双氟磺酰亚胺锂及其制备方法、电解液和二次电池与流程

1.本技术涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种制备双氟磺酰亚胺锂的方法，以及通过所述方法制备的双氟磺酰亚胺锂，包含通过所述方法制备的双氟磺酰亚胺锂的电解液和二次电池。


背景技术：

2.近年来，随着锂离子电池的应用范围越来越广泛，锂离子电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。由于锂离子电池取得了极大的发展，因此对其能量密度、循环性能和安全性能等也提出了更高的要求。而双氟磺酰亚胺锂由于其高的电导率、高的热稳定性、宽的电化学窗口以及低的腐蚀速率而有望成为锂离子电池的新型电解质盐。然而，现有的双氟磺酰亚胺锂制备方法仍有待改进。


技术实现要素：

3.本技术是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，提供一种操作简单、反应条件温和、易去除杂质离子、高收率的制备双氟磺酰亚胺锂的方法，使得所制备的双氟磺酰亚胺锂具有高的纯度和低的色度。
4.为了达到上述目的，本技术提供了一种制备双氟磺酰亚胺锂的方法，以及通过所述方法制备的双氟磺酰亚胺锂，包含通过所述方法制备的双氟磺酰亚胺锂的电解液和二次电池。
5.本技术的第一方面提供了一种制备双氟磺酰亚胺锂的方法，包括
6.(1)将有机溶剂和吸收剂a加入到反应釜中，然后加入部分氨源，最后同时加入so2x2和剩余的氨源进行反应，得到包含双氟磺酰亚胺与吸收剂a的盐(so2f-nh-so2f)
·
a的溶液，其中在所述so2x2中，x彼此独立地为氟或氯；
7.(2)将步骤(1)中得到的所述溶液过滤、浓缩、清洗，得到纯化的双氟磺酰亚胺与吸收剂a的盐(so2f-nh-so2f)
·
a；
8.(3)向步骤(2)中得到的所述纯化的双氟磺酰亚胺与吸收剂a 的盐(so2f-nh-so2f)
·
a中加入锂源，反应得到包含双氟磺酰亚胺锂的溶液；以及
9.(4)将步骤(3)中得到的所述溶液脱水，浓缩，用非水不良溶剂析晶，干燥得到双氟磺酰亚胺锂。
10.本技术在制备双氟磺酰亚胺与吸收剂a的盐(so2f-nh-so2f)
·
a 时，首先加入部分氨源，然后同时加入so2x2和剩余的氨源进行反应，实现了对双氟磺酰亚胺锂的高收率的制备，并使所制备的双氟磺酰亚胺锂具有高的纯度和低的色度。
11.在任意实施方式中，在步骤(1)中，所述部分氨源占氨源总质量的3％-10％。当部分氨源占氨源总质量的比例在给定范围内时，可以进一步提高双氟磺酰亚胺锂的收率并提高其纯度、降低其色度。
12.在任意实施方式中，在步骤(1)中，所述so2x2与所述氨源的摩尔比为(大于2至小于等于3)∶1，可选地为(2.01-2.1)∶1。当so2x2与氨源的摩尔比在给定范围内时，可以进一步提高双氟磺酰亚胺锂的收率。
13.在任意实施方式中，在步骤(1)中，所述吸收剂a与所述氨源的摩尔比为(1-5)∶1。
14.在任意实施方式中，在步骤(1)中，反应的温度为-10℃至50℃，可选地为5℃至35℃；反应的时间为2h至8h。当步骤(1)中反应的温度和时间控制在所给范围内时，能够进一步提高双氟磺酰亚胺锂的收率。
15.在任意实施方式中，在步骤(1)中，所述氨源为氨气、氟化胺、磺酰胺、氨基磺酸和二氟氢化胺中的一种或多种。
16.在任意实施方式中，在步骤(1)中，所述吸收剂a为吡啶、甲基吡啶、n-甲基吡咯烷酮、咪唑、三甲胺、三乙胺、三正丙胺、三正丁胺和二异丙基乙胺中的一种或多种。
17.在任意实施方式中，在步骤(1)中，所述有机溶剂为乙腈、丙腈、异丙腈、乙醚、丙醚、异丙醚、四氢呋喃、丙酮、丁酮、甲基异丁基酮和甲基吡咯烷酮中的一种或多种。
18.在任意实施方式中，在步骤(3)中，所述锂源为氢氧化锂、碳酸锂、氮化锂、氧化锂和氢化锂中的一种或多种。
19.在任意实施方式中，在步骤(3)中，反应的温度为15℃至40℃；反应的时间为0.5h至6h。
20.在任意实施方式中，在所述步骤(2)和所述步骤(4)中，所述浓缩包括减压蒸馏、降膜蒸发或刮板蒸发。
21.在任意实施方式中，在步骤(4)中，所述不良溶剂为c
