WO1999041193A1 - METHOD FOR PRODUCING PURE LiPF¿6? - Google Patents

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WO1999041193A1
WO1999041193A1 PCT/EP1999/000141 EP9900141W WO9941193A1 WO 1999041193 A1 WO1999041193 A1 WO 1999041193A1 EP 9900141 W EP9900141 W EP 9900141W WO 9941193 A1 WO9941193 A1 WO 9941193A1
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WO
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lipf
diethyl ether
lif
solution
reaction
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PCT/EP1999/000141
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Inventor
Klaus Schade
Ulrich Wietelmann
Original Assignee
Metallgesellschaft Aktiengesellschaft
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/16Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
    • H01M6/162Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte
    • H01M6/166Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte by the solute
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01DCOMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D15/00Lithium compounds
    • C01D15/005Lithium hexafluorophosphate

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of pure lithium hexafluorophosphate, LiPF s , from LiF and PC1 S in diethyl ether.
  • LiPF s Lithium hexafluorophosphate
  • LiPF ⁇ is a moderately hydrolysis-sensitive substance that is extremely hygroscopic and releases hydrogen fluoride (HF) in contact with moist air.
  • HF hydrogen fluoride
  • HF has an extremely damaging effect on the cycle stability of lithium ion batteries, since it can detach metals from the cathodes consisting of transition metal oxides and thus cause the electrodes to decay.
  • the battery manufacturers therefore prefer the LiPF s in a form which is as little sensitive to hydrolysis as possible, ie which has the smallest possible specific surface area.
  • the LiPF 6 should be free-flowing so that it can be processed in automated systems. Finally, it should be ensured that the not inconsiderable heat of solution is released in a controlled manner in the production of electrolyte solutions.
  • Lithium hexafluorophosphate is usually prepared from purified PF 5 and lithium fluoride in a solvent (HF or organic solvents such as diethyl ether or acetonitrile). Since the PF S gas is contaminated on the one hand with impurities from the synthesis (for example POF 3 , HC1 and others) and on the other hand during the reaction with LiF in a liquid medium with traces of moisture with the release of HF, POF 3 , Li [P0 2 F 2 ] among other products, the raw product obtained generally has to be cleaned due to the high purity requirements of the battery industry.
  • a solvent HF or organic solvents such as diethyl ether or acetonitrile
  • the raw product can e.g. can be recrystallized from anhydrous HF.
  • This method has the disadvantage that the last traces of acid and lithium fluoride can only be separated off with great difficulty.
  • the corrosive and toxic properties of HF it requires complex reaction technology.
  • the process has the disadvantages that the metal hexafluorophosphates (MPF 6 ) are not available or are only available at high prices and the solutions are contaminated by the anion X (for example 0.1% KC1 or 3% KBr).
  • DE 196 32543 A describes, among other things, a process for the production of LiPF 6 from the cheap raw materials LiF and PC1 5 under autogenous pressure or optionally in organic solvents, in particular in diethyl ether, according to the equation
  • LiPF s crystallize from organic donor solvents such as diethyl ether or acetonitrile
  • the solvate complexes most of which are in the form of well-formed crystals, disintegrate into a surface-rich, poor surface when they are dried at temperatures below the solvate decomposition point manageable powder.
  • LiPF 6 is produced from LiF and PF S in ether at 0 to 50 ° C. and the LiPF 6 crystals obtained are dried at 30 to 35 ° C. under reduced pressure (0.2 mm).
  • the LiPF s isolated from ethereal solutions at temperatures of ⁇ 40 ° C contains depending on the Manufacturing conditions a certain amount of "crystal ether" (about 1 to 2 mol), which can be removed relatively quickly and completely during vacuum drying, but inevitably a dusty, surface-rich product is obtained.
  • the object of the invention is to avoid the disadvantages known from the prior art and to create a process which, starting from cheap raw materials, provides a technically simple, manageable process, an easy to handle, pure LiPF 6 , which has a purity of> 99, Has 8%.
  • a diethyl ether-containing LiF suspension is reacted with PC1 S , the LiF suspension being slightly acidified before the PC1 5 is metered in.
  • acidification for example with HCl gas, accelerates the LiPF s formation reaction and, at the same time, suppresses side reactions.
  • the phenomenon that the discoloration of the reaction mixture does not occur or is greatly delayed is also particularly striking.
  • the LiF suspension containing diethyl ether is acidified. It is also possible to acidify the diethyl ether before adding LiF and use it for slurrying the lithium fluoride.
  • Anhydrous protic acids HX are used for acidification, where X can be: a halogen, sulfate or a carboxylic acid residue.
  • Preferred acids are those whose corresponding lithium salts are as poorly soluble as possible in ether or ether / hydrocarbon mixtures.
  • HC1 and HF gas are particularly preferred, the former being particularly advantageous because of the simpler handling.
  • the acid concentration can be between 0.01 and 0.5 mmol / g suspension.
  • the range between 0.02 and 0.2 mmol / g is particularly preferred.
  • the reaction temperature is 0 to 35 ° C, the preferred range being between 15 and 30 ° C.
  • the response time will include influenced by the reaction temperature and stirring intensity. In the preferred temperature range between 15 and 30 ° C, typically 2 to 8 hours are required for a practically quantitative conversion. Depending on the reaction conditions chosen (acid concentration, metering time, stirring intensity, stoichiometry and temperatures), the reaction mixture remains colorless during the entire reaction time, or it only becomes yellowish or slightly bluish towards the end.
  • the PC1 5 is metered into the acidified, well-stirred LiF suspension at temperatures between 0 and 35 ° C.
  • the amount of PCl 5 metered in is chosen so that 6.06 to 12 mol LiF are present per mol PC1 5 . Because the theoretical
  • the reaction mixture is neutralized with a base, the amount of base to be used at least corresponds to the amount of acid used.
  • Ammonia, LiOH, Li 2 CO 3 , LiH or organolithium compounds such as methyl lithium or butyllithium can be used as bases.
  • Preferred are methyl lithium, which is available on the market in the form of an ethereal solution, and lithium hydride, which does not leave any troublesome by-products in the neutralization.
  • lithium hydride Because of the insolubility of lithium hydride, it is used (based on the amount of acid used) up to a 10-fold, preferably 3 to 6-fold, molar excess. Excess lithium hydride together with the ether-insoluble lithium halides can be conveniently removed by filtration.
  • the concentration of the lithium fluoride presented as a suspension in diethyl ether is preferably 10 to 40%.
  • Either pure, dry diethyl ether or a mixture of diethyl ether and a solvent consisting of one or more hydrocarbons is used as the reaction medium.
  • Suitable hydrocarbons are alkanes, such as, for example, preferably pentane, hexane, heptane or cyclohexane and aromatics, such as, for example, preferably toluene, xylene or ethylbenzene.
  • the amount of the additional solvent optionally used can vary within wide limits and can be, for example, 0.3 to 3 parts by weight of the amount of LiF. A further dilution is possible, but makes no sense for technical and economic reasons.
  • the solvent can either be introduced as a whole before the acidification and metering in of PC1 5 , or it can be added during the PC1 S metering or the after-reaction phase. It improves the stirrability of the reaction suspension and makes it possible to replace part of the more expensive diethyl ether. Furthermore, it can be used as a crystallization aid in the crystallization cleaning step (see below) to be carried out optionally.
  • the neutralized reaction mixture is then filtered, decanted or centrifuged to remove the insoluble by-products and the excess lithium fluoride. An ethereal LiPF 6 crude product solution is obtained in this way.
  • the raw solution is contaminated, among other things, with chlorine-containing compounds, especially PC1 3 .
  • Insoluble constituents (LiCl, LiF, LiH, LiOH) of the ethereal crude LiPF 6 product solution are filtered off, and the slightly yellowish or colorless LiPF 6 solution is either dried by evaporation or further purified by crystallization in the manner described below.
  • the diethyl ether and the solvent which may be present are distilled off at normal or only moderately reduced pressure (600 to 1000 mbar). After removal of the majority of ether, the bottom temperature is increased to 40 to 100 ° C., preferably 50 to 75 ° C., by external heating. The pressure can be removed simultaneously to remove the last diethyl ether or further solvent residues
  • Crystallization process can be selected.
  • an aprotic crystallization aid is added to the ethereal crude product solution, which does not or only very poorly dissolves LiPF s in pure form and has a higher boiling point than diethyl ether.
  • the crude product solution which has been pre-evaporated to a LiPF 6 concentration of 20 to 50%, preferably 30 to 45%, can be mixed with the crystallization aid in pure diethyl ether and then filtered.
  • This crystallization aid is e.g. another ether (methyl tert-butyl ether (MTBE), dibutyl ether, diisopropyl ether), an alkane (e.g. heptane, methylcyclohexane, octane) or an aromatic hydrocarbon (e.g. benzene, toluene, ethylbenzene) or a mixture of the substances mentioned. Heptane, methylcyclohexane, toluene and methyl tert are particularly preferred. Butyl ether.
  • MTBE methyl tert-butyl ether
  • dibutyl ether diisopropyl ether
  • an alkane e.g. heptane, methylcyclohexane, octane
  • aromatic hydrocarbon e.g. benzene, toluene, ethylbenzene
  • the amount of the crystallization aid is 0.2 to 5 parts by weight of the amount of LiPF 6 present in diethyl ether solution. 0.3 to 1.5 parts by weight, based on the dissolved LiPF ⁇ , are particularly preferred. 11
  • the LiPF 6 solution in the solvent mixture defined above is concentrated at normal or slightly reduced pressure.
  • the jacket temperature of the still is initially 40 to 70 ° C.
  • practically pure diethyl ether initially distills, which continuously worsens the solvent capacity of the remaining solvent for the impurities and also LiPF 6 .
  • Et 2 0: LiPF 6 ratio of approximately 1.2 to 2.3 is reached, the distillation is interrupted and the distillation residue is freed of any precipitated impurities by filtration.
