一种双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法
【专利摘要】本发明涉及化学合成领域，具体涉及一种双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法。本发明提供一种双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，包括如下步骤：1）氯磺酸和氯磺酰异氰酸酯在催化剂存在的条件下反应获得双氯磺酰亚胺；2）双氯磺酰亚胺和氟化氢在催化剂存在的条件下反应获得双氟磺酰亚胺；3）双氟磺酰亚胺和含锂化合物反应获得双氟磺酰亚胺锂盐。本发明所提供的双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，能够在第一步反应采用氯磺酸与氯磺酰异氰酸酯作原料，避免了SO2和HCl等废气的产生，更符合环保要求。
【专利说明】
一种双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及化学合成领域，具体涉及一种双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法。
【背景技术】
[0002] 锂离子电池，由于其工作电压高、体积小、质量轻、能量高、无记忆效应、无污染、自 放电小、循环寿命长等特点，是一类重要的二次电池，被广泛用作各类电子设备储能单元。 双氟磺酰亚胺锂，简称LiFSI，是应用于锂离子二次电池的电解质盐，与目前广泛使用的电 解质盐LiPF 6相比，在溶剂中的溶解度及电导率高，具有更宽的工作温度范围及更好的稳定 性，更主要的是它的比能量密度大，既能有效提高低温下的放电负荷特性，又维持高温保存 后的电容量保持率，使用LiFS I的锂电电解液已开始应用于动力电池。
[0003] LiFSI同时拥有良好的电化学性能和热稳定性，并且毒性小、环境友好；因此在锂 离子电池中是一个具有良好前景的电解质。但该产品在有水的情况下受热或者高温条件下 较易分解，常规生产过程中引入的其他金属离子也会对其性能造成不利影响。为满足电解 液使用要求，LiFSI对于水分、金属离子、游离酸等指标有严格限定，而目前尚无有效的纯化 方法，杂质一旦引入便很难通过纯化来达到以上要求，故只能通过采用合适的生产工艺，避 免水、酸和其他金属离子引入，来控制产品质量。
[0004] 大多数LiFSI的合成方法均是先合成双氯磺酰亚胺（简称HC1SI)，然后与MFn(M为 第11-15族，第4-6周期元素）反应，制备出相应的金属或有机碱的双氟磺酰亚胺的盐中间 体，再与LiOH或Li2C0 3进行阳离子交换反应制得LiFSI，如专利US2013331609、 US2012041233、EP2415757、US2011034716,这些方法的缺点在于，交换反应达到一个平衡后 很难继续进行，使得反应不完全，转化率偏低;而未反应完的中间体MSFI (M指金属阳离子， 有机碱阳子)与LiSFI性质相似，很难完全分离，致使LiFSI品质不高，无法直接应用于电池 电解质。
[0005] 美国专利US2004097757采用HC1SI直接与LiF反应制备LiFSI时，会产生大量腐蚀 性尾气HF，残留在产品中的游离酸HF会对LiFSI的使用性能产生不利，尾气吸收也增加了工 业操作难度;同时过量的LiF与LiFSI也不容易分离，致使最终产品LiFSI纯度不高。
[0006] 尽管也有报道，以纯化的双氟磺酰亚胺钾(KFSI)与LiCl〇4金属交换制备LiFSI，但 产品中钾离子往往很高，常规纯化方法难以去除，影响了其的实际应用，并且LiC10 4和生成 的KC104,均存在一定的爆炸风险（Electrochimical Acta ,2012,66，ΡΡ· 320-324、 Polyhedron ,2006,25，PP .1292-1298、CN101747242、CN101747243、CN101654229)。另外，由 于LiC10 4-般需要稍过量参与反应，但由于其自身吸湿性强，导致最终产物含有少量的 L i C1 〇4无法去除，使得最终广品L i FSI的纯度无法保证。