1-c8烷烃、苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷和四氯化碳中的一种或多种。
22.本技术的第二方面提供了双氟磺酰亚胺锂，其通过本技术第一方面的方法制备。
23.本技术的第三方面提供了一种电解液，其包含双氟磺酰亚胺锂，所述双氟磺酰亚胺锂为本技术第二方面的双氟磺酰亚胺锂或者本技术第一方面的方法所制备得到的双氟磺酰亚胺锂。
24.本技术的第四方面提供了一种二次电池，其包含本技术第三方面的电解液。
25.本技术中，上述双氟磺酰亚胺锂的制备方法，操作简单、反应条件温和、易去除杂质离子、高收率。采用上述方法制备的双氟磺酰亚胺锂具有高的纯度和低的色度，对后续在电解液中的性能发挥更优。
具体实施方式
26.以下，具体公开了本技术的制备双氟磺酰亚胺锂的方法。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，以下说明是为了本领域技术人员充分理解本技术而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。
27.本技术所公开的“范围”以下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任
何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60-120和80-110 的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，和如果列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本技术中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于公开了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。
28.如果没有特别的说明，本技术的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
29.如果没有特别的说明，本技术的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。
30.如果没有特别的说明，本技术的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，优选是顺序进行的。例如，所述方法包括步骤(a)和(b)，表示所述方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b)，也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如，提到所述方法还可包括步骤(c)，表示步骤(c) 可以任意顺序加入到所述方法，例如，所述方法可以包括步骤(a)、(b) 和(c)，也可包括步骤(a)、(c)和(b)，也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。
31.如果没有特别的说明，本技术所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，所述“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。
32.如果没有特别的说明，在本技术中，术语“或”是包括性的。举例来说，短语“a或b”表示“a，b，或a和b两者”。更具体地，以下任一条件均满足条件“a或b”：a为真(或存在)并且b为假 (或不存在)；a为假(或不存在)而b为真(或存在)；或a和b 都为真(或存在)。
33.双氟磺酰亚胺锂(化学式li[n(so2f)2]，英文缩写lifsi)是一种重要的含氟新材料，由于其特殊的分子结构，li
+
与fsi-之间具有较低的结合能，有利于li
+
的解离，因而在电解液中添加lifsi，能获得较高的电导率；同时lifsi还具有热稳定性高、电化学窗口较宽、腐蚀速率较低的特性，尤其在动力电池中，可改善动力电池的循环性能以及倍率性能，有望成为锂离子电池的新型电解质锂盐。