  • the clear filtrate is then evaporated further down to a residual amount of ether of 0 to 30%.
  • the bottom temperature rises to about 40 to 90 ° C.
  • Lithium hexafluorophosphate separates out as a colorless, coarsely crystalline solid.
  • the solid is freed from the mother liquor by filtration or centrifugation. This solid / liquid is preferably
  • the crystals are washed with an aliphatic and / or aromatic hydrocarbon, preferably pentane, hexane or toluene, and then dried. Drying is preferably carried out at elevated temperatures (30 to 50 ° C.) under reduced pressure.
  • an aliphatic and / or aromatic hydrocarbon preferably pentane, hexane or toluene
  • Example 1 (Comparative example): reaction of LiF with PC1 S in neutral diethyl ether at 25 ° C. (according to German patent application 196 32543)
  • Examples 1 and 2 show that much less undesirable PC1 3 is formed by acidification and product discoloration can be largely avoided.
  • Examples 3 and 4 show that the different discoloration behavior is dependent on the acid concentration. At an acid concentration of 0.14 mmol / g, a colorless product solution was obtained even at relatively high reaction temperatures.
  • Example 5 (comparative example): total evaporation to powder
  • Examples 5 and 6 demonstrate that when the bottom temperature is increased above 40 ° C., granules can be obtained, while below 40 ° C. a yellowish, dust-fine powder is obtained, and that pure LiPF 6 is produced by the process according to the invention.
  • Example 8 Crystallization from Et 2 0 / toluene at 50 to 70 ° C
  • Examples 7 and 8 according to the invention demonstrate the different crystallization behavior of LiPF s from diethyl ether / hydrocarbon mixtures below and above about 40 ° C.
  • Example 10 Crystallization from Et 2 0 / toluene at approx. 60 ° C without polishing filtration
  • saturated hydrocarbons can be used instead of the aromatic toluene.

Abstract

The invention relates to a method for producing pure LiPF6 from LiF and PCl5 in diethyl ether. According to said method a suspension of LiF in diethyl ether is acidified with an anhydrous protic acid HX and then reacted with PCl5. After completion of the reaction the mixture is neutralised, filtered and either evaporated to dryness or LiPF6 is crystallized out by means of a cystallizing agent.

Description

o f^h ori 7iιτ- Wpre. r pl l πng vnπ -r° -i n pττ. T , -t oτχ o f ^ h ori 7iιτ- Wpre. r pl l πng vnπ -r ° -i n pττ. T, -t oτχ
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von reinem Lithiumhexafluorophosphat, LiPFs, aus LiF und PC1S in Diethylether.The invention relates to a process for the production of pure lithium hexafluorophosphate, LiPF s , from LiF and PC1 S in diethyl ether.
Lithiumhexafluorophosphat, LiPFs, findet derzeit in allen kommerziellen Lithiumionenbatterien als Leitsalz Verwendung. LiPFβ ist eine mäßig hydrolyseempfindliche Substanz, die ausgesprochen hygroskopisch ist und im Kontakt mit feuchter Luft Fluorwasserstoff (HF) freisetzt. HF wirkt sich außerordentlich schädlich auf die Zyklenstabilität von Lithiumionenbatterien aus, da es Metalle aus den aus Übergangsmetalloxiden bestehenden Kathoden herauszulösen vermag und so den Zerfall der Elektroden bewirkt .Lithium hexafluorophosphate, LiPF s , is currently used as a conductive salt in all commercial lithium ion batteries. LiPF β is a moderately hydrolysis-sensitive substance that is extremely hygroscopic and releases hydrogen fluoride (HF) in contact with moist air. HF has an extremely damaging effect on the cycle stability of lithium ion batteries, since it can detach metals from the cathodes consisting of transition metal oxides and thus cause the electrodes to decay.
Die Batteriehersteller bevorzugen deshalb das LiPFs in einer Form, die möglichst wenig hydrolyseempfindlich ist, d.h. eine möglichst geringe spezifische Oberfläche besitzt . Weiterhin sollte das LiPF6 freifließend sein, damit es in automatisierten Anlagen verarbeitet werden kann. Schließlich sollte gewährleistet sein, daß die nicht unerhebliche Lösungswärme bei der Herstellung von Elektrolytlösungen kontrolliert freigesetzt wird.The battery manufacturers therefore prefer the LiPF s in a form which is as little sensitive to hydrolysis as possible, ie which has the smallest possible specific surface area. Farther the LiPF 6 should be free-flowing so that it can be processed in automated systems. Finally, it should be ensured that the not inconsiderable heat of solution is released in a controlled manner in the production of electrolyte solutions.
Alle diese Forderungen werden von einem groben LiPF5- Kristallisat oder -Granulat mit einer gleichmäßigen Kornverteilung erfüllt. Dieses Produkt muß in möglichst reiner Form zur Verfügung stehen, denn es ist bekannt, daß neben möglichst geringen HF-Gehalten z.B. auch ein niedriger Chloridgehalt notwendig ist, um eine gute Zyklenstabilität bei wiederaufladbaren Batterien zu gewährleisten.All of these requirements are met by a coarse LiPF 5 crystal or granulate with an even grain distribution. This product must be available in the purest form possible, because it is known that, in addition to the lowest possible HF contents, a low chloride content is also necessary, for example, in order to ensure good cycle stability with rechargeable batteries.
Lithiumhexafluorophosphat wird zumeist aus gereinigtem PF5 und Lithiumfluorid in einem Lösungsmittel (HF oder organische Lösungsmittel, wie Diethylether oder Acetonitril) dargestellt. Da das PFS-Gas zum einen mit Verunreinigungen aus der Synthese belastet ist (z.B. POF3, HC1 u.a.) und zum anderen bei der Reaktion mit LiF in einem flüssigen Medium mit Feuchtigkeitsspuren unter Freisetzung von HF, POF3, Li[P02F2] u.a. Produkten reagiert, muß das erhaltene Rohprodukt aufgrund der hohen Reinheitsanforderungen der Batterieindustrie in der Regel gereinigt werden.Lithium hexafluorophosphate is usually prepared from purified PF 5 and lithium fluoride in a solvent (HF or organic solvents such as diethyl ether or acetonitrile). Since the PF S gas is contaminated on the one hand with impurities from the synthesis (for example POF 3 , HC1 and others) and on the other hand during the reaction with LiF in a liquid medium with traces of moisture with the release of HF, POF 3 , Li [P0 2 F 2 ] among other products, the raw product obtained generally has to be cleaned due to the high purity requirements of the battery industry.
Zur Reinigung kann das Rohprodukt z.B. aus wasserfreier HF umkristallisiert werden. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß letzte Säurespuren und Lithiumfluorid nur sehr schwierig abgetrennt werden können. Zudem erfordert es wegen der korrosiven und toxischen Eigenschaften von HF eine aufwendige Reaktionstechnik.For cleaning, the raw product can e.g. can be recrystallized from anhydrous HF. This method has the disadvantage that the last traces of acid and lithium fluoride can only be separated off with great difficulty. In addition, because of the corrosive and toxic properties of HF, it requires complex reaction technology.
Deshalb sind Syntheseverfahren, die die Verwendung von HF vermeiden, im technischen Maßstab leichter zu realisieren. So wird in der US-PS 3,607,020 ein Verfahren zur Herstellung von LiPFs vorgeschlagen, bei dem LiF mit PF5 in einem inerten organischen Lösungsmittel umgesetzt wird, wobei sich als Lösungsmittel insbesondere niedere, gesättigte Alkylether und niedere Alkylester aliphatischer gesättigter Monocarbonsäuren eignen. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß unmittelbar vor Durchführung des Verfahrens PF5-Gas zu synthetisieren ist, da dieser Rohstoff nicht auf dem Markt erhältlich ist.Therefore, synthetic processes that avoid the use of HF are easier to implement on an industrial scale. So is described in US Patent a method for the preparation of LiPF proposed s 3,607,020, is reacted at the LiF with PF 5 in an inert organic solvent, with especially lower as the solvent, are saturated alkyl and lower alkyl esters of aliphatic saturated monocarboxylic acids. This process has the disadvantage that PF 5 gas must be synthesized immediately before the process is carried out, since this raw material is not available on the market.
In der JP 09245807 A und der CA-A 2,193,119 werden Verfahren zur Herstellung von LiPFs beschriebenen, bei denen LiF mit teurem, in großen Mengen nicht verfügbarem PFS-Gas in einem nichtwässrigen organischen Lösungsmittel umgesetzt wird. Die Herstellung von kristallinem, lösungsmittelfreiem LiPF5 ist nach diesen Verfahren nicht vorgesehen.In JP 09245807 A and CA-A 2,193,119 methods are described for the preparation of LiPF s in which LiF is reacted with expensive, not available in large quantities PF S gas in a non-aqueous organic solvent. The production of crystalline, solvent-free LiPF 5 is not intended using these processes.
Ein anderes Verfahren (EP 643 433 Bl) geht von Ammoniumhexafluorophosphat aus, das mit LiH in aprotischen Lösungsmitteln gemäß der GleichungAnother process (EP 643 433 B1) is based on ammonium hexafluorophosphate, which is carried out with LiH in aprotic solvents according to the equation
Lösungsmittel NH4PFε + LiH > LiPFs + NH3T + H2T (1)Solvent NH 4 PF ε + LiH> LiPF s + NH 3 T + H 2 T (1)
zu LiPF6 umgesetzt wird. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß NH4PF6 und LiH relativ teure Rohstoffe sind.to LiPF 6 is implemented. This process has the disadvantage that NH 4 PF 6 and LiH are relatively expensive raw materials.
