으로 제거할 수 있는 신규한 비스(플루오로설포닐)이미드 리튬염의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Therefore, an object of the present invention is to provide a novel method for preparing a bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt which can effectively remove impurities contained in the bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt by a simple method. do.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, In order to achieve the above object,

본 발명은,The present invention,

(a) 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염과 반용매(antisolvent)를 반응기에 투입하는 단계;(a) adding bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt and antisolvent to the reactor;

(b) 상기 반응기에 리튬메톡사이드 또는 리튬메톡사이드 용액을 넣고 교반하는 단계; 및(b) adding a lithium methoxide or lithium methoxide solution to the reactor and stirring the solution; And

(c) 상기 (b)단계에서 교반한 용액을 여과하고, 여과물을 건조하는 단계;를 포함하는 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염의 정제 방법을 제공한다.(c) filtering the solution stirred in step (b), and drying the filtrate; provides a method for purifying bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt comprising a.

본 발명의 비스(플루오로설포닐)이미드 리튬염의 정제 방법은 제조과정에서 비스(플루오로설포닐)이미드 리튬염에 포함된 불순물을 간단한 방법에 의해 효과적으로 제거할 수 있는 효과를 제공한다. The purification method of the bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt of the present invention provides the effect that the impurities contained in the bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt can be effectively removed by a simple method.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은,The present invention,

(a) 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염과 반용매(antisolvent)를 반응기에 투입하는 단계;(a) adding bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt and antisolvent to the reactor;

(b) 상기 반응기에 리튬메톡사이드 또는 리튬메톡사이드 용액을 넣고 교반하는 단계; 및(b) adding a lithium methoxide or lithium methoxide solution to the reactor and stirring the solution; And

(c) 상기 (b)단계에서 교반한 용액을 여과하고, 여과물을 건조하는 단계;를 포함하는 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염의 정제 방법에 관한 것이다. (c) filtering the solution stirred in step (b) and drying the filtrate; and relates to a method for purifying a bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt comprising a.

상기 (a)단계에서 반용매(antisolvent)는 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염 100 중량부를 기준으로 50~500 중량부로 투입될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 80~300 중량부로 투입될 수 있다. In step (a), the antisolvent may be added in an amount of 50 to 500 parts by weight based on 100 parts by weight of the bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt, and more preferably in an amount of 80 to 300 parts by weight. .

반용매의 투입량이 상술한 범위 미만일 경우 불순물이 여액으로 빠지지 않는 문제가 발생할 수 있어 바람직하지 않으며, 상술한 범위를 초과하는 경우 효과는 증가하지 않고, 교반기에 무리가 될 수 있으므로 바람직하지 않다. If the input amount of the anti-solvent is less than the above-mentioned range may cause a problem that impurities do not fall into the filtrate, it is not preferable, and if it exceeds the above-mentioned range, the effect does not increase, it is not preferable because it may be unreasonable to the stirrer.

상기 (a)단계에서 반용매(antisolvent)는 톨루엔, 헥세인, 헵탄, 클로로포름, 디클로로메탄 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 것일 수 있다. The antisolvent in step (a) may be one or more selected from the group consisting of toluene, hexane, heptane, chloroform, dichloromethane and the like.

상기 (b)단계에서 리튬메톡사이드 또는 리튬메톡사이드 용액은 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염 100 중량부를 기준으로 리튬메톡사이드를 기준으로 0.03 ~ 2.0 중량부, 더욱 바람직하게는 0.06 ~ 1.5 중량부로 첨가될 수 있다. 상술한 범위 미만으로 포함되는 경우 목적하는 효과를 얻기 어려우며, 상술한 범위를 초과하여 포함되는 경우는 리튬메톡사이드가 잔존하게 되므로 바람직하지 않다.In step (b), the lithium methoxide or lithium methoxide solution is 0.03 to 2.0 parts by weight, more preferably 0.06 to 1.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt. May be added in portions. When included in the above-described range, it is difficult to obtain the desired effect, and when included in the above-described range, it is not preferable because lithium methoxide remains.