[0034]
目前lifsi之所以无法大规模使用的原因，主要是因合成工艺条件的限制导致了生产成本高昂，在合成过程中，存在着工艺繁琐、流程较长、产品转化率低、能耗较大和环境污染等缺点。另外，作为锂离子二次电池电解质，需要满足高纯度、无水等苛刻要求，尤其是水分引入后，通过升温带水、干燥除水直至分解都很难彻底除去，即使能除去也需损失较大的收率。
[0035]
为克服现有lifsi制备方法存在的工艺条件苛刻、对设备腐蚀严重、杂质离子无法有效控制、能耗高的缺陷，本技术提供一种操作简单、反应条件温和、易去除杂质离子的制备lifsi的方法。
[0036]
本技术的一个实施方式中，本技术提供了一种制备双氟磺酰亚胺锂的方法，包括
[0037]
(1)将有机溶剂和吸收剂a加入到反应釜中，然后加入部分氨源，最后同时加入so2x2和剩余的氨源进行反应，得到包含双氟磺酰亚胺与吸收剂a的盐(so2f-nh-so2f)
·
a的溶液，其中在所述so2x2中，x彼此独立地为氟或氯；
[0038]
(2)将步骤(1)中得到的所述溶液过滤、浓缩、清洗，得到纯化的双氟磺酰亚胺与吸收剂a的盐(so2f-nh-so2f)
·
a；
[0039]
(3)向步骤(2)中得到的所述纯化的双氟磺酰亚胺与吸收剂a 的盐(so2f-nh-so2f)
·
a中加入锂源，反应得到包含双氟磺酰亚胺锂的溶液；以及
[0040]
(4)将步骤(3)中得到的所述溶液脱水，浓缩，用非水不良溶剂析晶，干燥得到双氟磺酰亚胺锂。
[0041]
虽然机理尚不明确，但本技术人意外地发现：在制备双氟磺酰亚胺与吸收剂a的盐(so2f-nh-so2f)
·
a时，首先加入部分氨源，然后同时加入so2x2和剩余的氨源进行反应，实现了对双氟磺酰亚胺锂的高收率的制备，并使所制备的双氟磺酰亚胺锂具有高的纯度和低的色度。
[0042]
可选地，所述so2x2可以为so2f2、so2cl2、或so2f
x
cly，x+y＝2， x＞0，且y＞0。
[0043]
在步骤(1)中，主要发生以下反应：
[0044]
主反应(b为氨源)：
[0045]
so2x2+b+a
→
(so2f-nh-so2f)
·
a+a
·
(hx)n(n＝1-12)；
[0046]
副反应1：
[0047]
so2x2+b+a
→
nh
2-so
2-nh2+a
·
(hx)n(n＝1-12)
[0048]
副反应2：
[0049]
so2x2+a
→
[xso2·
a]
+
x-+x-[a-so
2-a]
2+
x-[0050]
副反应2生成的副产物可带有颜色，为了使物料颜色变浅，即减小色度，应避免so2x2与吸收剂a长时间接触，因此在进料时先加入部分氨源，然后同时加入so2x2和剩余的氨源，直接开始主反应。
[0051]
在一些实施方式中，在步骤(1)中，所述部分氨源占氨源总质量的3％-10％。当部分氨源占氨源总质量的比例在给定范围内时，可以进一步提高双氟磺酰亚胺锂的收率并提高其纯度、降低其色度。
[0052]
在一些实施方式中，在步骤(1)中，所述so2x2与所述氨源的摩尔比为(大于2至小于等于3)∶1，可选地为(2.01-2.1)∶1。在步骤(1) 中，如果氨气过量，容易发生上述的副反应1，生成磺酰胺固体，不但影响收率，而且还使物料变得浑浊，造成后续过滤困难。当所述 so2x2与所述氨源的摩尔比在所给范围内时，能够进一步地提高双氟磺酰亚胺锂的收率。
[0053]
在一些实施方式中，在步骤(1)中，所述吸收剂a与所述氨源的摩尔比为(1-5)∶1。
[0054]
在一些实施方式中，在步骤(1)中，反应的温度为-10℃至50℃，可选地为5℃至35℃；反应的时间为2h至8h。当步骤(1)中反应的温度和时间控制在所给范围内时，能够进一步提高双氟磺酰亚胺锂的收率。当反应的温度低于-10℃时，反应速度变慢；当反应的温度高于50℃时，会增加副反应的发生，从而影响收率，另外，温度过高，溶剂易汽化，导致反应釜内压力过大，影响安全生产。
[0055]
在一些实施方式中，在步骤(1)中，所述氨源为氨气、氟化胺、磺酰胺、氨基磺酸和二氟氢化胺中的一种或多种。
[0056]
在一些实施方式中，在步骤(1)中，所述吸收剂a为吡啶、甲基吡啶、n-甲基吡咯烷酮、咪唑、三甲胺、三乙胺、三正丙胺、三正丁胺和二异丙基乙胺中的一种或多种。