In einem weiteren Verfahren (US-PS 5,378,445) wird, ausgehend von MPF6 (M = Na, K, NH4, NR4) , die Lithiumverbindung gemäß der GleichungIn a further process (US Pat. No. 5,378,445), starting from MPF 6 (M = Na, K, NH 4 , NR 4 ), the lithium compound is produced according to the equation
Lösungsmittel/NH3 MPF6 + LiX > LiPFs + X4- (2)Solvent / NH 3 MPF 6 + LiX> LiPF s + X4- (2)
M = Na, K, NH4 NR4 X = Halogen etc. als Lösung in organischen Solvenzien hergestellt. Das Verfahren hat die Nachteile, daß die Metallhexafluorophosphate (MPF6) nicht oder nur zu hohen Preisen verfügbar sind und die Lösungen durch das Anion X verunreinigt sind (z.B. 0,1 % KC1 oder 3 % KBr) .M = Na, K, NH 4 NR 4 X = halogen etc. prepared as a solution in organic solvents. The process has the disadvantages that the metal hexafluorophosphates (MPF 6 ) are not available or are only available at high prices and the solutions are contaminated by the anion X (for example 0.1% KC1 or 3% KBr).
In der DE 196 32543 A wird unter anderem ein Verfahren zur Herstellung von LiPF6 aus den billigen Rohstoffen LiF und PC15 unter autogenem Druck oder wahlweise in organischen Lösungsmitteln, insbesondere in Diethylether, nach der GleichungDE 196 32543 A describes, among other things, a process for the production of LiPF 6 from the cheap raw materials LiF and PC1 5 under autogenous pressure or optionally in organic solvents, in particular in diethyl ether, according to the equation
6 LiF PCI- LiPFc 5 LiCl6 LiF PCI-LiPF c 5 LiCl
vorgeschlagen .suggested.
Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß feinpulvrige, chloridhaltige Endprodukte gebildet werden (z.B. 0,2 % Cl~- Gehalt bei der Druckherstellung) . Es wurde zudem gefunden, daß bei der Direktsynthese in Diethylether eine Verfärbung des anfangs farblosen Reaktionsgemisches stattfindet. Die bläulichschwarzen Verunreinigungen verbleiben nach Entfernung des Lösungsmittels im LiPF6-Rohprodukt und sind nur äußerst schwierig abzutrennen.This process has the disadvantage that finely powdered, chloride-containing end products are formed (for example 0.2% Cl ~ content in the printing process). It was also found that during the direct synthesis in diethyl ether there is a discoloration of the initially colorless reaction mixture. The bluish-black impurities remain in the raw LiPF 6 product after removal of the solvent and are extremely difficult to separate.
Bei der Kristallisation von LiPFs aus organischen Donorlosungsmitteln, wie Diethylether oder Acetonitril, bilden sich in der Regel Komplexe zwischen dem LiPF6 und dem Solvenz (LiPFs • Dx; D = Donorsolvenz , x = 1 ... 4) . Die zumeist in Form gut ausgebildeter Kristalle anfallenden Solvatkomplexe zerfallen bereits beim Trocknen bei Temperaturen unterhalb des Solvatzersetzungspunktes zu einem oberflächenreichen, schlecht handhabbaren Pulver.When LiPF s crystallize from organic donor solvents such as diethyl ether or acetonitrile, complexes usually form between LiPF 6 and solvency (LiPF s • D x ; D = donor solvency, x = 1 ... 4). The solvate complexes, most of which are in the form of well-formed crystals, disintegrate into a surface-rich, poor surface when they are dried at temperatures below the solvate decomposition point manageable powder.
So liefert die Zersetzung des wohldefinierten Acetonitril - Komplexes LiPF6 (CH3CN)4 unter reduziertem Druck bei Temperaturen bis 30°C ein zwar reines, aber oberflächenaktives, damit schwierig handhabbares lösungsmittelfreies Produkt (US- PS 3,594,402) .For example, the decomposition of the well-defined acetonitrile complex LiPF 6 (CH 3 CN) 4 under reduced pressure at temperatures up to 30 ° C. provides a pure, but surface-active, and therefore difficult to handle solvent-free product (US Pat. No. 3,594,402).
Bei der Kristallisation von LiPF6 aus Diethylether wird ebenfalls ein Solvatkomplex erhalten, dessen Solvatzersetzungspunkt bei ca. 40°C liegt (eigene Versuche) .When LiPF 6 is crystallized from diethyl ether, a solvate complex is also obtained, the solvate decomposition point of which is approximately 40 ° C. (own experiments).
Die Herstellung eines solvatfreien LiPF6 aus etherischer Lösung ist seit längerer Zeit bekannt. So wird gemäß der US-PS 3,607,020 LiPF6 aus LiF und PFS in Ether bei 0 bis 50°C hergestellt und das erhaltene LiPF6-Kristallisat bei 30 bis 35°C unter reduziertem Druck (0,2 mm) getrocknet.The production of a solvate-free LiPF 6 from an ethereal solution has been known for a long time. Thus, according to US Pat. No. 3,607,020, LiPF 6 is produced from LiF and PF S in ether at 0 to 50 ° C. and the LiPF 6 crystals obtained are dried at 30 to 35 ° C. under reduced pressure (0.2 mm).
Ähnlich wird gemäß der DE 196 14503 AI die Trocknung des LiPFs, das durch Umsetzung von LiF mit PFS hergestellt und in Diethylether gelöst wird, bei max. 40°C im Vakuum vorgenommen. Temperaturen von etwa 40°C werden im allgemeinen deshalb nicht überschritten, weil eine Produktzersetzung gemäß der GleichungSimilarly, according to DE 196 14503 AI, the drying of the LiPF s , which is produced by reacting LiF with PF S and dissolved in diethyl ether, at max. 40 ° C under vacuum. Temperatures of about 40 ° C are generally not exceeded because product decomposition according to the equation
ΔT LiPF, > LiF + PF5t (4,'ΔT LiPF,> LiF + PF 5 t (4, '
befürchtet wird. So wird z.B. in der US-PS 3,594,402 behauptet, daß die Dissoziation gemäß Reaktion (4) bei etwa 20°C beginne und LiPF6 sich bei 30 bis 40°C zersetze.is feared. For example, US Pat. No. 3,594,402 claims that the dissociation according to reaction (4) begins at approximately 20 ° C. and LiPF 6 decomposes at 30 to 40 ° C.
Das bei Temperaturen von < 40°C aus etherischen Lösungen isolierte LiPFs enthält in Abhängigkeit von den Herstellungsbedingungen eine gewisse Menge "Kristallether" (ca. 1 bis 2 mol) , der beim Vakuumtrocknen zwar relativ schnell und vollständig entfernt werden kann, wodurch aber zwangsläufig ein staubförmiges, oberflächenreiches Produkt erhalten wird.The LiPF s isolated from ethereal solutions at temperatures of <40 ° C contains depending on the Manufacturing conditions a certain amount of "crystal ether" (about 1 to 2 mol), which can be removed relatively quickly and completely during vacuum drying, but inevitably a dusty, surface-rich product is obtained.
Aufgabe der Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zu schaffen, das ausgehend von billigen Rohstoffen in einem technisch einfachen, beherrschbaren Prozeß ein gut handhabbares, reines LiPF6 liefert, das eine Reinheit von > 99,8 % hat.The object of the invention is to avoid the disadvantages known from the prior art and to create a process which, starting from cheap raw materials, provides a technically simple, manageable process, an easy to handle, pure LiPF 6 , which has a purity of> 99, Has 8%.
Die Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren gelöst. Die Unteransprüche 2 bis 16 offenbaren Merkmale, die das erfindungsgemäße Verfahren weiterbilden. Bei Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach den Unteransprüchen 17 bis 20 erhält man ein durch Totaleindampfung gewonnenes reines LiPFβ. Alternativ sind in den Unteransprüchen 21 bis 34 ~ Verfahrensmerkmale angegeben, die zu einem durch Kristallisation gewonnenen hochreinen LiPF6 führen.The object is achieved by the method specified in claim 1. Subclaims 2 to 16 disclose features that further develop the method according to the invention. When the method according to the invention is carried out according to subclaims 17 to 20, a pure LiPF β obtained by total evaporation is obtained. Alternatively ~ process features are specified in the dependent claims 21 to 34, which lead to a product obtained by crystallization of high purity LiPF. 6
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine diethyletherhaltige LiF-Suspension mit PC1S umgesetzt, wobei die LiF-Suspension vor der Zudosierung des PC15 schwach angesäuert wird. Es wurde überraschend gefunden, daß durch Ansäuerung beispielsweise mit HCl-Gas die LiPFs- Bildungsreaktion beschleunigt und gleichzeitig Nebenreaktionen zurückgedrängt werden. Besonders auffällig ist auch das Phänomen, daß die Verfärbung des Reaktionsgemisch.es ausbleibt bzw. stark verzögert wird.In the process according to the invention, a diethyl ether-containing LiF suspension is reacted with PC1 S , the LiF suspension being slightly acidified before the PC1 5 is metered in. It has surprisingly been found that acidification, for example with HCl gas, accelerates the LiPF s formation reaction and, at the same time, suppresses side reactions. The phenomenon that the discoloration of the reaction mixture does not occur or is greatly delayed is also particularly striking.
Vor Beginn der Umsetzung mit PC15 wird die Diethylether enthaltende LiF-Suspension angesäuert. Es ist auch möglich, den Diethylether vor der Zugabe von LiF anzusäuern und für die Aufschlämmung des Lithiumfluorids zu verwenden.Before starting the reaction with PC1 5 , the LiF suspension containing diethyl ether is acidified. It is also possible to acidify the diethyl ether before adding LiF and use it for slurrying the lithium fluoride.
Zum Ansäuern dienen wasserfreie protische Säuren HX, wobei X sein kann: ein Halogen, Sulfat oder ein Carbonsäurerest. Bevorzugt sind solche Säuren, deren korrespondierende Lithiumsalze in Ether bzw. Ether/Kohlenwasserstoffmischungen möglichst schlecht löslich sind. Besonders bevorzugt sind HC1- und HF-Gas, wobei ersteres wegen der einfacheren Handhabung besonders vorteilhaft ist.Anhydrous protic acids HX are used for acidification, where X can be: a halogen, sulfate or a carboxylic acid residue. Preferred acids are those whose corresponding lithium salts are as poorly soluble as possible in ether or ether / hydrocarbon mixtures. HC1 and HF gas are particularly preferred, the former being particularly advantageous because of the simpler handling.