상기 (b)단계에서 리튬메톡사이드 용액은 리튬메톡사이드를 알코올에 용해시킨 용액일 수 있으며, 상기 알코올은 C1 ~ C4의 저급 알코올 일 수 있다. 특히, 메탄올이 바람직하게 사용될 수 있다. In step (b), the lithium methoxide solution may be a solution in which lithium methoxide is dissolved in alcohol, and the alcohol may be C1 to C4 lower alcohol. In particular, methanol can be preferably used.

상기 리튬메톡사이드 용액의 농도는 특별히 한정되지 않으나, 5~20%(w/w), 더욱 바람직하게는 8~12%(w/w) 농도의 리튬메톡사이드 용액이 바람직하게 사용될 수 있다. The concentration of the lithium methoxide solution is not particularly limited, but a lithium methoxide solution of 5 to 20% (w / w), more preferably 8 to 12% (w / w), may be preferably used.

상기 (c)단계에서 교반은 100~500 rpm으로 실시되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 250~350 rpm으로 교반될 수 있다.In the step (c), the stirring is preferably carried out at 100 to 500 rpm, more preferably, it may be stirred at 250 to 350 rpm.

교반속도가 상술한 범위 미만으로 수행되는 경우 반응성이 떨어지는 문제가 발생될 수 있으며, 상술한 범위를 초과하는 경우 목적하는 효과는 증가하지 않고, 교반기에 무리가 될 수 있으므로 바람직하지 않다.If the stirring speed is carried out below the above-mentioned range may cause a problem of poor reactivity, if it exceeds the above-mentioned range, the desired effect does not increase, it is not preferable because it may be a bunch on the stirrer.

상기 (c)단계에서 교반은 마그네틱 바를 사용하여 실시될 수도 있다. In the step (c), the stirring may be performed using a magnetic bar.

상기 (c)단계에서 교반 시간은 0.1~4 시간 동안 수행될 수 있으며, 바람직하게는 1~2.5 시간 동안 실시될 수 있다. In the step (c), the stirring time may be performed for 0.1 to 4 hours, and preferably for 1 to 2.5 hours.

본 발명의 정제 방법에서, 상기 (a)단계에서 상기 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염은, 예를 들어, 하기 (가)단계 및 (나)단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다. 그러나, 이 방법으로 한정되는 것은 아니다.In the purification method of the present invention, the bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt in step (a), for example, may be prepared by a method comprising the following (a) and (b) step. However, it is not limited to this method.

(가) 비스(클로로술포닐)이미드를 NH4F(HF)n(n=0~10)와 반응시켜서 암모늄 비스(플루오르술포닐)이미드를 제조하는 단계; 및(A) reacting bis (chlorosulfonyl) imide with NH 4 F (HF) n (n = 0-10) to prepare ammonium bis (fluorosulfonyl) imide; And

(나) 상기 암모늄 비스(플루오르술포닐)이미드를 리튬 염기와 반응시켜서 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염을 얻는 단계;를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다. (B) reacting the ammonium bis (fluorosulfonyl) imide with a lithium base to obtain a bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt; it may be prepared by a method comprising a.

상기 (가)단계는 비스(클로로술포닐)이미드를 NH4F(HF)n(n=0~10)와 반응시켜서 비스(플루오르술포닐)이미드를 제조하는 단계로서 하기 반응식 1 표시될 수 있다: Step (a) is a step of preparing bis (fluorosulfonyl) imide by reacting bis (chlorosulfonyl) imide with NH 4 F (HF) n (n = 0 to 10) to be represented by Scheme 1 below. Can:

[반응식 1]Scheme 1

Figure 112018123535068-pat00004
Figure 112018123535068-pat00004

상기 반응에서 용매로는 메틸-t-부틸에테르, 초산메틸, 초산에틸, 초산프로필, 초산부틸, 아이소부틸프로피오네이트, 아이소부틸아세테이트, 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 이들 중에서도 초산부틸이 더욱 바람직하게 사용될 수 있다. The solvent in the reaction may include methyl t-butyl ether, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, isobutyl propionate, isobutyl acetate, and the like, and these may be used alone or in combination of two or more. It can be used in combination. Among these, butyl acetate can be used more preferably.

상기 반응은 질소분위기에서 실시될 수 있다. The reaction may be carried out in a nitrogen atmosphere.