[0057]
在一些实施方式中，在步骤(1)中，所述有机溶剂为乙腈、丙腈、异丙腈、乙醚、丙
醚、异丙醚、四氢呋喃、丙酮、丁酮、甲基异丁基酮和甲基吡咯烷酮中的一种或多种。
[0058]
在本技术的实施例中，在步骤(1)中，对反应的压力没有特别的限定，可以在常压条件、加压条件或减压条件下进行。
[0059]
在一些实施方式中，在步骤(2)中，对步骤(1)中得到的溶液进行过滤，以除去由副反应1生成的副产物磺酰胺。所述过滤例如采用孔径为5μm至20μm、可选为6μm至15μm的四氟过滤袋进行。
[0060]
在一些实施方式中，在步骤(2)中，对过滤之后的溶液进行浓缩以除去有机溶剂和未反应的吸收剂a，该浓缩步骤在化工领域也称为“降膜”。将除去的有机溶剂和未反应的吸收剂a分别回用于步骤 (1)中的反应，以降低生产成本。如果在步骤(1)之后不除去有机溶剂和未反应的吸收剂a而是在步骤(3)之后除去，则在该过程中，双氟磺酰亚胺锂会分解，从而降低产品收率。
[0061]
在一些实施方式中，所述浓缩包括减压蒸馏、降膜蒸发或刮板蒸发。
[0062]
在本技术的实施例中，减压蒸馏的真空度为-0.05mpa至-0.09 mpa。
[0063]
在一些实施方式中，在步骤(2)中，将浓缩后的溶液用水洗涤以除去反应中生成的a
·
(hx)n和杂质离子(如f-、so
42-、fso
3-、cl-)，其中，a、x同前述定义，n为1-12的任意数值。该洗涤步骤在化工领域也称为萃取。除去的a
·
(hx)n经处理后可以将吸收剂a回用于步骤(1)的反应中，从而进一步降低生产成本。如果没有洗涤步骤，在步骤(3)中，a
·
(hx)n将与锂源反应，生成副产物，从而消耗过多的锂源，影响生产成本。
[0064]
在一些实施方式中，用于洗涤的水与浓缩后的溶液的质量比为1∶ (1-2)，可选为1∶(1.1-1.5)。
[0065]
在一些实施方式中，用于洗涤的水为去离子水。
[0066]
在一些实施方式中，在步骤(3)中，所述锂源为氢氧化锂、碳酸锂、氮化锂、氧化锂和氢化锂中的一种或多种。
[0067]
在一些实施方式中，所述氢氧化锂包含溶剂合物，例如水合物。
[0068]
在步骤(3)中，主要发生如下反应(m为锂源)：
[0069]
(so2f-nh-so2f)
·
a+m
→
(so2f-n-so2f)-li
+
(lifsi)+a
[0070]
在一些实施方式中，在步骤(3)中，反应的温度为15℃至40℃；反应的时间为0.5h至6h。
[0071]
在一些实施方式中，所述锂源以固体的形式使用。
[0072]
在一些实施方式中，所述锂源以水溶液的形式使用，所述水溶液的浓度为5重量％-15重量％。
[0073]
在一些实施方式中，在步骤(4)中，将步骤(3)中得到的溶液使用酯类溶剂进行脱水，以使产品的水分≤50ppm，可选地≤20ppm。所述酯类溶剂例如为碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)或碳酸二甲酯(dmc)。所述脱水步骤包括将酯类溶剂加入到步骤(3) 中得到的溶液中，然后在补加酯类溶剂的同时在-0.05mpa至-0.09 mpa下蒸发酯类溶剂。
[0074]
因为双氟磺酰亚胺锂具有非常强的吸水性，普通蒸发工艺很难将水分降低至目标要求。酯类溶剂可以减弱锂盐对水分的吸附性，因此在本技术中，一边补加酯类溶剂，一边蒸发酯类溶剂可以将水分降低至目标要求。
[0075]
在一些实施方式中，在步骤(4)中，用于脱水的酯类溶剂的总质量占步骤(3)中得
到的溶液的质量的50％-70％，可选为55％-65％。
[0076]
在一些实施方式中，在步骤(4)中，将脱水之后的溶液进行浓缩以将脱水步骤中使用的酯类溶剂蒸发到20％-40％(质量比)，以保证后续析晶工序的正常进行。
[0077]
在本技术的实施例中，在步骤(4)中，所述浓缩为减压蒸馏、降膜蒸发或刮板蒸发。可选地，所述减压蒸馏在-0.05mpa至-0.09mpa 的真空度下进行。
[0078]
在一些实施方式中，在步骤(4)中，在脱水和蒸发酯类溶剂之前和/或之后，将副产物锂化合物(例如nh2so3li、li2so4、2lif) 离心过滤除去，如通过刮刀离心机或碟式离心机除去。
