UA63292A - METHOD FOR PRODUCING ELECTROLYTE FOR LITHIUM CURRENT SOURCES CONTAINING LiPF6 COMPOUND AND APROTON SOLVENT - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING ELECTROLYTE FOR LITHIUM CURRENT SOURCES CONTAINING LiPF6 COMPOUND AND APROTON SOLVENT Download PDF

Info

Publication number
UA63292A
UA63292A UA2003032724A UA2003032724A UA63292A UA 63292 A UA63292 A UA 63292A UA 2003032724 A UA2003032724 A UA 2003032724A UA 2003032724 A UA2003032724 A UA 2003032724A UA 63292 A UA63292 A UA 63292A
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
current sources
lithium
lithium current
compound
electrolyte
Prior art date
Application number
UA2003032724A
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Volodymyr Mykolaiov Plakhotnyk
Original Assignee
Dnipropetrovsk Akademika V Laz
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dnipropetrovsk Akademika V Laz filed Critical Dnipropetrovsk Akademika V Laz
Priority to UA2003032724A priority Critical patent/UA63292A/en
Publication of UA63292A publication Critical patent/UA63292A/en

Links

Classifications

    • Y02E60/12

Landscapes

  • Primary Cells (AREA)

Abstract

The proposed method for producing electrolyte for lithium current sources containing LiPF6 compound and aproton solvent consists in providing the reaction of hexafluorophosphate with fluorine-containing reagent in aproton medium. As the fluorine-containing reagent, solution of tetrafluoroborate is used.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до способів отримання електролітів для літієвих джерел струму, що містять ГІРЕ 5 та 2 апротонні розчинники, і може бути використаний у технологіях отримання апротонних електролітів.The invention relates to methods of obtaining electrolytes for lithium current sources containing GIRE 5 and 2 aprotic solvents, and can be used in technologies for obtaining aprotic electrolytes.

Літієві джерела струму займають провідне місце в багатьох галузях сучасної техніки: транспорт, зв'язок, медицина, оборонний, аерокосмічний комплекс та інші. Собівартість виробництва літієвих джерел струму значно вища ніж собівартість виробництва інших традиційних батарей, що зумовлено як високою вартістю компонентів для виготовлення літієвих джерел струму, так і потребою особливих умов виготовлення та зборки джерел 70 струму. Для значної частини літієвих джерел струму електроліт складається з фторокомплексної солі літію, розчиненої в апротонному органічному розчиннику. Висока гігроскопічність цих солей значно ускладнює виготовлення електролітів на їх основі.Lithium current sources occupy a leading place in many branches of modern technology: transport, communications, medicine, defense, aerospace and others. The cost of production of lithium current sources is significantly higher than the cost of production of other traditional batteries, which is due to both the high cost of components for the manufacture of lithium current sources and the need for special conditions for the manufacture and assembly of 70 current sources. For a significant part of lithium current sources, the electrolyte consists of a fluorocomplex lithium salt dissolved in an aprotic organic solvent. The high hygroscopicity of these salts greatly complicates the production of electrolytes based on them.

Гексафторофосфат літію займає особливе місце серед гексафторофосфатів лужних металів. Електроліти на його основі мають високі показники провідності та циклування, що дозволяє успішно використовувати його в 72 літієвих батареях. Електроліт на основі ГІРЕ 5 готують за допомогою розчинення твердого ГІРЕ 5 чи його комплексу в розчині електроліту (Демахин А.Г., Овсянников В.М., Пономаренко С.М. Злектролитнье системь! литиевьх ХИТ. -- Саратов: Из-тво Саратовского университета, 1983. -- 220 с.).Lithium hexafluorophosphate occupies a special place among hexafluorophosphates of alkali metals. Electrolytes based on it have high conductivity and cycling rates, which allows it to be successfully used in 72 lithium batteries. Electrolyte based on GIRE 5 is prepared by dissolving solid GIRE 5 or its complex in an electrolyte solution (Demakhin A.G., Ovsyannikov V.M., Ponomarenko S.M. Zlektrolytnye sistem! lithium KHIT. -- Saratov: Iz-tvo Saratovskogo University, 1983. -- 220 p.).

Цей спосіб потребує глибоко обезвоженного та очищеного від НЕ гексафторофосфату літію, що з врахуванням його термічної нестійкості та високих вимог до вмісту води в електролітах для літієвих джерел струму є складною технічною проблемою.This method requires deeply dehydrated and purified lithium hexafluorophosphate, which, taking into account its thermal instability and high requirements for the water content of electrolytes for lithium current sources, is a difficult technical problem.