[0007] US8377406公开了在水溶液中双氟磺酰亚胺(HFSI)直接与碳酸锂反应制备LiFSI 的方法，但该方法也存在明显的不足，HFSI溶于水时剧烈放热，从而导致HFSI的分解;该专 利采用了超低温(_78°C)配制HFSI水溶液的方法来解决HFSI溶于水时剧烈放热的技术问 题，但这种方法增加了大量能耗，更主要的是，LiFSI有着非常好的水溶解性，且水体系下遇 热易分解，萃取效率非常低，不适合工业化生产。
[0008] 以上LiFSI的生产工艺，对反应设备要求较高，操作困难，且均存在LiFSI与水、游 离酸、其它金属离子接触的问题，使LiFSI无法实现工业应用。因此，本领域迫切需要一种 LiFSI的制备方法，该方法以工业上较易购得的原料进行反应，条件相对温和，对环境污染 相对较小，能以较高收率制得高纯度的LiFSI产品，同时可工业化。
【发明内容】
[0009] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种双氟磺酰亚胺锂盐的 制备方法，用于解决现有技术中的问题。
[0010] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种双氟磺酰亚胺锂盐的制备方 法，包括如下步骤：
[0011] 1)氯磺酸和氯磺酰异氰酸酯在催化剂存在的条件下反应获得双氯磺酰亚胺 (HC1SI)；
[0012] 2)双氯磺酰亚胺和氟化氢（HF)在催化剂存在的条件下反应获得双氟磺酰亚胺 (HFSI);
[0013] 3)双氟磺酰亚胺和含锂化合物反应获得双氟磺酰亚胺锂盐。
[0014]所述步骤1的反应方程式如下：
[0016] 具体的，所述步骤1中，所述催化剂为酸。
[0017] 更具体的，所述步骤1中，所述催化剂为质子酸和/或路易斯酸。
[0018] 更具体的，所述步骤1中，所述路易斯酸选自NiCl2、FeCl2、FeCl 3、CoCl3、ZnCl2、 MnCh中的一种或多种的组合。
[0019] 更具体的，所述步骤1中，所述质子酸选自浓硫酸和/或发烟硫酸。
[0020] 具体的，所述步骤1中，氯磺酸和催化剂的摩尔比为1:1%。~1:2%，更优选为1:4%〇 ~1 : 1 % 〇
[0021] 具体的，所述步骤1中，氯磺酸与氯磺酰异氰酸酯的摩尔比为1:0.9~1:1.3,更优 选为1:1~1:1.2。
[0022] 具体的，所述步骤1中，反应体系的温度为90~150°C，更优选为120~140°C。
[0023]具体的，所述步骤1中，反应的具体方法为:将氯磺酰异氰酸酯分批加入氯磺酸，在 催化剂存在的条件下反应获得双氯磺酰亚胺。
[0024]具体的，所述步骤1中，反应完成后蒸馏，即得HC1SI。
[0025]所述步骤2的反应方程式如下：
[0027] 具体的，所述步骤2中，所述催化剂为酸。
[0028] 更具体的，所述步骤2中，所述催化剂为质子酸和/或路易斯酸。
[0029] 更具体的，所述步骤2中，所述路易斯酸选自31^15，1^14,311(：14，1〇(：15中的一种或 多种的组合。
[0030] 更具体的，所述步骤2中，所述质子酸选自浓硫酸和/或发烟硫酸。
[0031] 具体的，所述步骤2中，HC1SI与催化剂的摩尔比为1:0.05%。~1:1 %。，更优选为1: 0.1%〇~1:0.5%〇。
[0032] 具体的，所述步骤2中，HC1SI与HF摩尔比为1:1.4~1:4,更优选为1:1.7~1:2.5。 [0033] 具体的，所述步骤2中，反应体系的温度为90~110°C，更优选为100~105°C。
[0034]具体的，所述步骤2中，反应的具体方法为:将HC1SI、催化剂置于反应装置中，通入 HF气体进行反应。
[0035]具体的，所述步骤2中，反应完成后除去反应体系中的HF和HC1气体。
[0036]具体的，所述步骤3中，所述含锂化合物选自Li、LiH或LiNH2中的一种或多种的组 合。
[0037]当含锂化合物为Li时，反应方程式如下：
[0039]当含锂化合物为LiH时，反应方程式如下：
[0041 ]当含锂化合物为LiNH2时，反应方程式如下：
[0043] 具体的，所述步骤3中，HFSI与含锂化合物中锂的摩尔比为1:1~1: 2，更优选为1: 1.2 ~1:1.5〇