상기 (가)단계에서 질소 가스 버블링을 실시한 후, 여과 및 농축하여 크루드 화합물을 얻을 수 있으며, 이 때, 크루드 화합물에 용매와 함께 메틸렌 클로라이드 등을 투입하여 재결정을 수행할 수도 있다. After performing nitrogen gas bubbling in the step (A), the crude compound can be obtained by filtration and concentration. In this case, recrystallization may be performed by adding methylene chloride and the like to the crude compound together with a solvent.

상기 (나)단계는 하기 반응식 2와 이 실시될 수 있다: Step (b) may be carried out with Scheme 2 below:

[반응식 2]Scheme 2

Figure 112018123535068-pat00005
Figure 112018123535068-pat00005

상기 (나)단계 반응에서 용매로는 디에틸에테르, 디이소프로필 에테르, 메틸-t-부틸에테르, 초산메틸, 초산에틸, 초산프로필, 초산부틸 아이소부틸프로피오네이트, 아이소부틸아세테이트 등을 들 수 있으며, 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 이들 중에서도 초산부틸이 더욱 바람직하게 사용될 수 있다. The solvent in the step (b) may include diethyl ether, diisopropyl ether, methyl t-butyl ether, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate isobutyl propionate, isobutyl acetate, and the like. These may be used alone or in combination of two or more thereof. Among these, butyl acetate can be used more preferably.

상기 (나)단계에서 리튬 염기로는 수산화리튬(LiOH), 수산화리튬 수화물(LiOH·H2O), 탄산리튬(Li2CO3), 탄산수소리튬(LiHCO3), 염화리튬(LiCl), 아세트산리튬(LiCH3COO) 및 옥살산리튬(Li2C2O4) 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 것이 사용될 수 있다. 이들 중에서도 수산화 리튬 수화물이 바람직하게 사용될 수 있다. In the step (b), the lithium base includes lithium hydroxide (LiOH), lithium hydroxide hydrate (LiOHH 2 O), lithium carbonate (Li 2 CO 3 ), lithium carbonate (LiHCO 3 ), lithium chloride (LiCl), One or more selected from the group consisting of lithium acetate (LiCH 3 COO), lithium oxalate (Li 2 C 2 O 4 ), and the like may be used. Among these, lithium hydroxide hydrate can be preferably used.

상기 (나)단계에서 반응물을 혼합한 후, 질소 가스 버블링을 더 실시할 수 있다. After the reactants are mixed in step (b), nitrogen gas bubbling may be further performed.

상기 (나)단계에서 수득 화합물의 세척, 여과 농축, 재결정 등은 통상의 방법으로 더 실시될 수 있다.The washing of the compound obtained in step (b), filtration concentration, recrystallization, etc. may be further carried out in a conventional manner.

이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Hereinafter, preferred examples are provided to help the understanding of the present invention, but the following examples are merely illustrative of the present invention, and various changes and modifications within the scope and spirit of the present invention are apparent to those skilled in the art. It is natural that such changes and modifications fall within the scope of the appended claims.

제조예 1: 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염의 제조Preparation Example 1 Preparation of Bis (Fluorosulfonyl) imide Lithium Salt

교반장치, 콘덴서 및 온도계가 부착된 반응기에 질소분위기 하에 수분을 정제한 무수 암모늄플루오라이드 51.91 g 및 초산부틸 1000 g을 상온에서 투입하였다. 상기 혼합물을 교반하면서 비스(디클로로술포닐)이미드 100 g을 천천히 투입한 후, 70℃로 승온하면서 2시간 동안 반응시켰다. 반응 완료 후, 실온으로 반응물의 온도를 낮추고, 여과 및 농축하여 크루드 화합물 83.32g을 얻었다. Into a reactor equipped with a stirrer, a condenser and a thermometer, 51.91 g of anhydrous ammonium fluoride and 1000 g of butyl acetate were purified at room temperature under a nitrogen atmosphere. While stirring the mixture, 100 g of bis (dichlorosulfonyl) imide was slowly added thereto, followed by reaction for 2 hours while raising the temperature to 70 ° C. After completion of the reaction, the temperature of the reaction was lowered to room temperature, filtered and concentrated to obtain 83.32 g of crude compound.