[0079]
在一些实施方式中，在步骤(4)中，对浓缩之后的溶液使用非水不良溶剂析晶。
[0080]
在一些实施方式中，在步骤(4)中，所述不良溶剂为c
1-c8烷烃、苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷和四氯化碳中的一种或多种。
[0081]
在一些实施方式中，在步骤(4)中，对析晶之后的晶体进行过滤。所述过滤使用100-300目的过滤板进行。
[0082]
在一些实施方式中，在步骤(4)中，对过滤之后的晶体进行干燥。可选地，所述干燥为真空干燥。
[0083]
在一些实施方式中，干燥之后的晶体的纯度为≥98.8％，可选地≥99.0％，进一步可选地≥99.4％，cl-≤3ppm，hf≤50ppm，可选地≤25 ppm，色度≤50hazen，可选地≤25hazen。
[0084]
本技术的一个实施方式中，提供了双氟磺酰亚胺锂，其通过如上所述的方法制备。
[0085]
本技术的一个实施方式中，提供了一种电解液，其包含双氟磺酰亚胺锂，所述双氟磺酰亚胺锂为如上所述的双氟磺酰亚胺锂或者如上所述的方法所制备得到的双氟磺酰亚胺锂。
[0086]
本技术的一个实施方式中，提供了一种二次电池，其包含如上所述的电解液。
[0087]
本技术中，如上所述的制备双氟磺酰亚胺锂的方法，操作简单、反应条件温和、易去除杂质离子、并且具有高的收率。采用如上所述的方法制备的双氟磺酰亚胺锂具有高的纯度和低的色度，对后续在电解液中的性能发挥更优。
[0088]
实施例
[0089]
以下，说明本技术的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
[0090]
实施例1
[0091]
(1)首先在反应器内加入310g三乙胺(3mol)作为吸收剂a 和300g乙腈作为有机溶剂，开启搅拌，搅拌速率为1500rpm，并降温到15℃，然后缓慢通入1g氨气(0.06mol)，最后同时通入16g 氨气(0.94mol)和209g硫酰氟(2.05mol)，保温4h，得到包含双氟磺酰亚胺三乙胺盐的溶液；
[0092]
(2)将步骤(1)中得到的溶液使用孔径为5μm的四氟过滤袋进行过滤，将滤液在-0.07mpa下进行真空蒸馏以除去有机溶剂和未反应的吸收剂，用去离子水洗涤以除去氟离子、三乙胺氟化氢盐等杂质，得到纯化的双氟磺酰亚胺三乙胺盐；
[0093]
(3)向步骤(2)中得到的纯化的双氟磺酰亚胺三乙胺盐中加入 42g单水合氢氧化锂(lioh
·
h2o)，在室温下搅拌2h，得到包含双氟磺酰亚胺锂的溶液；以及
[0094]
(4)将步骤(3)中得到的溶液使用离心机沉降分离出固渣，向滤液中加入碳酸二乙酯，并在补加碳酸二乙酯的同时在-0.07mpa下蒸发碳酸二乙酯进行脱水，其中加入的碳酸二乙酯的总质量占步骤(3) 中得到的溶液的质量的60％，将脱水后的溶液在-0.09mpa下进行减压蒸馏，以使碳酸二乙酯的质量占步骤(3)中得到的溶液的质量的 30％，以保证后续析晶工序的正常进行。使用离心机沉降分离出固渣，加入200g二氯甲烷进行结晶，使用过滤孔径为250目的过滤板进行过滤，晶体再用100g二氯甲烷清洗，真空干燥得到172.1g双氟磺酰亚胺锂，收率为92％，纯度99.8％，hf 15ppm，色度10hazen。
[0095]
实施例2
[0096]
双氟磺酰亚胺锂的制备整体上参照实施例1，区别在于，
[0097]
在步骤(1)中，首先缓慢通入0.5g氨气(0.03mol)，然后同时通入16.5g氨气(0.97mol)和209g硫酰氟(2.05mol)；
[0098]
在步骤(4)中，得到166.5g双氟磺酰亚胺锂，收率为89％，纯度99.5％，hf 20ppm，色度为15hazen。
[0099]
实施例3
[0100]
双氟磺酰亚胺锂的制备整体上参照实施例1，区别在于，
[0101]
在步骤(1)中，首先缓慢通入1.7g氨气(0.1mol)，然后同时通入15.3g氨气(0.9mol)和209g硫酰氟(2.05mol)；
[0102]
在步骤(4)中，得到168.4g双氟磺酰亚胺锂，收率为90％，纯度99.6％，hf 18ppm，色度15hazen。