[0044] 具体的，所述步骤3中，反应体系的温度为0~20 °C，更优选为5~10 °C。
[0045] 具体的，所述步骤3中，反应在溶剂存在的条件下进行，所述溶剂选自极性溶剂。 [0046]更具体的，所述步骤3中，溶剂选自乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙 酸丁酯、乙酸异丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酸、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、乙 醚、丙醚、异丙醚、丁醚、异丁醚、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、二氧六环、乙二醇二甲醚、乙二醇 二乙醚、丙酮、丁酮、甲基异丁酮、环戊酮、环丁酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、 N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的一种或多种的组合。
[0047]具体的，所述步骤3中，反应的具体方法为:将双氟磺酰亚胺分批加入含锂化合物 溶液体系中，反应获得双氟磺酰亚胺锂盐。
[0048]具体的，所述步骤3中，反应完成后固液分离，所得液相纯化即得双氟磺酰亚胺锂 盐。
[0049]具体的，所得液相纯化即得双氟磺酰亚胺锂盐的方法具体为:将所得液相浓缩、析 晶，固液分离、干燥即得双氟磺酰亚胺锂盐。
【具体实施方式】
[0050]本发明发明人以氯磺酸和氯磺酰异氰酸酯为原料，在催化剂作用下反应得到中间 体双氯磺酰亚胺（HC1SI)，HC1SI进一步与氟化氢（HF)反应得到中间体双氟磺酰亚胺 (HFSI)，HFSI再与一定当量的含锂化合物反应制备获得高品质高纯度的双氟磺酰亚胺锂盐 (LiFSI，CAS: 171611-11-3)，从而提供了一种简单高效的方法来制备高品质LiFSI，在此基 础上完成了本发明。
[0051]本发明一方面提供一种双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，所述双氟磺酰亚胺锂盐的 制备方法可以包括:氯磺酸和氯磺酰异氰酸酯在催化剂存在的条件下反应获得双氯磺酰亚 胺(HC1SI)，具体反应方程式如下所示：
[0053]上述反应过程中，所述催化剂可以为酸，更具体的，所述催化剂可以为质子酸和/ 或路易斯酸。所述路易斯酸通常基于路易斯酸碱理论，通常指可接受电子对的物质，具体可 选用的路易斯酸的例子包括但不限于附(：1 2、？6(：12、？6(：13、(：〇(：13、211(：1 2、111(：12中的一种或多 种的组合;所述质子酸通常基于布朗斯特-劳里酸碱理论，通常指可以释放质子(氢离子，Η + )的分子或离子，具体可选用的质子酸的例子包括但不限于浓硫酸和/或发烟硫酸。所述浓 硫酸通常指质量百分比多70%的硫酸溶液，更具体为质量百分比多98%的硫酸溶液。所述 发烟硫酸(H 2S04 · xS03)通常指三氧化硫的硫酸溶液，更具体可以为质量百分比多20%的三 氧化硫的硫酸溶液。
[0054]上述反应过程中，催化剂的使用量没有特殊限制，只要不对本发明的发明目的产 生限制即可，所述催化剂的使用量通常为催化量，具体使用量按摩尔比计，可以是氯磺酸和 催化剂的摩尔比为1:1%。~1:2%，还可以为1:4%〇~1:1 %。
[0055]上述反应过程中，按摩尔比计，氯磺酰异氰酸酯的使用量通常接近或者略高于氯 磺酸的使用量，具体使用量按摩尔比计，可以是氯磺酸与氯磺酰异氰酸酯的摩尔比为1:0.9 ~1:1.3,还可以为1:1~1:1.2。
[0056] 上述反应过程中，反应体系的温度可以为90~150°C，还可以为120~140°C。本领 域技术人员可根据实际反应情况控制反应进程，例如可以通过监控原料的反应情况判断反 应进程，再例如反应时间可以为20~40小时。
[0057] 上述反应过程中，反应的具体方法可以为:将氯磺酰异氰酸酯分批加入氯磺酸，在 催化剂存在的条件下反应获得双氯磺酰亚胺，所述分批加入通常指将物料逐步加入反应体 系中，例如可以是以滴加的方式。