Відомий спосіб отримання гексафторофосфату літію та електроліту, що містить цю сіль шляхом взаємодії ГЕ та РЕБ в ацетонітрілі (Патент США Мо3907977, кл. СО189/08). Реакцію проводили в інертній атмосфері при температурі 10-30 та звичайному тиску. Після взаємодії ГЕ та РЕ 5 в ацетонітрілі було отримано комплексThere is a known method of obtaining lithium hexafluorophosphate and an electrolyte containing this salt by the interaction of GE and REB in acetonitrile (US Patent Mo3907977, class СО189/08). The reaction was carried out in an inert atmosphere at a temperature of 10-30 and normal pressure. After the interaction of GE and PE 5 in acetonitrile, a complex was obtained

Ц(СНУСМ)РЕ в, 29 Недоліком цього методу є використання висококоштовного та дефіцитного пентафториду фосфору високої « чистоти, а також використання в якості реакційного середовища ацетонітрілу, контакт якого з сильною кислотоюTs(SNUSM)RE in, 29 The disadvantage of this method is the use of high-cost and scarce phosphorus pentafluoride of high purity, as well as the use of acetonitrile as a reaction medium, the contact of which with a strong acid

Л'юїса супроводжується розкладом розчинника та прогресуючим засмолюванням системи. Крім того ацетонітріл рідко використовується в електролітах для літієвих джерел струму, оскільки його стабільність в присутності літію незначна. счLewis is accompanied by the decomposition of the solvent and the progressive tarring of the system. In addition, acetonitrile is rarely used in electrolytes for lithium current sources, since its stability in the presence of lithium is insignificant. high school

Існує також спосіб отримання розчинів електролітів, що містять ГІРЕ б. У патенті ЕР 643 433 А1 (Франція, Ге)There is also a way to obtain solutions of electrolytes containing GIRE b. In the patent ER 643 433 A1 (France, Ge)

МПКе ном Зітрійей ргерагайоп ої ГіРЕб Бразей еіІесігоїубе ог поп-едоеоиз рацегіев// Мао Ниапучу, МОГ І счMPKe nom Zitriyei rgeragayop oi GiREb Brazei eiIesigoiube og pop-edoeoiz racegiev// Mao Nyapuchu, MOG I sch

ЕМЕКОХУ (1990) Ца., 943041145. заявлено 08.06.94, опубліковано 15.03.95), описано взаємодію МН РЕ» з ГІН, завдяки якій ГІРЕ б, одержують у звичайних розчинниках для літієвих джерел струму МН яРЕв розчиняють в со суміші пропіленкарбонат/етиленкарбонат/діетилкарбонат (20/30/50). Потім протягом години додають надлишок сEMEKOKHU (1990) Tsa., 943041145. declared on 08.06.94, published on 15.03.95), described the interaction of MH RE" with HIN, thanks to which HIRE b, obtained in ordinary solvents for lithium current sources MH iREv are dissolved in a mixture of propylene carbonate/ethylene carbonate /diethyl carbonate (20/30/50). Then, within an hour, add an excess of c

ІН, при цьому крізь розчин барбатують інертним газом. Після цього розчин фільтрують для видалення надлишкуIN, while inert gas is bubbled through the solution. After that, the solution is filtered to remove excess

ІН. Фільтрат дегазують в вакуумі при 659С протягом 30 хвилин. Під час дегазації частково випаровується розчинник. Тому до отриманого розчину додають діетилкарбонат. В результаті отримують 1М розчин ГіІРЕв в суміші пропілен карбонат /«етиленкарбонат/ діетилкарбонат. « 20 Проте цей спосіб має деякі вади: необхідність використання дорогих і дефіцитних реагентів, побічних - с продуктів реакції - газів МНз та Но». Їх необхідно цілююм видаляти, тому що вони заважають роботі літієвих джерел струму. Використання надлишку ГіІН приводить до утворення ГІОН при збереженні електроліту, що теж є з небажаною домішкою.IN. The filtrate is degassed in a vacuum at 659C for 30 minutes. During degassing, the solvent partially evaporates. Therefore, diethyl carbonate is added to the resulting solution. As a result, a 1M solution of GiIREv is obtained in a mixture of propylene carbonate/ethylene carbonate/diethyl carbonate. "20 However, this method has some disadvantages: the need to use expensive and scarce reagents, by-products of the reaction - Mn and No gases." They must be removed at all costs, because they interfere with the operation of lithium current sources. The use of an excess of GiIN leads to the formation of GION while preserving the electrolyte, which is also an undesirable impurity.