상기 크루드 화합물에 초산부틸 222.20g을 넣고 교반한 후, 메틸렌 클로라이드 843.16g을 투입하여 재결정하고, 여과한 후, 고체를 2시간 이상 진공건조하여 암모늄 비스(플루오르술포닐)이미드 74.06g을 수득하였다(수득률: 80%).222.20 g of butyl acetate was added to the crude compound, followed by stirring. Then, 843.16 g of methylene chloride was added and recrystallized. After filtering, the solid was vacuum dried for at least 2 hours to obtain 74.06 g of ammonium bis (fluorosulfonyl) imide. (Yield: 80%).

상기 암모늄 비스(플루오르술포닐)이미드 74.06g과 초산부틸 444.39g을 반응기 1에 투입하고 교반시켰다. LiOHH2O 41.96g과 초산부틸 220.63g을 반응기 2에 투입하고 교반시켰다. 상기 반응기 1의 용액을 반응기 2에 서서히 적가하였다. 반응 완료 후, 실온으로 반응물의 온도를 낮추고, 여과하고 농축을 하였다. 74.06 g of the ammonium bis (fluorosulfonyl) imide and 444.39 g of butyl acetate were added to Reactor 1 and stirred. 41.96 g of LiOHH 2 O and 220.63 g of butyl acetate were added to Reactor 2 and stirred. The solution of Reactor 1 was slowly added dropwise to Reactor 2. After completion of the reaction, the reaction was cooled to room temperature, filtered and concentrated.

상기 농축액에 메틸렌 클로라이드 200 g을 가하고, 실온에서 20분 동안 교반하였다. 생성된 고체를 여과하고 진공 하에서 건조시켜 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염 43.34g을 수득하였다(수율: 62%).200 g of methylene chloride was added to the concentrate and stirred at room temperature for 20 minutes. The resulting solid was filtered and dried under vacuum to give 43.34 g of bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt (yield: 62%).

실시예 1: 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염의 정제Example 1 Purification of Bis (Fluorosulfonyl) imide Lithium Salt

상기 제조예 1에서 수득된 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염 43.34g을 반용매(antisolvent)인 톨루엔 100 ml와 함께 반응기에 투입하였다.43.34 g of the bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt obtained in Preparation Example 1 was added to the reactor together with 100 ml of toluene as an antisolvent.

상기 반응기에 10%(w/w)의 리튬메톡사이드 메탄올 용액 0.4 ml를 넣고, Mechanical Overhead Stirrer를 사용하여 300 rpm으로 2 시간 동안 교반하였다. 0.4 ml of 10% (w / w) lithium methoxide methanol solution was added to the reactor, and the mixture was stirred at 300 rpm for 2 hours using a Mechanical Overhead Stirrer.

교반이 완료된 후, 여과하여 얻은 결정을 건조하여 39.43g의 정제된 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염을 제조하였다.After stirring was complete, filtered crystals were dried to prepare 39.43 g of purified bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt.

실시예 2: 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염의 정제Example 2: Purification of Bis (Fluorosulfonyl) imide Lithium Salt

상기 실시예 1에서 리튬메톡사이드 메탄올 용액 0.4 ml 대신 4 ml를 넣은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 정제를 실시하여 42.1g의 정제된 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염을 제조하였다.In Example 1, except that 4 ml of lithium methoxide methanol solution was added instead of 0.4 ml, the purification was carried out in the same manner as in Example 1, to obtain 42.1 g of purified bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt. It was.

실시예 3: 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염의 정제Example 3: Purification of Bis (Fluorosulfonyl) imide Lithium Salt

상기 실시예 1에서 리튬메톡사이드 메탄올 용액 0.4 ml 대신 0.04 ml를 넣은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 정제를 실시하여 41.9g의 정제된 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염을 제조하였다.41.9 g of purified bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt was prepared in the same manner as in Example 1, except that 0.04 ml was added instead of 0.4 ml of the lithium methoxide methanol solution in Example 1. It was.

실시예 4: 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염의 정제Example 4 Purification of Bis (Fluorosulfonyl) imide Lithium Salt

상기 실시예 1에서 300 rpm으로 교반시 마그네틱 바를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 정제를 실시하여 41.6g의 정제된 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염을 제조하였다.41.6 g of purified bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt was prepared in the same manner as in Example 1, except that the magnetic bar was used when stirring at 300 rpm in Example 1.