Die Säurekonzentration kann zwischen 0,01 und 0,5 mmol/g Suspension betragen. Besonders bevorzugt ist der Bereich zwischen 0,02 und 0,2 mmol/g.The acid concentration can be between 0.01 and 0.5 mmol / g suspension. The range between 0.02 and 0.2 mmol / g is particularly preferred.
Die Umsetzungstemperatur beträgt 0 bis 35 °C, wobei der bevorzugte Bereich zwischen 15 und 30°C liegt.The reaction temperature is 0 to 35 ° C, the preferred range being between 15 and 30 ° C.
Die Reaktionszeit wird u.a. von der Reaktionstemperatur und Rührintensität beeinflußt. Im bevorzugten Temperaturbereich zwischen 15 und 30°C werden typisch 2 bis 8 Stunden für einen praktisch quantitativen Umsatz benötigt. Je nach gewählten Reaktionsbedingungen (Säurekonzentration, Zudosierungszeit , Rührintensität, Stöchiometrie und Temperaturen) bleibt das Reaktionsgemisch während der gesamten Reaktionszeit farblos, oder es wird erst gegen Ende gelblich oder schwach bläulich.The response time will include influenced by the reaction temperature and stirring intensity. In the preferred temperature range between 15 and 30 ° C, typically 2 to 8 hours are required for a practically quantitative conversion. Depending on the reaction conditions chosen (acid concentration, metering time, stirring intensity, stoichiometry and temperatures), the reaction mixture remains colorless during the entire reaction time, or it only becomes yellowish or slightly bluish towards the end.
Zu der angesäuerten, gut gerührten LiF-Suspension wird bei Temperaturen zwischen 0 und 35°C das PC15 dosiert. Die zudosierte PCl5-Menge wird so gewählt, daß pro mol PC15 6,06 bis 12 mol LiF vorliegen. Da das theoretischeThe PC1 5 is metered into the acidified, well-stirred LiF suspension at temperatures between 0 and 35 ° C. The amount of PCl 5 metered in is chosen so that 6.06 to 12 mol LiF are present per mol PC1 5 . Because the theoretical
Stöchiometrieverhältnis PC15 zu LiF 1 : 6 beträgt, liegt LiF in einem definierten Überschuß vor. Bevorzugt ist ein Verhältnis PC15 zu LiF von 1 : 6,3 bis 1 : 7,2. Höhere LiF-Überschüsse führen prinzipiell zu einer schnelleren und vollständigeren Ausnutzung des eingesetzten PC1S, jedoch wird die Ökonomie des Prozesses negativ beeinflußt.Stoichiometric ratio PC1 5 to LiF 1: 6, LiF is present in a defined excess. A ratio PC1 5 to LiF of 1: 6.3 to 1: 7.2 is preferred. In principle, higher LiF surpluses lead to a faster and more complete utilization of the PC1 S used , but the economy of the process is adversely affected.
Nach Reaktionsende wird das Reaktionsgemisch mit einer Base neutralisiert, wobei die aufzuwendende Basenmenge mindestens der eingesetzten Säuremenge entspricht. Als Basen können Ammoniak, LiOH, Li2C03, LiH oder Organolithiumverbindungen, wie Methyllithium oder Butyllithium eingesetzt werden. Bevorzugt sind Methyllithium, das in Form einer etherischen Lösung auf dem Markt verfügbar ist, und Lithiumhydrid, das bei der Neutralisation keinerlei störende Nebenprodukte hinterläßt.After the end of the reaction, the reaction mixture is neutralized with a base, the amount of base to be used at least corresponds to the amount of acid used. Ammonia, LiOH, Li 2 CO 3 , LiH or organolithium compounds such as methyl lithium or butyllithium can be used as bases. Preferred are methyl lithium, which is available on the market in the form of an ethereal solution, and lithium hydride, which does not leave any troublesome by-products in the neutralization.
Wegen der Unlöslichkeit von Lithiumhydrid wird es (bezogen auf die eingesetzte Säuremenge) bis zum 10 fachen, bevorzugt 3 bis 6 fachen, molaren Überschuß eingesetzt. Überschüssiges Lithiumhydrid kann zusammen mit den ebenfalls etherunlöslichen Lithiumhalogeniden bequem durch Filtration abgetrennt werden.Because of the insolubility of lithium hydride, it is used (based on the amount of acid used) up to a 10-fold, preferably 3 to 6-fold, molar excess. Excess lithium hydride together with the ether-insoluble lithium halides can be conveniently removed by filtration.
Die Konzentration des als Suspension in Diethylether vorgelegten Lithiumfluorids beträgt vorzugsweise 10 bis 40%.The concentration of the lithium fluoride presented as a suspension in diethyl ether is preferably 10 to 40%.
Als Reaktionsmedium dient entweder reiner, trockener Diethylether oder ein Gemisch aus Diethylether und einem Lösungsmittel, das aus einem oder mehreren Kohlenwasserstoffen besteht. In Frage kommende Kohlenwasserstoffe sind Alkane, wie z.B. bevorzugt Pentan, Hexan, Heptan oder Cyclohexan und Aromaten, wie z.B. bevorzugt Toluol, Xylol oder Ethylbenzol . Die Menge des wahlweise zusätzlich eingesetzten Lösungsmittels kann in weiten Grenzen schwanken und beispielsweise 0,3 bis 3 Gewichtsteile der LiF-Menge betragen. Eine darüber hinausgehende Verdünnung ist möglich, macht aber aus technischen und wirtschaftlichen Gründen keinen Sinn. Das Lösungsmittel kann entweder schon vor der Ansäuerung und Zudosierung von PC15 in Gänze vorgelegt oder während der PC1S- Dosierung oder der Nachreaktionsphase zugegeben werden. Es verbessert die Rührfähigkeit der Reaktionssuspension und ermöglicht es, einen Teil des teureren Diethylethers zu ersetzen. Weiterhin kann es im wahlweise durchzuführenden Kristallisationsreinigungsschritt (s.u.) als Kristallisationshilfsmittel eingesetzt werden. Das neutralisierte Reaktionsgemisch wird anschließend zur Abtrennung der unlöslichen Beiprodukte und des überschüssigen Lithiumfluorids filtriert, dekantiert oder zentrifugier . Auf diese Weise wird eine etherische LiPF6-Rohproduktlösung erhalten. Die Rohlösung ist u.a. mit chlorhaltigen Verbindungen, besonders PC13, verunreinigt.Either pure, dry diethyl ether or a mixture of diethyl ether and a solvent consisting of one or more hydrocarbons is used as the reaction medium. Suitable hydrocarbons are alkanes, such as, for example, preferably pentane, hexane, heptane or cyclohexane and aromatics, such as, for example, preferably toluene, xylene or ethylbenzene. The amount of the additional solvent optionally used can vary within wide limits and can be, for example, 0.3 to 3 parts by weight of the amount of LiF. A further dilution is possible, but makes no sense for technical and economic reasons. The solvent can either be introduced as a whole before the acidification and metering in of PC1 5 , or it can be added during the PC1 S metering or the after-reaction phase. It improves the stirrability of the reaction suspension and makes it possible to replace part of the more expensive diethyl ether. Furthermore, it can be used as a crystallization aid in the crystallization cleaning step (see below) to be carried out optionally. The neutralized reaction mixture is then filtered, decanted or centrifuged to remove the insoluble by-products and the excess lithium fluoride. An ethereal LiPF 6 crude product solution is obtained in this way. The raw solution is contaminated, among other things, with chlorine-containing compounds, especially PC1 3 .
Bei der Herstellung von LiPFe nach einem zum Stand der Technik gehörenden Verfahren (siehe auch Vergleichsbeispiel 1) , bei dem mit nicht angesäuertem Diethylether gearbeitet wird, werden ca. 0,5 bis 1,5 mol % PC13 (bestimmt aus dem Integrationsverhältnis PC13 : PFS " im 31P-NMR-Spektrum) als Verunreinigung beobachtet. Es wurde überraschend gefunden, daß die Ansäuerung des Diethylethers nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu einer deutlichen Abnahme der PC13-Verunreinigung führt: sie liegt nur noch im Bereich der 31P-NMR-Nachweisempfindlichkeit (ca. 0,02 %) oder darunter.In the production of LiPF e according to a state-of-the-art process (see also Comparative Example 1), in which non-acidified diethyl ether is used, approx. 0.5 to 1.5 mol% PC1 3 (determined from the integration ratio PC1 3 : PF S " in the 31 P-NMR spectrum) was observed as an impurity. It was surprisingly found that the acidification of the diethyl ether by the process according to the invention leads to a significant decrease in the PC1 3 impurity: it is only in the region of the 31st P-NMR detection sensitivity (approx. 0.02%) or below.
Unlösliche Bestandteile (LiCl, LiF, LiH, LiOH) der etherischen LiPF6-Rohproduktlösung werden abfiltriert, und die leicht gelbliche oder farblose LiPF6-Lösung wird entweder durch Eindampfung getrocknet oder in der unten beschriebenen Weise durch Kristallisation weiter gereinigt.Insoluble constituents (LiCl, LiF, LiH, LiOH) of the ethereal crude LiPF 6 product solution are filtered off, and the slightly yellowish or colorless LiPF 6 solution is either dried by evaporation or further purified by crystallization in the manner described below.