Найбільш близьким до способу, який заявляється, є спосіб (заявка 198 16 691 АТ Німеччина, МПК 5The closest to the method that is claimed is the method (application 198 16 691 JSC Germany, IPC 5

Со1825/445 Мепангеп 2иг НеггіеЇЙйпд моп ГіІРЕв ипа аїіезез епіпанепае ЕІекіоїіуНозипдеп/ ЗпоМеп Т., РооКеп М,.,So1825/445 Mepangep 2ig NeggieYiypd mop GiIREv ipa aiiezez epipanepae EIekioiiuNozypdep/ ZpoMep T., RooKep M,.,

Ф Мепзіег М., Зспатег 5., Кіедеі-де Наеп СтрН. 198 16 691.5, заявлено 15 04 98, опубліковано 21.10.99), в якому газоподібний ВР 3, вводять в суспензію, яка складається з розчинника (наприклад - етиленкарбонат к к с пропіленкарбонат, діетилкарбонат), ГЕ і МРЕб6, де М' вибирають з групи К', Ма" МН4А, МКА4 , в якому В - іме) алкільний або арильний залишок. Використовують КРЕб, а реакцію заміщення проводять при температурі суміші с 50 59б. По закінченні заміщення суміш додатково перемішують на протязі 12 годин. По закінченні перемішування відфільтровують твердий осад, що випав під час заміщення. о) Цьому способу властиві наступні недоліки: осмолення розчинника газоподібним ВЕ з, значна тривалість процесу, забруднення навколишнього середовища ВЕ з за рахунок його часткового проскакування під час введення в суміш.F Mepzieg M., Zspatheg 5., Kiedei-de Naep StrN. 198 16 691.5, declared 15 04 98, published 21.10.99), in which gaseous BP 3 is introduced into a suspension consisting of a solvent (for example, ethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate), GE and МРЕб6, where M' is selected from groups K', Ma" MH4A, MKA4, in which B is an alkyl or aryl residue. KREb is used, and the substitution reaction is carried out at a mixture temperature of 50 59b. After the substitution is completed, the mixture is additionally stirred for 12 hours. After the end of mixing, it is filtered solid precipitate that fell during replacement o) This method is characterized by the following disadvantages: tarring of the solvent by gaseous VE with, considerable duration of the process, environmental pollution of VE with due to its partial leakage during introduction into the mixture.

Технічна задача, що розв'язується винаходом - простота і значно більша швидкість процесу одержання ГіІРЕ в у» в апротонних розчинниках. Використання / ІВЕ, в якості вихідної солі дозволяє виникнути використання ВЕз.The technical problem solved by the invention is the simplicity and significantly higher speed of the process of obtaining GiIRE in y" in aprotic solvents. The use of / IVE, as a source salt, allows the use of VEz.

Суть способу отримання електроліту для літієвих джерел струму на основі гексафторофосфату літію та апротонних розчинників, який включає взаємодію гексафторофосфатів в апротонному середовищі із фтормісними реагентами, полягає в тім, що в якості фтормісного реагенту використовують розчин 60 тетрафтороборату літію в апротонному розчиннику. В якості апротонних можуть використовуватися всі розчинники, які застосовуються в літієвих джерелах струму, наприклад: етиленкарбонат пропіленкарбонат, діетилкарбонат та ін. В якості сполук, що містять РЕ б, використовуються солі, тетрафтороборати катіонів яких мало розчинні в апротонному середовищі. В результаті взаємодії по схемі:The essence of the method of obtaining an electrolyte for lithium current sources based on lithium hexafluorophosphate and aprotic solvents, which includes the interaction of hexafluorophosphates in an aprotic medium with fluorine-containing reagents, is that a solution of lithium tetrafluoroborate 60 in an aprotic solvent is used as a fluorine-containing reagent. All solvents used in lithium current sources can be used as aprotic solvents, for example: ethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, etc. Salts whose tetrafluoroborate cations are poorly soluble in an aprotic medium are used as compounds containing PE b. As a result of interaction according to the scheme:

МеРє ВР - Мед ЇЇ НіРЕ в бо утворюється електроліт високої якості на основі ГІРЕв.MeRe VR - Med HER NiRE because a high-quality electrolyte is formed on the basis of GIREs.