[0058] 上述反应过程中，反应完成后蒸馏，即得HC1SI。所述蒸馏可以是蒸馏去除沸点低 于HC1SI的馏分后剩余物即为HC1SI，也可以是蒸馏去除沸点低于HC1SI的馏分后继续蒸馏 获取HC1SI。
[0059]所述双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法还可以包括:双氯磺酰亚胺和氟化氢(HF)在催 化剂存在的条件下反应获得双氟磺酰亚胺(HFSI)，反应方程式如下所示：
[0061]上述反应过程中，所述催化剂可以为酸，更具体的，所述催化剂可以为质子酸和/ 或路易斯酸。具体可选用的路易斯酸的例子包括但不限于3从：15、11(：14、311(：14、1〇(：1 5中的一 种或多种的组合;具体可选用的质子酸的例子包括但不限于浓硫酸和/或发烟硫酸。所述浓 硫酸通常指质量百分比多70%的硫酸溶液，更具体为质量百分比多98%的硫酸溶液。所述 发烟硫酸(H 2S04 · xS03)通常指三氧化硫的硫酸溶液，具体可以为质量百分比多20%的三氧 化硫的硫酸溶液，更具体可以为质量百分比为20%、40%、60 %或者66 %的三氧化硫的硫酸 溶液。
[0062]上述反应过程中，催化剂的使用量没有特殊限制，只要不对本发明的发明目的产 生限制即可，所述催化剂的使用量通常为催化量，具体使用量按摩尔比计，可以是HC1SI与 催化剂的摩尔比为1: 〇. 05%。~1:1%〇，还可以为1:0.1%〇~1:0.5%〇。
[0063] 上述反应过程中，按摩尔比计，HF的使用量通常相对于HC1SI过量，具体使用量按 摩尔比计，可以是HC1SI与HF摩尔比为1:1.4~1:4,还可以为1:1.7~1:2.5。
[0064] 上述反应过程中，反应体系的温度可以为90~110°C，还可以为100~105°C。本领 域技术人员可根据实际反应情况控制反应进程，例如可以通过监控原料的反应情况判断反 应进程，再例如反应时间可以为10~25小时。
[0065] 上述反应过程中，反应的具体方法可以为：将HF通入包括HC1SI和/或催化剂的反 应体系中进行反应，例如可以是将HC1SI、催化剂置于反应装置中，通入HF气体进行反应。 [0066] 上述反应过程中，反应完成后通常可以除去反应体系中的HF和HC1气体，除去反应 体系中的HF和HC1气体的方法对于本领域技术人员来说应该是已知的，例如可以为对反应 体系进行鼓吹和/或蒸馏，再例如，鼓吹的温度通常可以为室温，鼓吹时间可以为10-20小 时，再例如，蒸馏通常可以为减压蒸馏。
[0067] 所述双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法还可以包括:双氟磺酰亚胺和含锂化合物反应 获得双氟磺酰亚胺锂盐(LiFSI)。所述含锂化合物通常指可以提供锂离子、且其溶液呈现碱 性的物质，例如可以是包括但不限于Li(金属锂）、LiH、LiNH 2中的一种或多种的组合。
[0068]在本发明一实施方式中，当含锂化合物为Li时，反应方程式如下：
[0070]在本发明一实施方式中，当含锂化合物为LiH时，反应方程式如下：
[0072]在本发明一实施方式中，当含锂化合物为LiNH2时，反应方程式如下：
[0074]上述反应过程中，按摩尔比计，含锂化合物中锂的使用量通常高于HFSI的使用量， 具体使用量按摩尔比计，可以是HFSI与含锂化合物中锂的摩尔比为1:1~1:2,还可以为1: 1.2 ~1:1.5〇
[0075]上述反应过程中，反应体系的温度为0~20°C，还可以为5~10°C。本领域技术人员 可根据实际反应情况判断反应进程，例如可以通过监控原料的反应情况判断反应进程，再 例如，反应时间可以为5~20小时。
