一种液态六氟磷酸锂的制备方法与流程

本发明涉及电解液，具体涉及一种液态六氟磷酸锂的制备方法。

背景技术：

1、六氟磷酸锂(lipf6)被公认为当前锂离子电池中首选的电解质材料，具有良好的离子电导率和电化学稳定性。目前，由于制备六氟磷酸锂的生产环节多、工艺复杂、设备要求较高，导致其生产成本居高不下。

2、中国专利cn1850592a公开了一种制备六氟磷酸锂的方法，该方法包括将五氯化磷升华提纯，将无水氟化氢精馏提纯，然后将精制后的五氯化磷与无水氟化氢溶液反应制得五氟化磷和氯化氢混合气体，再将五氟化磷和氯化氢混合气体导入氟化锂的无水氟化氢溶液中，经反应、结晶、分离、干燥制得纯净的六氟磷酸锂产品。

3、中国专利cn101353161a中公开了一种制备五氟化磷气体及采用该气体制备六氟磷酸锂的方法，其中，通过在醚、乙腈、碳酸酯或乙酸乙酯等溶剂的存在下使得五氯化磷与无水氟化氢反应，制备五氟化磷；另外，通过将固体氟化锂与五氟化磷气体进行接触反应，制备六氟磷酸锂。

4、中国专利cn 113353958a公开了一种六氟磷酸盐的清洁生产工艺，所述工艺包含以下步骤：(1)将五氯化磷与无水氢氟酸或者氟化氢气体进行反应，制备五氟化磷，将反应后所得气体混合物通过氟化锂进行吸附，解吸后得到纯化后的五氟化磷气体；未被吸附的氯化氢和氟化氢气体再通过变温变压进行吸附分离后，分别得到氯化氢气体和氟化氢气体；(2)六氟磷酸盐的制备：将所得纯化后的五氟化磷与锂源或钠源反应制备得到六氟磷酸盐；(3)将步骤(1)分离所得的氟化氢作为原料引入五氟化磷的制备步骤中回用。

5、上述方法的缺点在于反应过程中产生的氯化氢沸点与五氟化磷相近，无法将氯化氢除去，故此法产生的五氟化磷只能生产固体六氟磷酸锂，且产品六氟磷酸锂中易残留氟化氢、氢氧化物、氟化锂和金属离子等杂质，产品纯度低，必须进行进一步的纯化，增加了成本。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种液态六氟磷酸锂的制备方法，直接生成可用于电解液配置的电子级液态六氟磷酸锂，省去结晶干燥等工序。

2、为了实现以上目的，本发明采用的技术方案：

3、本发明公开了一种液态六氟磷酸锂的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)将氟化氢(hf)和多聚磷酸(ppa)泵入六氟磷酸合成釜，反应生成六氟磷酸(hpf6)和水；

5、(2)将步骤(1)得到的混合液泵入混酸釜，同时泵入发烟硫酸脱除混合液中的水；

6、(3)反应完成后将混酸釜中物料泵入发气塔中，加热将六氟磷酸(hpf6)分解成气态五氟化磷(pf5)和氟化氢(hf)；发气塔中的气相经冷凝后进入精馏塔中，经过精馏得到五氟化磷(pf5)；

7、(4)在六氟磷酸锂合成釜内将氟化锂(lif)分散在碳酸酯溶剂中，然后将步骤(3)得到的五氟化磷(pf5)通入六氟磷酸锂合成釜与氟化锂(lif)反应，反应生成的六氟磷酸锂(lipf6)溶于碳酸酯溶剂中，经浓缩，得到液态六氟磷酸锂(lipf6)。

8、作为优选的技术方案，所述步骤(1)中，控制反应温度为0℃-30℃。

9、作为优选的技术方案，所述步骤(2)中，发烟硫酸用量为六氟磷酸摩尔量的100％-130％。

10、作为优选的技术方案，所述步骤(2)中，控制反应温度为10℃-40℃。

11、作为优选的技术方案，所述步骤(3)中，加热温度为110℃-170℃。

12、作为优选的技术方案，所述步骤(4)中，碳酸酯溶剂选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲丙酯中的至少一种。

13、作为优选的技术方案，所述步骤(4)中，控制反应温度为20℃-50℃。

14、作为优选的技术方案，所述步骤(4)中，液态六氟磷酸锂浓缩至六氟磷酸锂质量浓度为20％-60％。

15、本发明的有益效果：

16、本发明首先利用多聚磷酸、无水氟化氢和发烟硫酸制备五氟化磷，然后五氟化磷气体在碳酸酯溶剂中与氟化锂直接制备液态六氟磷酸锂，碳酸酯溶剂是配制电解液通用溶剂，六氟磷酸锂在碳酸酯溶剂中有较高的溶解度，五氟化磷与碳酸酯溶剂不发生反应，因此得到的是直接可用于电解液配置的电子级液态六氟磷酸锂，省去了结晶干燥等工序。

技术特征：

1.一种液态六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的液态六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，控制反应温度为0℃-30℃。

3.根据权利要求1所述的液态六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，发烟硫酸用量为六氟磷酸摩尔量的100％-130％。

4.根据权利要求1所述的液态六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，控制反应温度为10℃-40℃。

5.根据权利要求1所述的液态六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，加热温度为110℃-170℃。

6.根据权利要求1所述的液态六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，碳酸酯溶剂选自碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲丙酯中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的液态六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，控制反应温度为20℃-50℃。

8.根据权利要求1所述的液态六氟磷酸锂的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，液态六氟磷酸锂浓缩至六氟磷酸锂质量浓度为20％-60％。

技术总结
本发明提供一种液态六氟磷酸锂的制备方法，包括以下步骤：(1)将氟化氢和多聚磷酸泵入六氟磷酸合成釜，反应生成六氟磷酸和水；(2)将步骤(1)得到的混合液泵入混酸釜，同时泵入发烟硫酸脱除混合液中的水；(3)反应完成后将混酸釜中物料泵入发气塔中，加热将六氟磷酸分解成气态五氟化磷和氟化氢；发气塔中的气相经冷凝后进入精馏塔中，经过精馏得到五氟化磷；(4)在六氟磷酸锂合成釜内将氟化锂分散在碳酸酯溶剂中，然后将步骤(3)得到的五氟化磷通入六氟磷酸锂合成釜与氟化锂反应，反应生成的六氟磷酸锂溶于碳酸酯溶剂中，得到液态六氟磷酸锂。本发明到的是直接可用于电解液配置的电子级液态六氟磷酸锂，省去了结晶干燥等工序。

技术研发人员：陈久存,辛民昌
受保护的技术使用者：山东氟能化工材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12