ПрикладиExamples

Усі заміщення проводили у судинах із фторопласту об'ємом 0,1л, поміщених у сухих боксах в атмосфері азоту. Використовувані розчинники (Діетилкарбонат - ДЕК, діметилкарбонат - ДМК) очищали за допомогою Молекулярного сита (4 А). Солі, що вводили, були ретельно висушені в атмосфері азоту при температурі 110-1502С і містили 99-99,995 основної речовини і не більше 0,0395 НЕ.All replacements were carried out in 0.1 l fluoroplastic vessels, placed in dry boxes in a nitrogen atmosphere. The used solvents (Diethylcarbonate - DEC, Dimethylcarbonate - DMK) were purified using a molecular sieve (4 A). The salts introduced were thoroughly dried in a nitrogen atmosphere at a temperature of 110-1502C and contained 99-99.995 of the main substance and no more than 0.0395 HE.

У суспензію або розчин МРЕб та одного з вище зазначених апротонних розчинників вводили ГіІВЕл. По закінченні заміщення суміш перемішували 2-3 години. Твердий осад, що випадав під час заміщення тетрафтороборатной солі, відфільтровували. 70 Приклад 1GiIVEL was added to a suspension or solution of MPEb and one of the above-mentioned aprotic solvents. At the end of the replacement, the mixture was stirred for 2-3 hours. The solid precipitate that fell out during the substitution of tetrafluoroborate salt was filtered off. 70 Example 1

У 18гр. розчину МаРЕв у ДЕК (моляльність 0,72 моль/кг) вводили 8гр. ГІВЕ; розчиненого у ДЕК (моляльність 1,8 моль/кг). При 1-20 суспензія перемішували на протязі З годин. Для відділення осаду Маве ) суспензію фільтрували. У результаті було отримано розчин ГІРЕб з моляльністю 0,68 моль/кг.At 18 8 g of MaREv solution in DEK (molality 0.72 mol/kg) was injected. GIVE; dissolved in DEK (molality 1.8 mol/kg). At 1-20 the suspension was stirred for 3 hours. To separate the Mave sediment) the suspension was filtered. As a result, a GIREb solution with a molality of 0.68 mol/kg was obtained.

Приклад 2Example 2

У суспензію, що містила 4гр. КРЕб та 25гр. ДЕК вводили 12,Згр. ГІВЕ; розчиненого у ДЕК (моляльність 1,8 моль/кг). При (-202С суспензію перемішували на протязі З годин. Для відділення осаду КВЕ у суспензію фільтрували. У результаті було отримано розчин ГІРЕб з моляльністю 0,65 моль/кг.In a suspension containing 4 gr. KREb and 25 gr. DEC was introduced on 12, Zgr. GIVE; dissolved in DEK (molality 1.8 mol/kg). At (-202С), the suspension was stirred for 3 hours. To separate the KVE sediment, the suspension was filtered. As a result, a GIREb solution with a molality of 0.65 mol/kg was obtained.

Приклад ЗExample C

У суспензію, яка містила 12,0бгр. КРЕ 6 та 74,89гр. ДМК вводили 16,72гр. ГІВЕ; розчиненого у ДМК (моляльність 4 моль/кг). При (2-10 «С суспензію перемішували на протязі З годин. Одержаний осад КВЕ у відділяли фільтруванням. У результаті було одержано 5Огр. 1М розчину ГІРЕв5 у ДМК.In the suspension, which contained 12.0 bgr. KRE 6 and 74.89 gr. 16.72 g of DMK was administered. GIVE; dissolved in DMK (molality 4 mol/kg). At 2-10 °C, the suspension was stirred for 3 hours. The resulting KVE precipitate was separated by filtration. As a result, 5 grams of a 1M solution of GIREv5 in DMK was obtained.

Як показали дослідження, викладені в прикладах, переваги способу, що заявляється, полягають у високій якості отримуємого електроліту з концентрацією ГІРЕб, достатньою для його використання в літієвих джерелах струму, простоті і значно більшій швидкості процесу, відсутності побічних реакцій, взаємодії ВЕз з розчинниками та відсутності забруднення навколишнього середовища. «As shown by the studies presented in the examples, the advantages of the proposed method are the high quality of the obtained electrolyte with the concentration of GIREb, sufficient for its use in lithium current sources, the simplicity and significantly higher speed of the process, the absence of side reactions, the interaction of BEz with solvents and the absence environmental pollution. "

Claims (1)