[0103]
实施例4
[0104]
双氟磺酰亚胺锂的制备整体上参照实施例1，区别在于，
[0105]
在步骤(1)中，首先缓慢通入0.3g氨气(0.02mol)，然后同时通入16.7g氨气(0.98mol)和209g硫酰氟(2.05mol)；
[0106]
在步骤(4)中，得到149.7g双氟磺酰亚胺锂，收率为80％，纯度98.7％，hf为30ppm，色度35hazen。
[0107]
实施例5
[0108]
双氟磺酰亚胺锂的制备整体上参照实施例1，区别在于，
[0109]
在步骤(1)中，首先缓慢通入3.4g氨气(0.2mol)，然后同时通入13.6g氨气(0.8mo1)和209g硫酰氟(2.05mol)；
[0110]
在步骤(4)中，得到151.5g双氟磺酰亚胺锂，收率为81％，纯度98.9％，hf 28ppm，色度35hazen。
[0111]
实施例6
[0112]
双氟磺酰亚胺锂的制备整体上参照实施例1，区别在于，
[0113]
在步骤(1)中，首先缓慢通入1g氨气(0.06mol)，然后同时通入16g氨气(0.94mol)和205g硫酰氟(2.01mol)；
[0114]
在步骤(4)中，得到164.6g双氟磺酰亚胺锂，收率为88％，纯度99.4％，hf 20ppm，色度20hazen。
[0115]
实施例7
[0116]
双氟磺酰亚胺锂的制备整体上参照实施例1，区别在于，
[0117]
在步骤(1)中，首先缓慢通入1g氨气(0.06mol)，然后同时通入16g氨气(0.94mol)和214g硫酰氟(2.1mol)；
[0118]
在步骤(4)中，得到166.5g双氟磺酰亚胺锂，收率为89％，纯度99.5％，hf 18ppm，色度20hazen。
[0119]
实施例8
[0120]
双氟磺酰亚胺锂的制备整体上参照实施例1，区别在于，
[0121]
在步骤(1)中，首先缓慢通入1g氨气(0.06mol)，然后同时通入16g氨气(0.94mol)和204g磺酰氟(2mol)；
[0122]
在步骤(4)中，得到153.4g双氟磺酰亚胺锂，收率为82％，纯度98.7％，hf 25ppm，色度35hazen
[0123]
实施例9
[0124]
双氟磺酰亚胺锂的制备整体上参照实施例1，区别在于，
[0125]
在步骤(1)中，首先缓慢通入1g氨气(0.06mol)，然后同时通入16g氨气(0.94mol)和225g硫酰氟(2.2mol)；
[0126]
在步骤(4)中，得到149.7g双氟磺酰亚胺锂，收率为80％，纯度98.4％，hf 28ppm，色度35hazen。
[0127]
实施例10
[0128]
双氟磺酰亚胺锂的制备整体上参照实施例1，区别在于，
[0129]
在步骤(1)中，加入101g三乙胺(1mol)作为吸收剂a；
[0130]
在步骤(4)中，得到164.6g双氟磺酰亚胺锂，收率为88％，纯度99.5％，hf 17ppm，色度15hazen。
[0131]
实施例11
[0132]
双氟磺酰亚胺锂的制备整体上参照实施例1，区别在于，
[0133]
在步骤(1)中，加入506g三乙胺(5mol)作为吸收剂a；
[0134]
在步骤(4)中，得到166.5g双氟磺酰亚胺锂，收率为89％，纯度99.6％，hf 15ppm，色度15hazen。
[0135]
实施例12
[0136]
双氟磺酰亚胺锂的制备整体上参照实施例1，区别在于，
[0137]
在步骤(1)中，加入51g三乙胺(0.5mol)作为吸收剂a；
[0138]
在步骤(4)中，得到140.3g双氟磺酰亚胺锂，收率为75％，纯度95.9％，hf 35ppm，色度45hazen。
[0139]
实施例13
[0140]
双氟磺酰亚胺锂的制备整体上参照实施例1，区别在于，
[0141]
在步骤(1)中，加入607g三乙胺(6mol)作为吸收剂a；
[0142]
在步骤(4)中，得到149.7g双氟磺酰亚胺锂，收率为80％，纯度96.7％，hf 30ppm，色度40hazen。
[0143]
实施例14
[0144]
双氟磺酰亚胺锂的制备整体上参照实施例1，区别在于，
[0145]