Durch Totaleindampfung läßt sich aus dem Filtrat eine mäßig saubere LiPF6-Qualität (Gehalt ca. 99,8 %) gewinnen. Um ein gut handhabbares Produkt, d.h. ein solches mit geringer spezifischer Oberfläche zu erzielen, werden der Diethylether und das eventuell vorhandene Lösungsmittel bei Normal- oder nur mäßig vermindertem Druck (600 bis 1000 mbar) abdestilliert. Nach Entfernung der Hauptmenge Ether wird die Sumpftemperatur durch äußere Beheizung auf 40 bis 100°C, bevorzugt 50 bis 75°C gesteigert. Zur Abtrennung letzter Diethylether- bzw. weiterer Lösungsmittelreste kann der Druck gleichzeitigBy total evaporation, a moderately clean LiPF 6 quality (content approx. 99.8%) can be obtained from the filtrate. In order to achieve a product which is easy to handle, ie one with a low specific surface area, the diethyl ether and the solvent which may be present are distilled off at normal or only moderately reduced pressure (600 to 1000 mbar). After removal of the majority of ether, the bottom temperature is increased to 40 to 100 ° C., preferably 50 to 75 ° C., by external heating. The pressure can be removed simultaneously to remove the last diethyl ether or further solvent residues
(sinnvollerweise) vermindert werden (auf z.B. 0,1 bis 10 mbar) . Überraschenderweise wurde bei den relativ hohen Temperaturen 10(reasonably) be reduced (to 0.1 to 10 mbar, for example). Surprisingly, at the relatively high temperatures 10
keinerlei Produktzersetzung nach Reaktionsgleichung (4) beobachtet. Auf der anderen Seite liegen die Sumpftemperaturen über dem Zersetzungspunkt des LiPF6-Etherats, weshalb sich direkt ein etherfreies, staubfreies Festprodukt bildet. Je nach gewählten Trocknungsbedingungen wird entweder ein klumpiges Produkt oder ein Granulat erhalten.no product decomposition according to reaction equation (4) was observed. On the other hand, the bottom temperatures are above the decomposition point of the LiPF 6 etherate, which is why an ether-free, dust-free solid product forms directly. Depending on the drying conditions chosen, either a lumpy product or a granulate is obtained.
Für höhere Reinheitsansprüche kann einFor higher purity requirements, a
Kristallisationsverfahren gewählt werden. Dazu wird die etherische Rohproduktlösung mit einem aprotischen Kristallisationshilfsmittel versetzt, das LiPFs in reiner Form nicht oder nur sehr schlecht löst und einen höheren Siedepunkt als Diethylether besitzt.Crystallization process can be selected. For this purpose, an aprotic crystallization aid is added to the ethereal crude product solution, which does not or only very poorly dissolves LiPF s in pure form and has a higher boiling point than diethyl ether.
Alternativ kann auch die auf eine LiPF6-Konzentration von 20 bis 50%, bevorzugt 30 bis 45%, voreingedampfte - Rohproduktlösung in reinem Diethylether mit dem Kristallisationshilfsmittel versetzt und anschließend filtriert werden.Alternatively, the crude product solution, which has been pre-evaporated to a LiPF 6 concentration of 20 to 50%, preferably 30 to 45%, can be mixed with the crystallization aid in pure diethyl ether and then filtered.
Dieses Kristallisationshilfsmittel ist z.B. ein weiterer Ether (Methyl-tert . -Butylether (MTBE) , Dibutylether, Diisopropylether) , ein Alkan (z.B. Heptan, Methylcyclohexan, Octan) oder ein aromatischer Kohlenwasserstoff (z.B. Benzol, Toluol, Ethylbenzol) oder eine Mischung aus den genannten Stoffen. Besonders bevorzugt sind Heptan, Methylcyclohexan, Toluol und Methyl-tert . -Butylether .This crystallization aid is e.g. another ether (methyl tert-butyl ether (MTBE), dibutyl ether, diisopropyl ether), an alkane (e.g. heptane, methylcyclohexane, octane) or an aromatic hydrocarbon (e.g. benzene, toluene, ethylbenzene) or a mixture of the substances mentioned. Heptane, methylcyclohexane, toluene and methyl tert are particularly preferred. Butyl ether.
Die Menge des Kristallisationshilfsmittels beträgt 0,2 bis 5 Gewichtsteile der in Diethyletherlösung befindlichen LiPF6- Menge. Besonders bevorzugt sind 0,3 bis 1,5 Gewichtsteile bezogen auf das gelöste LiPFε. 11The amount of the crystallization aid is 0.2 to 5 parts by weight of the amount of LiPF 6 present in diethyl ether solution. 0.3 to 1.5 parts by weight, based on the dissolved LiPF ε , are particularly preferred. 11
Die LiPF6-Lösung im oben definierten Lösungsmittelgemisch wird bei Normal- oder leicht vermindertem Druck aufkonzentrier . Die Manteltemperatur der Destillationsblase beträgt dabei zunächst 40 bis 70°C. Gemäß den unterschiedlichen Siedepunkten destilliert anfangs praktisch reiner Diethylether, wodurch sich das Lösevermögen des zurückbleibenden Lösungsmittels für die Verunreinigungen und auch LiPF6 kontinuierlich verschlechtert. Bei Erreichung eines Et20 : LiPF6-Verhältnisses von ca. 1,2 bis 2,3 wird die Destillation unterbrochen und der Destillationsrückstand durch Filtration von eventuell ausgefällten Verunreinigungen befreit.The LiPF 6 solution in the solvent mixture defined above is concentrated at normal or slightly reduced pressure. The jacket temperature of the still is initially 40 to 70 ° C. According to the different boiling points, practically pure diethyl ether initially distills, which continuously worsens the solvent capacity of the remaining solvent for the impurities and also LiPF 6 . When an Et 2 0: LiPF 6 ratio of approximately 1.2 to 2.3 is reached, the distillation is interrupted and the distillation residue is freed of any precipitated impurities by filtration.
Das klare Filtrat wird sodann bis auf eine Restethermenge von 0 bis 30% weiter eingedampft. Die Sumpf emperatur steigt dabei bis auf ca. 40 bis 90°C. Lithiumhexafluorophosphat scheidet sich dabei als farbloser, grobkristalliner Feststoff ab. Der Feststoff wird durch Filtration oder Zentrifugation von der Mutterlauge befreit. Vorzugsweise wird dieser Fest/Flüssig-The clear filtrate is then evaporated further down to a residual amount of ether of 0 to 30%. The bottom temperature rises to about 40 to 90 ° C. Lithium hexafluorophosphate separates out as a colorless, coarsely crystalline solid. The solid is freed from the mother liquor by filtration or centrifugation. This solid / liquid is preferably
Trennungsschritt bei Temperaturen > 40°C vorgenommen.Separation step carried out at temperatures> 40 ° C.
Das Kristallisat wird mit einem aliphatischen und/oder aromatischen Kohlenwasserstoff gewaschen, wobei vorzugsweise Pentan, Hexan oder Toluol eingesetzt werden, und anschließend getrocknet. Vorzugsweise erfolgt die Trocknung bei erhöhten Temperaturen (30 bis 50°C) unter vermindertem Druck.The crystals are washed with an aliphatic and / or aromatic hydrocarbon, preferably pentane, hexane or toluene, and then dried. Drying is preferably carried out at elevated temperatures (30 to 50 ° C.) under reduced pressure.
Auf diese Weise wird ein lösungsmittelfreies, grobkristallines Produkt mit einer Reinheit von > 99,9% erhalten.In this way, a solvent-free, coarsely crystalline product with a purity of> 99.9% is obtained.
Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand von Vergleichs- und Ausführungsbeispielen näher erläutert.The subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to comparative and exemplary embodiments.
Die Beispiele 1 und 5 wurden zu Vergleichszwecken nach dem Stand der Technik ausgeführt, die restlichen Beispiele wurden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführt. 12Examples 1 and 5 were carried out for comparison purposes according to the prior art, the remaining examples were carried out according to the inventive method. 12
Beispiel 1: (Vergleichsbeispiel) : Umsetzung von LiF mit PC1S in neutralem Diethylether bei 25 °C (gemäß deutscher Patentanmeldung 196 32543)Example 1: (Comparative example): reaction of LiF with PC1 S in neutral diethyl ether at 25 ° C. (according to German patent application 196 32543)
In einem 2-1-Doppelmantelgefäß wurden 170,0 g (8,3 mol, 38% Überschuß) getrocknetes Lithiumfluorid in 920 g Diethylether suspendiert. Bei einer Innentemperatur von 25 °C wurden innerhalb von 18 Minuten 207 g (1,0 mol) PC1S aus einer Dosierbirne zugegeben. Durch Gegenkühlung wurde die Innentemperatur unter 28 °C gehalten. Nach 2 Stunden begann sich das Reaktionsgemisch violett zu verfärben,- nach erneuter Zugabe von 32 g (1,23 mol) LiF entfärbte sich die Reaktionssuspension kurzfristig, jedoch war die Violettfärbung nach 15 Minuten wieder zu beobachten.170.0 g (8.3 mol, 38% excess) of dried lithium fluoride were suspended in 920 g of diethyl ether in a 2-1 double jacket vessel. At an internal temperature of 25 ° C., 207 g (1.0 mol) of PC1 S from a metering bulb were added over the course of 18 minutes. The internal temperature was kept below 28 ° C. by counter-cooling. After 2 hours, the reaction mixture began to turn violet; after adding 32 g (1.23 mol) of LiF again, the reaction suspension discolored briefly, but the violet color was observed again after 15 minutes.
Das Reaktionsgemisch wurde nach 3 , 5-stündiger Reaktionszeit mit 2,6 g LiH versetzt und noch 1,5 Stunden gerührt. Die Suspension wurde filtriert und der Rückstand mit 3 Portionen Ether nachgewaschen .After a reaction time of 3.5 hours, 2.6 g of LiH were added to the reaction mixture, and the mixture was stirred for a further 1.5 hours. The suspension was filtered and the residue was washed with 3 portions of ether.