Формула винаходу с Спосіб отримання електроліту для літієвих джерел струму на основі гексафторофосфату літію та апротонних Ф розчинників, який включає взаємодію гексафторфосфатів в апротонному середовищі із фторовмісними реагентами, який відрізняється тим, що як фторовмісний реагент використовують розчин тетрафтороборату С літію в апротонному розчиннику. со Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних «0 мікросхем", 2004, М 1, 15.01.2004. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. -The formula of the invention is a method of obtaining an electrolyte for lithium current sources based on lithium hexafluorophosphate and aprotic Ф solvents, which includes the interaction of hexafluorophosphates in an aprotic environment with fluorine-containing reagents, which differs in that a solution of lithium tetrafluoroborate C in an aprotic solvent is used as a fluorine-containing reagent. Official Bulletin "Industrial Property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated "0 microcircuits", 2004, M 1, 15.01.2004. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Science of Ukraine. - с . и? (22) (95) іме) о 50 Ко) 60 б5with . and? (22) (95) name) o 50 Ko) 60 b5
UA2003032724A 2003-03-28 2003-03-28 METHOD FOR PRODUCING ELECTROLYTE FOR LITHIUM CURRENT SOURCES CONTAINING LiPF6 COMPOUND AND APROTON SOLVENT UA63292A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2003032724A UA63292A (en) 2003-03-28 2003-03-28 METHOD FOR PRODUCING ELECTROLYTE FOR LITHIUM CURRENT SOURCES CONTAINING LiPF6 COMPOUND AND APROTON SOLVENT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UA2003032724A UA63292A (en) 2003-03-28 2003-03-28 METHOD FOR PRODUCING ELECTROLYTE FOR LITHIUM CURRENT SOURCES CONTAINING LiPF6 COMPOUND AND APROTON SOLVENT

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA63292A true UA63292A (en) 2004-01-15

Family

ID=34515551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UA2003032724A UA63292A (en) 2003-03-28 2003-03-28 METHOD FOR PRODUCING ELECTROLYTE FOR LITHIUM CURRENT SOURCES CONTAINING LiPF6 COMPOUND AND APROTON SOLVENT

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA63292A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101925051B1 (en) Manufactuiring method for crystallization of lithium difluorophosphate having high-purity and Non-aqueous electrolyte for secondary battery
US8802301B2 (en) Lithium ion battery electrolyte including a vitreous eutectic mixture
US5378445A (en) Preparation of lithium hexafluorophosphate solutions
CN103733416B (en) The manufacture method of lithium tetrafluoroborate solution
US20100145076A1 (en) CRYSTALLINE, COMPLETELY SOLUBLE LITHIUM BIS(OXALATO)BORATE (LiBOB)
CN112739652B (en) Preparation method of lithium fluorosulfonate
US20120088162A1 (en) Safe Battery Solvents
CN110844923B (en) Method for producing alkali metal hexafluorophosphate, electrolytic concentrate, and secondary battery
EP3446354A1 (en) Heterocyclic ionic liquids
TWI555724B (en) Granule or powder of disulfonylamide salt and production method thereof
JP2007538372A (en) Safe battery solvent
KR101925049B1 (en) Manufactuiring method for crystallization of lithium difluorophosphate having high-purity and Non-aqueous electrolyte for secondary battery
KR102570659B1 (en) Manufacturing method for high-purity crystallization of lithium difluorophosphate with excellet solubility and Non-aqueous electrolyte for secondary battery
CN115092944B (en) Synthesis method of hexafluorophosphate
KR19990087426A (en) Process for the preparation of cyclic perfluoroalkanebis(sulfonyl)imides and such novel four-membered imides
KR101925047B1 (en) Manufactuiring method for crystallization of lithium difluorophosphate having high-purity and Non-aqueous electrolyte for secondary battery
CN113044825B (en) Production process and production system of lithium difluorophosphate
WO2016154870A1 (en) Method of making lithium difluoro (oxalato) borate
CN109721037B (en) Novel process of bis (fluorosulfonyl) imide salt
CN110642883A (en) Preparation method of difluoro oxalato borate
CN113979421A (en) Preparation method of lithium difluorophosphate and lithium difluorooxalate phosphate
CN103342372A (en) Method for preparing lithium tetrafluoroborate
KR102219684B1 (en) A method for preparing litium difluorophosphate
CN113929711A (en) Preparation method of lithium difluoroborate
CN110892567A (en) Modified ionic liquids containing triazines