在步骤(1)中，首先在反应器内加入310g三乙胺(3mol)作为吸收剂a和300g乙腈作为有机溶剂，开启搅拌，搅拌速率为1500 rpm，并降温到14℃，然后加入2.2g氟化铵(0.06mol)，最后加入 34.8g氟化铵(0.94mol)同时通入209g硫酰氟(2.05mol)，保温4 h，得到包含双氟磺酰亚胺三乙胺盐的溶液；
[0146]
在步骤(4)中，得到164.6g双氟磺酰亚胺锂，收率为88％，纯度99.5％，hf 18ppm，色度15hazen。
[0147]
实施例15
[0148]
双氟磺酰亚胺锂的制备整体上参照实施例1，区别在于，
[0149]
在步骤(1)中，首先在反应器内加入310g三乙胺(3mol)作为吸收剂a和300g乙腈作为有机溶剂，开启搅拌，搅拌速率为1500 rpm，并降温到15℃，然后加入5.8g磺酰铵(0.06mol)，最后加入 90.2g磺酰铵(0.94mol)同时通入209g硫酰氟(2.05mol)，保温4 h，得到包含双氟磺酰亚胺三乙胺盐的溶液；
[0150]
在步骤(4)中，得到162.8g双氟磺酰亚胺锂，收率为87％，纯度99.2％，hf 20ppm，色度20hazen。
[0151]
实施例16
[0152]
双氟磺酰亚胺锂的制备整体上参照实施例1，区别在于，
[0153]
在步骤(1)中，首先在反应器内加入310g三乙胺(3mol)作为吸收剂a和300g乙腈作为有机溶剂，开启搅拌，搅拌速率为1500 rpm，并降温到15℃，然后缓慢通入1g氨气(0.06mol)，最后通入 16g氨气(0.94mol)同时加入243g氟氯磺酰(2.05mol)，保温4h，得到包含双氟磺酰亚胺三乙胺盐的溶液；
[0154]
在步骤(4)中，得到166.5g双氟磺酰亚胺锂，收率为89％，纯度99.5％，hf 18ppm，色度15hazen。
[0155]
实施例17
[0156]
双氟磺酰亚胺锂的制备整体上参照实施例1，区别在于，
[0157]
在步骤(1)中，加入237g吡啶(3mol)作为吸收剂a；
[0158]
在步骤(4)中，得到168.4g双氟磺酰亚胺锂，收率为90％，纯度99.6％，hf 16ppm，色度15hazen。
[0159]
实施例18
[0160]
双氟磺酰亚胺锂的制备整体上参照实施例1，区别在于，
[0161]
在步骤(1)中，加入300g乙醚作为有机溶剂；
[0162]
在步骤(4)中，得到164.6g双氟磺酰亚胺锂，收率为88％，纯度99.4％，hf 19ppm，色度20hazen。
[0163]
实施例19
[0164]
双氟磺酰亚胺锂的制备整体上参照实施例1，区别在于，
[0165]
在步骤(3)中，向步骤(2)中得到的纯化的双氟磺酰亚胺三乙胺盐中加入36.9g碳酸锂，在室温下搅拌2h，得到包含双氟磺酰亚胺锂的溶液；
[0166]
在步骤(4)中，得到160.9g双氟磺酰亚胺锂，收率为86％，纯度99.0％，hf 22ppm，色度25hazen。
[0167]
实施例20
[0168]
双氟磺酰亚胺锂的制备整体上参照实施例1，区别在于，
[0169]
在步骤(4)中，使用400g四氯化碳进行结晶，最后得到160.9 g双氟磺酰亚胺锂，收率为86％，纯度98.8％，hf 25ppm，色度25 hazen。
[0170]
对比例1
[0171]
双氟磺酰亚胺锂的制备整体上参照实施例1，区别在于，
[0172]
在步骤(1)中，首先在反应器内加入310g三乙胺(3mol)作为吸收剂a和300g乙腈作为有机溶剂，开启搅拌，搅拌速率为1500 rpm，并降温到15℃，然后缓慢通入17g氨气(1mol)，最后通入209 g硫酰氟(2.05mol)，保温4h，得到包含双氟磺酰亚胺三乙胺盐的溶液；
[0173]
在步骤(4)中，得到127.2g双氟磺酰亚胺锂，收率为68％，纯度88.7％，hf 50ppm，色度50hazen。
[0174]
对比例2
[0175]
双氟磺酰亚胺锂的制备整体上参照实施例1，区别在于，
[0176]
在步骤(1)中，首先在反应器内加入310g三乙胺(3mol)作为吸收剂a和300g乙腈作为有机溶剂，开启搅拌，搅拌速率为1500 rpm，并降温到15℃，然后通入209g硫酰氟(2.05mol)，最后缓慢通入17g氨气(1mol)，保温4h，得到包含双氟磺酰亚胺三乙胺盐的溶液；