Es wurden 963 g einer blaugrauen Lösung erhalten. Die Lösung wurde bei 25°C im Vakuum aufkonzentriert (Auswaage 518 g) und eine Probe hydrolysiert und elementaranalytisch untersucht:963 g of a blue-gray solution were obtained. The solution was concentrated in vacuo at 25 ° C. (weight 518 g) and a sample was hydrolyzed and analyzed by elemental analysis:
Li = 1,12 %; P = 5,25 %; F = 18,5 %; Cl = 0,48 %Li = 1.12%; P = 5.25%; F = 18.5%; Cl = 0.48%
Die LiPFs-Rohausbeute betrug also ca. 128 g (84 %) , die Lösung hatte einen Gehalt an LiPFs von ca. 24,7%. Im 31P-NMR-Spektrum konnte PC1331P = -220 ppm) nachgewiesen werden,- das Molverhältnis PC13 : LiPF6 betrug ca. 1,2 : 100. 13The raw LiPF s yield was therefore approx. 128 g (84%), the solution had a LiPF s content of approx. 24.7%. PC1 331 P = -220 ppm) could be detected in the 31 P-NMR spectrum, - the molar ratio PC1 3 : LiPF 6 was approx. 1.2: 100. 13
Beispiel 2: Umsetzung von LiF mit PC1S in saurem Diethylether bei 25°CExample 2: Reaction of LiF with PC1 S in acidic diethyl ether at 25 ° C
In einem 3-1-Doppelmantelreaktor mit Teflon-Dispergierscheibe, Rückflußkühler und Feststoffdosierer wurden 256,8 g (9,90 mol, 10 % Überschuß) LiF in 1184 g salzsaurem Diethylether (H+ = 0,08 mmol/g, gesamt 95 mmol) vorgelegt. Bei einer Innentemperatur zwischen 24 und 27°C wurden 312 g (1,50 mol) PC15 portionsweise innerhalb 1 Stunde zudosiert.256.8 g (9.90 mol, 10% excess) of LiF in 1184 g of hydrochloric diethyl ether (H + = 0.08 mmol / g, total 95 mmol) were introduced into a 3-1 double-jacket reactor with a Teflon dispersing disc, reflux condenser and solids metering device ) submitted. At an internal temperature between 24 and 27 ° C, 312 g (1.50 mol) of PC1 5 were metered in in portions within 1 hour.
Nach einer Reaktionszeit von insgesamt 5 Stunden begann sich die Lösung schwach gelblich zu verfärben. Es wurden 3,15 g (0,40 mol) Lithiumhydrid vorsichtig zugegeben (anfangs starke Gasentwicklung) und dann wurde ca. 20 Minuten am Rückfluß gekoch .After a total reaction time of 5 hours, the solution began to turn slightly yellowish. 3.15 g (0.40 mol) of lithium hydride were carefully added (initially strong gas evolution) and the mixture was then refluxed for about 20 minutes.
Nach Filtration wurden 1288 g einer klaren, fast farblosen Lösung erhalten (Li = 0,65 %, F = 11,4 %, P = 3,1 %) , deren Gehalt an LiPF6 ca. 15,2 % betrug (entsprechend einer LiPFs- Rohproduktausbeute von ca. 86 %) . Laut 31P-NMR-Spektrum betrug das Molverhältnis PC13 : LiPF6 0,02 : 100.After filtration, 1288 g of a clear, almost colorless solution were obtained (Li = 0.65%, F = 11.4%, P = 3.1%), the content of LiPF 6 was approximately 15.2% (corresponding to one LiPF s - crude product yield of approx. 86%). According to the 31 P NMR spectrum, the molar ratio PC1 3 : LiPF 6 was 0.02: 100.
Die Beispiele 1 und 2 zeigen, daß durch Ansäuerung wesentlich weniger unerwünschtes PC13 gebildet wird und die Produktverfärbung weitestgehend vermieden werden kann.Examples 1 and 2 show that much less undesirable PC1 3 is formed by acidification and product discoloration can be largely avoided.
Beispiel 3: Umsetzung von LiF mit PC15 in 0,07 mmol H+/g Et20 bei 20 bis 37°CExample 3: Reaction of LiF with PC1 5 in 0.07 mmol H + / g Et 2 0 at 20 to 37 ° C
In einem 250-ml-Schlenkkolben mit Rückflußkühler wurden 18,8 g getrocknetes LiF (726 mmol, 10 % Überschuß) in 103 g salzsaurem Diethylether (0,07 mmol H+ /g) vorgelegt und ohne Kühlung mit 22,8 g (110 mmol) PC15 versetzt. Durch die freiwerdende Reaktionswärme erhitzte sich das Reaktionsgemisch innerhalb von 13 Minuten bis zum Sieden (36°C) . Nach 50 Minuten fiel die Temperatur wieder auf unter 35 °C. Nach 80 Minuten wurde eine 1418.8 g of dried LiF (726 mmol, 10% excess) in 103 g of hydrochloric acid diethyl ether (0.07 mmol of H + / g) were placed in a 250 ml Schlenk flask with reflux condenser and 22.8 g (110 mmol) PC1 5 added. As a result of the heat of reaction released, the reaction mixture heated to boiling (36 ° C.) within 13 minutes. After 50 minutes the temperature dropped back below 35 ° C. After 80 minutes one 14
leichte rötliche Verfärbung bemerkt.slight reddish discoloration noticed.
Beispiel 4: Umsetzung von LiF mit PC15 in 0,14 mmol H+/g Et20 bei 20 bis 37°CExample 4: Reaction of LiF with PC1 5 in 0.14 mmol H + / g Et 2 0 at 20 to 37 ° C
Wie in Beispiel 3 wurden 20,6 g LiF (793 mmol, 10 % Überschuß) in 100 g salzsaurem Diethylether (0,14 mmol H+/g, GesamtmengeAs in Example 3, 20.6 g of LiF (793 mmol, 10% excess) in 100 g of hydrochloric acid diethyl ether (0.14 mmol H + / g, total amount
14 mmol) suspendiert und mit 25,0 g (120 mmol) PC1S versetzt. Das Gemisch erhitzte sich innerhalb ca. 7 Minuten bis zum Sieden. Nach etwa 1,5 Stunden war eine sehr schwache Gelbfärbung zu bemerken, die sich in den folgenden 1,5 Stunden nicht verstärkte. Es wurden 0,2 g (25 mmol) LiH zugegeben und14 mmol) and 25.0 g (120 mmol) of PC1 S were added. The mixture heated to boiling within about 7 minutes. After about 1.5 hours there was a very weak yellowing, which did not increase in the following 1.5 hours. 0.2 g (25 mmol) of LiH were added and
15 Minuten unter Rückfluß gekocht. Nach Filtration wurde eine praktisch farblose etherische LiPF6-Lösung erhalten.Boiled under reflux for 15 minutes. After filtration, a practically colorless ethereal LiPF 6 solution was obtained.
Die Beispiele 3 und 4 (unterschiedliche Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens) zeigen, daß das unterschiedliche Verfärbungsverhalten abhängig von der Säurekonzentration ist. Bei einer Säurekonzentration von 0,14 mmol/g wurde auch bei relativ hohen Reaktionstemperaturen eine farblose Produktlösung erhalten.Examples 3 and 4 (different variants of the process according to the invention) show that the different discoloration behavior is dependent on the acid concentration. At an acid concentration of 0.14 mmol / g, a colorless product solution was obtained even at relatively high reaction temperatures.
Beispiel 5: (Vergleichsbeispiel): Totaleindampfung zu PulverExample 5: (comparative example): total evaporation to powder
(gemäß deutscher Patentanmeldung 196 32543)(according to German patent application 196 32543)
380 g der filtrierten Lösung aus Beispiel 1 (LiPFs-Gehalt ca. 15,2 % entspr. 57,8 g Inhalt) wurden im Rotationsverdampfer (Badtemperatur 30 bis 40°C) im Vakuum (zuletzt 1 mbar) bis zur Trockne und Gewichtskonstanz eingedampft. Es wurden 53 g (Ausbeute: 92 %) eines gelblichen, staubfeinen Pulvers erhalten. 15380 g of the filtered solution from Example 1 (LiPF s content approx. 15.2%, corresponding to 57.8 g content) were in a rotary evaporator (bath temperature 30 to 40 ° C) in a vacuum (last 1 mbar) to dryness and constant weight evaporated. 53 g (yield: 92%) of a yellowish, dust-fine powder were obtained. 15
Beispiel 6 : Totaleinda pfung zum GranulatExample 6: Total inspection for granules
88 kg einer analog Beispiel 2 hergestellten LiPF6-Lösung wurden zunächst auf eine Konzentration von 31 % LiPFs eingeengt. Diese eingeengte Lösung wurde in einem beheizbaren Planetenmischer (Manteltemperatur 45 bis 55 °C) zunächst bei Normaldruck, dann im Vakuum (ca. 50 mbar) in ca. 5 h zur Trockne eingedampf . Es wurden 14.2 kg eines gelblichen Granulates (Kornbereich 1 bis 3 mm) erhalten.88 kg of a LiPF 6 solution prepared as in Example 2 were first concentrated to a concentration of 31% LiPF s . This concentrated solution was evaporated to dryness in a heatable planetary mixer (jacket temperature 45 to 55 ° C.) first at normal pressure, then in vacuo (about 50 mbar) in about 5 hours. 14.2 kg of yellowish granules (grain size 1 to 3 mm) were obtained.
Ausbeute: 88 %, Cl -Gehalt: 0,08 %.Yield: 88%, Cl content: 0.08%.
Die Beispiele 5 und 6 demonstrieren, daß bei einer Erhöhung der Sumpftemperatur über 40°C ein Granulat erhalten werden kann, während unter 40°C ein gelbliches, staubfeines Pulver erhalten wird, und daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren reines LiPF6 erzeugt wird.Examples 5 and 6 demonstrate that when the bottom temperature is increased above 40 ° C., granules can be obtained, while below 40 ° C. a yellowish, dust-fine powder is obtained, and that pure LiPF 6 is produced by the process according to the invention.