실시예 5: 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염의 정제Example 5: Purification of Bis (Fluorosulfonyl) imide Lithium Salt

상기 실시예 1에서 10%(w/w) 리튬메톡사이드 메탄올 용액 대신 리튬메톡사이드 0.04 g을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 정제를 실시하여 42.03g의 정제된 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염을 제조하였다.Except for using 0.04 g of lithium methoxide in place of 10% (w / w) lithium methoxide methanol solution in Example 1, 42.03 g of purified bis (fluorosulfonate) was purified in the same manner as in Example 1. Phonyl) imide lithium salt was prepared.

비교예 1: 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염Comparative Example 1: Bis (Fluorosulfonyl) imide Lithium Salt

상기 제조예 1에서 얻은 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염을 비교예로 사용하였다. The bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt obtained in Preparation Example 1 was used as a comparative example.

시험예 1: 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염의 산도 분석 Test Example 1 Acidity Analysis of Bis (Fluorosulfonyl) imide Lithium Salt

상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1에서 제조된 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염의 산도를 전위차적정기(888 Titrando) 및 0.02N NaOH로 LCO NaOH method를 사용하여 Dynamic u titration 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. The acidity of the bis (fluorosulfonyl) imide lithium salts prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 was measured by a dynamic u titration method using a LCO NaOH method with a potentiometric titrator (888 Titrando) and 0.02N NaOH, The results are shown in Table 1 below.

또한, 상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1에서 제조된 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염의 탁도를 에틸메틸카보네이트45g에 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염 5g을 희석하여 2100an turbidimeter(탁도계)를 사용하여 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. In addition, the turbidity of the bis (fluorosulfonyl) imide lithium salts prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 was diluted by diluting 5 g of bis (fluorosulfonyl) imide lithium salts with 45 g of ethylmethyl carbonate to form a turbidimeter of 2100an. ) And the results are shown in Table 1 below.

시료sample 산도 분석 결과PH analysis result 탁도Turbidity 실시 예 1Example 1 12ppm12 ppm 0.780.78 실시 예 2Example 2 5ppm5 ppm 1.271.27 실시 예 3Example 3 28ppm28 ppm 1.241.24 실시 예 4Example 4 56ppm56 ppm 1.091.09 실시 예 5Example 5 36ppm36 ppm 1.121.12 비교 예 1Comparative Example 1 134ppm134 ppm 2.912.91

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 5의 방법으로 제조된 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염들은 정제를 실시하지 않은 비교예 1의 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염와 비교하여 현저히 낮은 산도 및 탁도를 갖는 것을 알 수 있다 As shown in Table 1, the bis (fluorosulfonyl) imide lithium salts prepared by the methods of Examples 1 to 5 of the present invention are the bis (fluorosulfonyl) imide lithium of Comparative Example 1 without purification. It can be seen that it has a significantly lower acidity and turbidity compared to salts.

그러므로, 이와 같은 결과는 본 발명의 방법이 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염의 정제에 매우 효과적임을 나타낸다.Therefore, these results indicate that the method of the present invention is very effective for the purification of bis (fluorosulfonyl) imide lithium salts.

시험예 2: 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염의 경시변화 테스트Test Example 2 Test of Change over Time of Bis (Fluorosulfonyl) imide Lithium Salt

상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1에서 제조된 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염을 밀폐된 용기에 담은 후, 데시케이터 안에 보관하고, 습도를 50%를 유지하면서, 1개월 후에 산도를 전위차적정기(888 Titrando) 및 0.02N NaOH를 사용하여 LCO NaOH method로 Dynamic u titration 방식에 의해 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.After containing the bis (fluorosulfonyl) imide lithium salts prepared in Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 in a sealed container, stored in a desiccator, and maintaining a humidity of 50%, the acidity after 1 month Was measured by the dynamic u titration method by the LCO NaOH method using a potentiometric titrator (888 Titrando) and 0.02N NaOH, and the results are shown in Table 2 below.