[0177]
在步骤(4)中，得到97.3g双氟磺酰亚胺锂，收率为52％，纯度81.9％，hf 65ppm，色度300hazen。
[0178]
测试方法
[0179]
1.产品双氟磺酰亚胺锂的纯度的测试方法为
[0180]
采用离子色谱定量分析法(ic)进行测定。
[0181]
w＝[(c
×v×
187)/(m
×
180.06)]
×
10-6
×
100％
[0182]
w：双氟磺酰亚胺锂纯度，单位为百分数(％)
[0183]
c：离子色谱曲线计算得到双氟磺酰亚胺根离子的浓度，单位为毫克/升(mg/l)
[0184]
v：样品前处理定容体积，单位为毫升(ml)
[0185]
m：称取样品的质量，单位为克(g)
[0186]
187：双氟磺酰亚胺锂摩尔质量，单位克/摩尔g/mol
[0187]
180.06：双氟磺酰亚胺根摩尔质量，单位克/摩尔g/mol
[0188]
2.产品双氟磺酰亚胺锂中hf的测试方法为
[0189]
游离的hf含量可以在冰水混合物环境下以氢氧化钠标准溶液滴定得到。
[0190]
hf(μg/g)＝(v-v0)
×
0.01
×
20
×
106/1000m＝(v-v0)
×
200/m
[0191]
式中：
[0192]
0.01：naoh标准溶液的浓度，mol/l
[0193]
v0：滴定空白背景(100ml纯水+50g冰块)至终点时，滴定管的体积读数，ml
[0194]
v：加入样品后，滴定至终点时，滴定管的体积读数，ml
[0195]
20：hf的摩尔分子量，g/mol
[0196]
m：称取的样品量，g
[0197]
106：转化成μg/g的系数
[0198]
3.产品双氟磺酰亚胺锂的色度的测试方法为
[0199]
由500黑曾(hazen)单位的铂-钴标液配制成10、20、30至200 黑曾的一系列标准液
[0200]
计算公式v＝100n/500＝n/5
[0201]
v：需要的500黑曾标液的体积(ml)
[0202]
n：要配的色标黑曾，配制量100ml
[0203]
用50ml比色管装好的一系列pt-co标准色度溶液，按色度大小放在比色架上，
[0204]
在光源箱中放置白色背景，用50ml比色管装25ml样品放在灯箱底板中部位置，在标准光源箱中沿比色管轴线方向用目视法与铂
‑ꢀ
钴标准溶液比较，试样颜色不应深于铂-钴标准液的颜色。
[0205]
实施例1-20和对比例1-2的结果汇总于表1-表4中。
[0206]
表1：氨源对收率和产品的影响
[0207][0208]
表2：so2x2与氨源的摩尔比对收率和产品的影响
[0209][0210]
表3：吸收剂a与氨源的摩尔比对收率和产品的影响
[0211]
[0212][0213]
由表1至表4可知，上述所有实施例的收率和产品纯度均高于对比例，而产品的hf和色度均低于对比例。
[0214]
由表1可知，在制备双氟磺酰亚胺与吸收剂a的盐时，首先加入部分氨源，然后同时加入so2x2和剩余的氨源进行反应，能够明显改善制备双氟磺酰亚胺锂的方法的收率以及产品的纯度，同时降低产品的hf和色度。当部分氨源占氨源总质量的3％-10％，能够进一步提高收率和产品纯度，并降低产品色度。
[0215]
由表2可知，当so2x2与氨源的摩尔比为(大于2至小于等于 3)∶1时，收率和产品纯
度均较高。当so2x2与氨源的摩尔比为 (2.01-2.1)∶1时，能够进一步提高收率和产品纯度，同时降低产品色度和hf。
[0216]
由表3可知，当吸收剂a与氨源的摩尔比为(1-5)∶1时，能够进一步提高收率和产品纯度，同时降低产品色度和hf。
[0217]
由表4可知，所述方法对不同的氨源、so2x2、吸收剂、有机溶剂、锂盐和不良溶剂的兼容性较好。
[0218]
需要说明的是，本技术不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为示例，在本技术的技术方案范围内具有与技术思想实质相同的构成、发挥相同作用效果的实施方式均包含在本技术的技术范围内。此外，在不脱离本技术主旨的范围内，对实施方式施加本领域技术人员能够想到的各种变形、将实施方式中的一部分构成要素加以组合而构筑的其它方式也包含在本技术的范围内。