[0076] 上述反应过程中，反应可以在溶剂存在的条件下进行，所述溶剂是非水的极性溶 剂，更具体可以是酯、醚、酮、酰胺或者砜等，例如可以是包括但不限于乙酸乙酯、乙酸甲酯、 乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酸、碳酸甲乙酯、碳酸 乙烯酯、碳酸丙烯酯、乙醚、丙醚、异丙醚、丁醚、异丁醚、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、二氧六 环、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、丙酮、丁酮、甲基异丁酮、环戊酮、环丁酮、N，N-二甲基甲 酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的一种或多种的组合。本领域技 术人员可根据原料的使用量调整溶剂使用量，例如，溶剂的使用量可以为LiFSI重量的3~4 倍。
[0077] 上述反应过程中，反应的具体方法为:将双氟磺酰亚胺分批加入含锂化合物溶液 体系中，反应获得双氟磺酰亚胺锂盐，所述分批加入通常指将物料逐步加入反应体系中，例 如可以是以滴加的方式。在分批加入双氟磺酰亚胺和/或反应过程中，还可以对反应体系进 行冷却，可以使反应体系的温度维持在合适的范围内。
[0078] 上述反应过程中，反应完成后可以固液分离，所得液相纯化即得双氟磺酰亚胺锂 盐。所得液相纯化即得双氟磺酰亚胺锂盐的方法可以为:将所得液相浓缩、析晶，固液分离、 干燥即得双氟磺酰亚胺锂盐。所述析晶的方法对于本领域技术人员来说应该是已知的，例 如可以是将浓缩所得产物降温析晶，再例如可以是在浓缩所得产物中加入溶剂析晶，所加 入的溶剂通常是极性较低的溶剂，通常可以是烷烃、卤代烃、芳香烃或者卤代芳烃类溶剂 等，例如可以是包括但不限于己烷、环己烷、二氯甲烷、二氯乙烷、甲苯，二甲苯，氯苯，二氯 苯中的一种或多种的组合。
[0079]如上所述，本发明所提供的双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，能够在第一步反应采 用氯磺酸与氯磺酰异氰酸酯作原料，避免了 S02和HC1等废气的产生，更符合环保要求。此 外，所述制备方法以双氟磺酰亚胺(HFSI)和金属锂、LiH或LiNH 2反应，在无水体系下进行， 不存在水分造成的产物分解和质量影响，而成盐步骤生成的副产物为气体，很容易去除，且 对LiFSI无不利影响，且成盐步骤成功避开高温操作，避免LiFSI高温下分解，从而保证产品 的品质和纯度。可见，本发明所提供的双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法采用非水体系、三废 少、收率高、所有溶剂能方便回收套用，是一种高品质高纯度产品且经济实惠的制备方法， 适合工业化生产。
[0080] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书 所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实 施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离 本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0081] 须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或 装置。
[0082] 此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后 还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另 有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在 所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之 间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为 鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范 围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的 范畴。
[0083] 实施例1
[0084]双氯磺酰亚胺的制备：