Beispiel 7: Kristallisation aus Et20/Hexan bei RTExample 7: Crystallization from Et 2 0 / hexane at RT
364 g einer 38%igen etherischen LiPFs-Lösung (hergestellt analog Beispiel 2) wurden bei ca. 15°C unter Rühren innerhalb ca. 30 Minuten mit 450 g Hexan versetzt. Das dabei in Form z.T. gut ausgebildeter Kristallnadeln ausfallende LiPFs-Etherat wurde in einer Glasfritte isoliert und mit etwas Pentan gewaschen. Das filterfeuchte Produkt (278 g) wurde im Vakuum (0,1 mbar) bei Raumtemperatur getrocknet. Es wurden 122 g (88 %) reines LiPFs in Form eines weißen, sehr feinkristallinen Pulvers erhalten (Reinheit > 99,9 %) .364 g of a 38% ethereal LiPF s solution (prepared analogously to Example 2) were mixed with 450 g of hexane at about 15 ° C. with stirring in about 30 minutes. The LiPF s etherate precipitated in the form of partially well-formed crystal needles was isolated in a glass frit and washed with a little pentane. The filter-moist product (278 g) was dried in vacuo (0.1 mbar) at room temperature. 122 g (88%) of pure LiPF s were obtained in the form of a white, very finely crystalline powder (purity> 99.9%).
Beispiel 8: Kristallisation aus Et20/Toluol bei 50 bis 70 °CExample 8: Crystallization from Et 2 0 / toluene at 50 to 70 ° C
In einem 500-ml-Schlenkkolben wurden 91,4 g rohes LiPF6 (Cl- Gehalt 1,2 %) in 144 g Ether gelöst und mit 95 g Toluol 16In a 500 ml Schlenk flask, 91.4 g of crude LiPF 6 (Cl content 1.2%) were dissolved in 144 g of ether and with 95 g of toluene 16
versetzt. Die trübe Lösung wurde 30 Minuten gerührt und dann filtriert .added. The cloudy solution was stirred for 30 minutes and then filtered.
Das klare, gelbe Filtrat wurde bei einem Druck von 700 mbar und einer Ölbadtemperatur von 70°C eingeengt, bis die Destillattemperatur auf ca. 55°C stieg. Dabei fielen farblose, grobe Kristalle aus. Der Rückstand (213 g) wurde warm filtriert, das Kristallisat wurde mit Toluol und Hexan gewaschen und anschließend im Vakuum getrocknet. Es wurden 79,7 g (87 %) reines LiPF6 erhalten (Cl-Gehalt 50 ppm) .The clear, yellow filtrate was concentrated at a pressure of 700 mbar and an oil bath temperature of 70 ° C until the distillate temperature rose to about 55 ° C. Colorless, coarse crystals precipitated out. The residue (213 g) was filtered while warm, the crystals were washed with toluene and hexane and then dried in vacuo. 79.7 g (87%) of pure LiPF 6 were obtained (Cl content 50 ppm).
Die erfindungsgemäßen Beispiele 7 und 8 belegen das unterschiedliche Kristallisationsverhalten von LiPFs aus Diethylether/Kohlenwasserstoffmischungen unterhalb und oberhalb von ca. 40°C.Examples 7 and 8 according to the invention demonstrate the different crystallization behavior of LiPF s from diethyl ether / hydrocarbon mixtures below and above about 40 ° C.
Beispiel 9: Kristallisation aus Et20/Toluol bei 40 bis 75 °CExample 9: Crystallization from Et 2 0 / toluene at 40 to 75 ° C
197 g rohes LiPF5 (Cl-Gehalt 0,06 %) wurden in 460 g Ether gelöst und mit 195 g Toluol versetzt. Die leicht trübe Lösung wurde 2 Stunden bei RT gerührt und dann filtriert. Die klare Lösung wurde bei Normaldruck und einer Badtemperatur von anfangs 40°C, dann steigend auf 75°C eingeengt. Nach Abtrennung von 474 g Destillat wurde das in Form großer, farbloser Kristalle ausfallende LiPF6 abfiltriert, gewaschen und getrocknet. Die Ausbeute betrug 194 g (98 %) , der Chloridgehalt lag bei < 20 ppm.197 g of crude LiPF 5 (Cl content 0.06%) were dissolved in 460 g of ether and 195 g of toluene were added. The slightly cloudy solution was stirred at RT for 2 hours and then filtered. The clear solution was concentrated at normal pressure and a bath temperature of initially 40 ° C., then increasing to 75 ° C. After 474 g of distillate had been separated off, the LiPF 6 which precipitated out in the form of large, colorless crystals was filtered off, washed and dried. The yield was 194 g (98%), the chloride content was <20 ppm.
Dieses Beispiel zeigt, daß aus einer relativ reinen LiPFs- Rohproduktqualität praktisch ohne Verluste ein chloridfreies LiPF6 erhalten werden kann. 17This example shows that a chloride-free LiPF 6 can be obtained practically without losses from a relatively pure LiPF s raw product quality. 17
Beispiel 10: Kristallisation aus Et20/Toluol bei ca. 60°C ohne Polierfiltra ionExample 10: Crystallization from Et 2 0 / toluene at approx. 60 ° C without polishing filtration
178 g einer gelben 20,l%igen rohen etherischen LiPF6-Lösung (enthielt 0,4 % Chlorid) wurden bei RT mit 36 g Toluol versetzt. Es bildete sich eine gelbe, klare Lösung. Am Rotationsverdampfer wurde bei einer Badtemperatur von anfangs 50°C, später 60°C und leicht vermindertem Druck (zunächst 1000, dann 700 mbar) Ether abdestilliert. Nach Abtrennung von ca. 110 ml Destillat (= 55 % des Ethers) begann die Abscheidung eines Niederschlages. Es wurden weitere 60 ml Ether abdestillier . Die Suspension wurde filtriert, und der abfiltrierte Feststoff wurde mit wenig Toluol und Hexan gewaschen.178 g of a yellow 20.1% crude ethereal LiPF 6 solution (containing 0.4% chloride) were mixed with 36 g of toluene at RT. A yellow, clear solution was formed. Ether was distilled off on a rotary evaporator at a bath temperature of initially 50 ° C., later 60 ° C. and slightly reduced pressure (first 1000, then 700 mbar). After approximately 110 ml of distillate (= 55% of the ether) had been separated off, a precipitate began to separate. A further 60 ml of ether were distilled off. The suspension was filtered and the solid filtered off was washed with a little toluene and hexane.
Es wurden 31,3 g (88 %) eines staubfreien, grobkristallinen und reinweißen Kristallisats erhalten. Der Chloridgehalt betrug noch < 20 ppm.31.3 g (88%) of a dust-free, coarsely crystalline and pure white crystallizate were obtained. The chloride content was still <20 ppm.
In diesem Beispiel wurde eine verdünnte LiPFs-Lösung mit einem Kohlenwasserstoff versetzt und eingedampft, bis solvatfreies, reines LiPF5 ausfiel. Im vorliegenden Fall wurde der Ether nicht vollständig entfernt, so daß die Verunreinigungen in der Lösung blieben und eine Polierfiltration nicht nötig war.In this example, a dilute LiPF s solution was mixed with a hydrocarbon and evaporated until solvate-free, pure LiPF 5 failed. In the present case, the ether was not removed completely, so that the impurities remained in the solution and polishing filtration was not necessary.
Beispiel 11: Kristallisation aus Et20/Methylcyclohexan bei 70 °CExample 11: Crystallization from Et 2 0 / methylcyclohexane at 70 ° C
86,0 g rohes LiPFs (Cl-Gehalt 0,5 %) wurden in 201 g Diethylether gelöst und mit 88 g Methylcyclohexan versetzt. Die leicht trübe Lösung wurde filtriert; das klare Filtrat wurde bei einer Badtemperatur von 70 °C und einem Druck von 800 mbar eingeengt. Es wurden 190 g Destillat abgetrennt und der Rückstand filtriert. Auf diese Art konnten 84 g (98 %) eines groben Kristallisats mit einem Chloridgehalt von 70 ppm 1886.0 g of crude LiPF s (Cl content 0.5%) were dissolved in 201 g of diethyl ether and 88 g of methylcyclohexane were added. The slightly cloudy solution was filtered; the clear filtrate was concentrated at a bath temperature of 70 ° C and a pressure of 800 mbar. 190 g of distillate were separated off and the residue was filtered. In this way, 84 g (98%) of a coarse crystals with a chloride content of 70 ppm 18th
erhalten werden.be preserved.
Aus diesem Beispiel wird deutlich, daß anstelle des Aromaten Toluol gesättigte Kohlenwasserstoffe eingesetzt werden können. It is clear from this example that saturated hydrocarbons can be used instead of the aromatic toluene.