시료sample 보관 전 산도 분석 결과Results of pH analysis before storage 1개월 보관 후 산도 분석 결과Results of pH analysis after 1 month storage 실시 예 1Example 1 12ppm12 ppm 23ppm23 ppm 실시 예 2Example 2 5ppm5 ppm 11ppm11 ppm 실시 예 3Example 3 28ppm28 ppm 59ppm59 ppm 실시 예 4Example 4 56ppm56 ppm 89ppm89 ppm 실시 예 5Example 5 36ppm36 ppm 72ppm72 ppm 비교예 1Comparative Example 1 134ppm134 ppm 561ppm561 ppm

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3의 방법으로 제조된 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염들은 정제를 실시하지 않은 비교예 1의 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염과 비교하여 분해속도가 현저히 낮은 것을 확인할 수 있다. As shown in Table 2, the bis (fluorosulfonyl) imide lithium salts prepared by the method of Examples 1 to 3 were compared with the bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt of Comparative Example 1, which was not purified. It can be seen that the decomposition rate is significantly lower.

Claims (8)

(a) 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염과 반용매(antisolvent)를 반응기에 투입하는 단계;
(b) 상기 반응기에 리튬메톡사이드 또는 리튬메톡사이드 용액을 넣고 교반하는 단계; 및
(c) 상기 (b)단계에서 교반한 용액을 여과하고, 여과물을 건조하는 단계;를 포함하며,
상기 (b)단계에서 리튬메톡사이드 또는 리튬메톡사이드 용액은 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염 100 중량부를 기준으로 리튬메톡사이드 기준으로 0.06 ~ 1.5 중량부로 첨가되는 것을 특징으로 하는 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염의 정제 방법.
(a) adding bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt and antisolvent to the reactor;
(b) adding a lithium methoxide or lithium methoxide solution to the reactor and stirring the solution; And
(c) filtering the solution stirred in step (b) and drying the filtrate;
In step (b), the lithium methoxide or lithium methoxide solution is based on 100 parts by weight of the bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt, based on lithium methoxide, based on 0.06 to 1.5 parts by weight of bis (fluorosulfur). Purification method of the fonyl) imide lithium salt.
제1항에 있어서,
상기 (a)단계에서 반용매(antisolvent)는 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염 100 중량부를 기준으로 50~500 중량부로 투입되는 것을 특징으로 하는 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염의 정제 방법.
The method of claim 1,
The antisolvent in step (a) is a method for purifying bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt, which is added at 50 to 500 parts by weight based on 100 parts by weight of the bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt. .
제1항에 있어서,
상기 (a)단계에서 반용매(antisolvent)는 톨루엔, 헥세인, 헵탄, 클로로포름, 및 디클로로메탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염의 정제 방법.
The method of claim 1,
The antisolvent in step (a) is at least one selected from the group consisting of toluene, hexane, heptane, chloroform, and dichloromethane, the method for purifying bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 (b)단계에서 리튬메톡사이드 용액은 리튬메톡사이드를 알코올에 용해시킨 용액인 것을 특징으로 하는 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염의 정제 방법.
The method of claim 1,
The lithium methoxide solution in step (b) is a method for purifying bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt, characterized in that the solution of lithium methoxide dissolved in alcohol.
제5항에 있어서,
상기 알코올은 메탄올인 것을 특징으로 하는 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염의 정제 방법.
The method of claim 5,
The alcohol is a purification method of bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt, characterized in that methanol.
제1항에 있어서,
상기 (c)단계에서 교반은 100~500 rpm으로 실시되는 것을 특징으로 하는 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염의 정제 방법.
The method of claim 1,
In the step (c), the agitation is a method for purifying bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt, which is performed at 100 to 500 rpm.
제1항에 있어서,
상기 (a)단계에서 상기 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염은
(가) 비스(클로로술포닐)이미드를 NH4F(HF)n(n=0~10)와 반응시켜서 암모늄 비스(플루오르술포닐)이미드를 제조하는 단계; 및
(나) 상기 암모늄 비스(플루오르술포닐)이미드를 리튬 염기와 반응시켜서 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염을 얻는 단계;를 포함하는 방법으로 제조된 것임을 특징으로 하는 비스(플루오르술포닐)이미드 리튬염의 정제 방법.


The method of claim 1,
In step (a), the bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt is
(A) reacting bis (chlorosulfonyl) imide with NH 4 F (HF) n (n = 0-10) to prepare ammonium bis (fluorosulfonyl) imide; And
(B) reacting the ammonium bis (fluorosulfonyl) imide with a lithium base to obtain a bis (fluorosulfonyl) imide lithium salt; bis (fluorosulfonyl), characterized in that it was prepared by a method including Purification method of an imide lithium salt.


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