[0085] 1000mL反应瓶中，加入氯磺酸478.6g，NiCl2 2.1g，开启搅拌，升温至105~115°C， 滴加氯磺酰异氰酸酯679.2g。滴加完毕，逐步升至130~140°C，继续搅拌反应20h。减压蒸 馏，收集到稳定馏分738g，收率83.9%。产品为白色固体，熔点为36°C左右。
[0086] 实施例2
[0087]双氟磺酰亚胺的制备：
[0088] 1000mL四氟反应瓶中，加入实施例1制得的HC1SI 738g，MoCl50.48g，升温至100~ 105 °C，搅拌下慢慢通入HF气体约130g，反应12小时后降温至室温，鼓吹氮气16小时，得到粗 品约612g，短蒸得到产品516g，收率82.6 %。产品为无色液体，熔点为17 °C左右。
[0089] 实施例3
[0090]双氟磺酰亚胺锂盐的制备：
[0091] 1000mL反应瓶中，加入碳酸二甲酯543g，金属锂10.4g(预先处理成锂砂），降温至 10~15 °C，搅拌下滴加181 g实施例2制得的HFSI。搅拌反应至无气体生成后过滤掉多余的金 属锂，滤液减压脱溶，得到一粘稠状浓缩物。向浓缩物中加入，543g二氯甲烷，产品析出，经 过滤、干燥后得产品178g，收率95.2 %。产品为白色粉末状固体，熔点124-128°C。
[0092] 实施例4
[0093]双氯磺酰亚胺的制备：
[0094] 1000mL反应瓶中，加入氯磺酸582.5g，98 %浓H2S〇4 5.8g，开启搅拌，升温至105~ 115°C，滴加氯磺酰异氰酸酯778.3g。滴加完毕，逐步升至120~130°C，继续搅拌反应30h。减 压蒸馏，以回收过量的氯磺酰异氰酸酯，共回收50g，釜内残留物1026g，粗收率95.9%。产品 为白色固体，熔点为36°C左右。
[0095] 实施例5
[0096]双氟磺酰亚胺的制备：
[0097] 1000mL四氟反应瓶中，加入实施例4制得的HC1SI粗品1010g，SbCl5 lg，升温至100 ~105°C，搅拌下慢慢通入HF气体约210g，反应16小时后降温至室温，鼓吹氮气16小时，得到 粗品约841 g，短蒸得到产品751 g，收率87.9 %。产品为无色液体，熔点为17 °C左右。
[0098] 实施例6
[0099]双氟磺酰亚胺锂的制备：
[0100] 1000mL反应瓶中，加入丙醚543g，LiH 9.5g，降温至10~15°C，搅拌下滴加181g实 施例5制得的HFSI。搅拌反应至无气体生成后过滤掉多余的LiH，滤液减压脱溶，得到一粘稠 状浓缩物。向浓缩物中加入，543g二氯乙烷，产品析出，经过滤、干燥后得产品172g，收率 92 %。产品为白色粉末状固体，熔点124-128°C。
[0101] 实施例7
[0102]双氯磺酰亚胺的制备：
[0103] 1000mL反应瓶中，加入氯磺酸470g，无水FeCl3 llg，开启搅拌，升温至95~105°C， 滴加氯磺酰异氰酸酯542g。滴加完毕，继续搅拌反应30h。减压蒸馏，得产品795g，粗收率 89.1%〇
[0104] 实施例8
[0105]双氟磺酰亚胺的制备：
[0106] 1000mL四氟反应瓶中，加入实施例5制得的HC1SI粗品780g，SnCl4 0.8g，升温至95 ~100°C，搅拌下慢慢通入HF气体约255g，反应10小时后降温至室温，鼓吹氮气16小时，得到 粗品约652g，短蒸得到产品589g，收率89.2%。
[0107] 实施例9
[0108]双氟磺酰亚胺锂的制备：
[0109] 1000mL反应瓶中，加入四氢呋喃540g，LiNH2 27g，降温至10~20°C，搅拌下滴加 181gHFSI。搅拌反应至无气体生成后过滤，滤液减压脱溶，得到一粘稠状浓缩物。向浓缩物 中加入，543g二氯乙烷，产品析出，经过滤、干燥后得产品177g，收率94.6 %。产品为白色粉 末状固体，熔点124-128 °C。