Claims

19Pat-pn r-nsprf-rhe : 19Pat-pn r-nsprf-rhe:
1. Verfahren zur Herstellung von reinem LiPF6 aus LiF und PC15 in Diethylether, dadurch gekennzeichnet, daß eine Suspension aus LiF, Diethylether und einer wasserfreien protischen Säure HX, wobei X ein Halogen, Sulfat oder Carbonsäurerest ist, mit PC1S umgesetzt wird, daß die Säure HX nach Beendigung der Umsetzung mit einer Base neutralisiert wird, daß die neutralisierte Mischung filtriert wird und daß aus dem Filtrat das reine LiPF6 isoliert wird.1. Process for the preparation of pure LiPF 6 from LiF and PC1 5 in diethyl ether, characterized in that a suspension of LiF, diethyl ether and an anhydrous protic acid HX, where X is a halogen, sulfate or carboxylic acid residue, is reacted with PC1 S , that the acid HX is neutralized with a base after the reaction, that the neutralized mixture is filtered and that the pure LiPF 6 is isolated from the filtrate.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die saure Suspension von LiF in Diethylether entweder durch Zugabe von LiF in angesäuerten Diethylether oder durch Ansäuern einer Suspension von LiF in Diethylether hergestellt wird.Process according to Claim 1, characterized in that the acid suspension of LiF in diethyl ether is produced either by adding LiF in acidified diethyl ether or by acidifying a suspension of LiF in diethyl ether.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Säure HX gasförmiges HC1 oder gasförmiges HF verwendet wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that gaseous HC1 or gaseous HF is used as the acid HX.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche l bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Säurekonzentration 0,01 bis 0,5 mmol/g-Suspension beträgt.Method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the acid concentration is 0.01 to 0.5 mmol / g suspension.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Säurekonzentration 0,02 bis 0,2 mmol/g-Suspension beträgt.5. The method according to claim 4, characterized in that the acid concentration is 0.02 to 0.2 mmol / g suspension.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzungstemperatur 0 bis 206. The method according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the reaction temperature 0 to 20th
35°C beträgt.Is 35 ° C.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzungstemperatur 15 bis 30 °C beträgt.7. The method according to claim 6, characterized in that the reaction temperature is 15 to 30 ° C.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionszeit 2 bis 8 Stunden beträgt.8. The method according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the reaction time is 2 to 8 hours.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß PC15 zu LiF im Molverhältnis 1 : 6,06 bis 1 : 12 eingesetzt wird.Method according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that PC1 5 to LiF is used in a molar ratio of 1: 6.06 to 1:12.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß PC15 zu LiF im Molverhältnis 1 : 6,3 bis 1 : 7,2 eingesetzt wird.10. The method according to claim 9, characterized in that PC1 5 to LiF is used in a molar ratio of 1: 6.3 to 1: 7.2.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Base NH3, LiOH, Li2C03, LiH oder eine Organolithiumverbindung eingesetzt wird.11. The method according to one or more of claims 1 to 10, characterized in that the base used is NH 3 , LiOH, Li 2 C0 3 , LiH or an organolithium compound.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Base LiH oder Methyllithium eingesetzt wird.12. The method according to claim 11, characterized in that LiH or methyl lithium is used as the base.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Base LiH bis zum 10 fachen molaren Überschuß zur eingesetzten Säuremenge zugesetzt wird.13. The method according to claim 11 or 12, characterized in that the base LiH is added up to a 10-fold molar excess to the amount of acid used.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Base LiH im 3 bis 6 fachen molaren Überschuß zur eingesetzten Säuremenge zugesetzt wird. 2114. The method according to claim 13, characterized in that the base LiH is added in a 3 to 6-fold molar excess to the amount of acid used. 21
15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß LiF in soviel Diethylether suspendiert wird, daß eine Suspension mit einer LiF- Konzentration von 10 bis 40% entsteht.15. The method according to one or more of claims 1 to 14, characterized in that LiF is suspended in so much diethyl ether that a suspension with a LiF concentration of 10 to 40% is formed.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß vor oder während der Umsetzung 0,3 bis 3 Gewichtsteile eines aliphatischen und/oder aromatischen Lösungsmittels pro Gewichtsteil LiF zugesetzt werden .16. The method according to one or more of claims 1 to 15, characterized in that 0.3 to 3 parts by weight of an aliphatic and / or aromatic solvent per part by weight of LiF are added before or during the reaction.
17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16 dadurch gekennzeichnet, daß nach erfolgter Umsetzung der Diethylether und das Lösungsmittel destillativ entfernt werden .17. The method according to one or more of claims 1 to 16, characterized in that after the reaction, the diethyl ether and the solvent are removed by distillation.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Sumpftemperatur bei der destillativen Diethylether- und Lösungsmittelentfernung gegen Ende des Destillationsprozesses 40 bis 100°C beträgt.A method according to claim 17, characterized in that the bottom temperature at the distillative removal of diethyl ether and solvent is 40 to 100 ° C towards the end of the distillation process.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Sumpftemperatur 50 bis 75 °C beträgt.19. The method according to claim 18, characterized in that the bottom temperature is 50 to 75 ° C.
20. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die destillative Diethylether- und Lösungsmittelentfernung bei 1000 bis 600 mbar begonnen wird und der Druck nach Abtrennung der Hauptmenge des Diethylethers und des Lösungsmittels allmählich reduziert wird und daß zuletzt bei vollem Vakuum getrocknet wird. 2220. The method according to one or more of claims 17 to 19, characterized in that the distillative diethyl ether and solvent removal is started at 1000 to 600 mbar and the pressure after separation of the majority of the diethyl ether and the solvent is gradually reduced and that finally at full Vacuum is dried. 22
21. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein aprotisches Kristallisationshilfsmittel, welches einen höheren Siedepunkt als Diethylether aufweist und in reiner Form LiPFs kaum oder nicht löst, nach erfolgter Umsetzung der Lösung von LiPFs in Diethylether zugesetzt wird.21. The method according to one or more of claims 1 to 15, characterized in that an aprotic crystallization aid, which has a higher boiling point than diethyl ether and hardly or does not dissolve LiPF s in pure form, is added after the solution of LiPF s has been converted into diethyl ether becomes.
22. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die LiPF6-Lösung in Diethylether auf eine LiPFs-Konzentration von 20 bis 50%, bevorzugt 30 bis 45% eingedampft wird und anschließend ein aprotisches Kristallisationshilfsmittel, welches seinerseits einen höheren Siedepunkt als Diethylether aufweist und in reiner Form LiPF6 kaum oder nicht löst, zugesetzt wird. -22. The method according to one or more of claims 1 to 15, characterized in that the LiPF 6 solution in diethyl ether is evaporated to a LiPF s concentration of 20 to 50%, preferably 30 to 45% and then an aprotic crystallization aid, which in turn has a higher boiling point than diethyl ether and in its pure form hardly or does not dissolve LiPF 6 , is added. -
23. Verfahren nach Anspruch 21 und/oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Kristallisationshilfsmittel ein Alkan oder ein Aromat oder ein Ether, bevorzugt Heptan oder Methylcyclohexan oder Toluol oder Methyl-tert . - Butylether, ist.23. The method according to claim 21 and / or 22, characterized in that the crystallization aid is an alkane or an aromatic or an ether, preferably heptane or methylcyclohexane or toluene or methyl tert. - Butyl ether, is.
24. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß das24. The method according to one or more of claims 21 to 23, characterized in that the
Kristallisationshilfsmittel in einer Menge von 0,2 bis 5 Gewichtsteilen bezogen auf die LiPF6-Menge der Lösung, zugegeben wird.Crystallization aid in an amount of 0.2 to 5 parts by weight based on the amount of LiPF 6 of the solution is added.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Kristallisationshilfsmittel in einer Menge von 0,3 bis 1,5 Gewichtsteilen, bezogen auf die LiPF6-Menge der Lösung, zugegeben wird. 2325. The method according to claim 24, characterized in that the crystallization aid is added in an amount of 0.3 to 1.5 parts by weight, based on the amount of LiPF 6 in the solution. 23
26. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis26. The method according to one or more of claims 21 to
25, dadurch gekennzeichnet, daß der Diethylether bis zu einem Et20 : LiPFs-Gewichtsverhältnis von 1,2 : 1 bis 2,3 : 1 abdestilliert und die Lösung filtriert wird.25, characterized in that the diethyl ether is distilled off to an Et 2 0: LiPF s weight ratio of 1.2: 1 to 2.3: 1 and the solution is filtered.
27. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 21 bis27. The method according to one or more of claims 21 to
26, dadurch gekennzeichnet, daß die LiPFs-haltige Lösung eingedampft wird, wobei der Diethylether bis auf eine Restmenge von 0 bis 30% der ursprünglich vorgelegten Menge abdestilliert wird, wobei die Sumpf emperatur auf 40 bis 90 °C ansteigt und wobei sich LiPF6 als kristalliner, solvatfreier Feststoff abscheidet.26, characterized in that the LiPF s -containing solution is evaporated, the diethyl ether being distilled off to a residual amount of 0 to 30% of the amount initially introduced, the bottom temperature rising to 40 to 90 ° C and LiPF 6 separates as a crystalline, solvate-free solid.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß das abgeschiedene, kristalline LiPFs durch Filtration oder Zentrifugation von der Mutterlauge abgetrennt wird.28. The method according to claim 27, characterized in that the deposited, crystalline LiPF s is separated by filtration or centrifugation from the mother liquor.
29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtrennung von der Mutterlauge bei Temperaturen von über 40°C vorgenommen wird.29. The method according to claim 28, characterized in that the separation from the mother liquor is carried out at temperatures of over 40 ° C.
30. Verfahren nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß das kristalline LiPFs mit einem aliphatischen und/oder aromatischen Kohlenwasserstoff, bevorzugt Pentan oder Hexan oder Toluol, gewaschen und anschließend getrocknet wird.30. The method according to claim 28 or 29, characterized in that the crystalline LiPF s with an aliphatic and / or aromatic hydrocarbon, preferably pentane or hexane or toluene, washed and then dried.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das kristalline LiPF6 mit Pentan oder Hexan oder Toluol gewaschen und anschließend getrocknet wird.31. The method according to claim 30, characterized in that the crystalline LiPF 6 washed with pentane or hexane or toluene and then dried.
32. Verfahren nach Anspruch 30 oder 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung bei Temperaturen von 20 bis 70 °C vorgenommen wird. 2432. The method according to claim 30 or 31, characterized in that the drying is carried out at temperatures of 20 to 70 ° C. 24
33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung bei Temperaturen von 30 bis 50°C vorgenommen wird.33. The method according to claim 32, characterized in that the drying is carried out at temperatures of 30 to 50 ° C.
34. Verfahren nach Anspruch 32 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung bei vermindertem Druck vorgenommen wird. 34. The method according to claim 32 or 32, characterized in that the drying is carried out at reduced pressure.
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