[0110]综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。 [0111]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟 悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因 此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完 成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1. 一种双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，包括如下步骤： 1) 氯磺酸和氯磺酰异氰酸酯在催化剂存在的条件下反应获得双氯磺酰亚胺； 2) 双氯磺酰亚胺和氟化氢在催化剂存在的条件下反应获得双氟磺酰亚胺； 3) 双氟磺酰亚胺和含锂化合物反应获得双氟磺酰亚胺锂盐。2. 如权利要求1所述的一种双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，其特征在于，所述步骤1中， 所述催化剂为酸。3. 如权利要求2所述的一种双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，其特征在于，所述步骤1中， 所述催化剂为质子酸和/或路易斯酸，所述路易斯酸选自NiCl 2、FeCl2、FeCl3、C〇Cl 3、ZnCl2、 MnCl2中的一种或多种的组合，所述质子酸选自浓硫酸和/或发烟硫酸。4. 如权利要求1所述的一种双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，其特征在于，所述步骤1中， 氯磺酸和催化剂的摩尔比为1:1%。~1:2% ; 和/或，所述步骤1中，氯磺酸与氯磺酰异氰酸酯的摩尔比为1:0.9~1:1.3; 和/或，所述步骤1中，反应体系的温度为90~150 °C ; 和/或，所述步骤1中，反应的具体方法为:将氯磺酰异氰酸酯分批加入氯磺酸，在催化 剂存在的条件下反应获得双氯磺酰亚胺； 和/或，所述步骤1中，反应完成后蒸馏，即得HC1SI。5. 如权利要求1所述的一种双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，其特征在于，所述步骤2中， 所述催化剂为酸。6. 如权利要求5所述的一种双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，其特征在于，所述步骤2中， 所述催化剂为质子酸和/或路易斯酸，所述路易斯酸选自SbCl 5，TiCl4，SnCl4，M〇Cl5中的一 种或多种的组合，所述质子酸选自浓硫酸和/或发烟硫酸。7. 如权利要求1所述的一种双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，其特征在于，所述步骤2中， HC1SI与催化剂的摩尔比为1:0.05%〇~1:1%〇; 和/或，所述步骤2中，HC1SI与HF摩尔比为1:1.4~1:4; 和/或，所述步骤2中，反应体系的温度为90~110 °C ; 和/或，所述步骤2中，反应的具体方法为：将HC1SI、催化剂置于反应装置中，通入HF气 体进行反应； 和/或，所述步骤2中，反应完成后除去反应体系中的HF和HC1气体。8. 如权利要求1所述的一种双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，其特征在于，所述步骤3中， 所述含锂化合物选自Li、LiH或LiNH 2中的一种或多种的组合。9. 如权利要求1所述的一种双氟磺酰亚胺锂盐的制备方法，其特征在于，HFSI与含锂化 合物中锂的摩尔比为1:1~1:2; 和/或，所述步骤3中，反应体系的温度为0~20°C ; 和/或，所述步骤3中，反应在溶剂存在的条件下进行，所述溶剂选自非水的极性溶剂； 和/或，所述步骤3中，反应的具体方法为:将双氟磺酰亚胺分批加入含锂化合物溶液体 系中，反应获得双氟磺酰亚胺锂盐； 和/或，所述步骤3中，反应完成后固液分离，将所得液相浓缩、析晶，固液分离、干燥即 得双氟磺酰亚胺锂盐。
【文档编号】C01B21/086GK106044728SQ201610362378
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】何立, 杨东, 林盛平, 刘俊, 孙元健
【申请人】上海康鹏科技有限公司, 衢州康鹏化学有限公司