一种电解质锂盐的除酸除水方法与流程

本发明涉及一种电解质锂盐的除酸除水方法，属于电解质锂盐除杂领域。

背景技术：

1、随着电动汽车的快速发展，锂离子电池已经成为了主要的动力电池类型。高性能锂离子电池具有能量密度高、工作电压高、工作温度范围宽、循环使用次数高以及无记忆和安全等诸多优点，并且也是新能源生产、储存和使用等方面的关键核心技术。电解质则是锂离子电池的灵魂和核心技术，起到输送电荷作用，电解质性能优劣决定锂离子电池的储电能力、电化学性能、安全和环保等性能指标，是影响锂离子电池性能好坏的关键因素。

2、目前锂离子电池常用的电解质有六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂、双草酸硼酸锂、三氟化硼锂等。但这些电解质在制备过程中总会使得产品中含有水分和酸，而电解质中水分和酸度较高时，会影响锂离子电池的性能。其中六氟磷酸锂(lipf6)是锂离子电池中使用频率最高的电解质盐，但是其遇水稳定性差，易分解产生腐蚀性物质氟化氢；双氟磺酰亚胺锂(lifsi)具有良好的耐水解性，但水分含量较高时性能也会下降。

3、现有技术中合成双氟磺酰亚胺锂的技术方法多数是先制备双氟磺酰亚胺，然后与碳酸锂或氢氧化锂反应，从而制备得到双氟磺酰亚胺锂。在其反应过程中会有副产物水生成，并且双氟磺酰亚胺锂极易吸水，甚至会络合结晶水，从而使得最后得到的双氟磺酰亚胺锂产品中往往含有水，并且因水解导致f-、so42-含量超标，使得产品不符合电池应用标准。

4、申请公布号为cn110217763a的中国发明专利申请公开了一种双氟磺酰亚胺锂的制备方法，其中利用氯化亚砜、氨基磺酸、氯磺酸和氟化剂制备双氟磺酰亚胺，然后与碳酸锂反应制备双氟磺酰亚胺锂，所产生的水分再用二氯亚砜去除。该发明利用了大量的二氯亚砜，较易导致生成的双氟磺酰亚胺锂中氯离子超标，并且产生了大量的酸性气体，且后续不易进行处理，因此不适合工业生产。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种电解质锂盐的除酸除水方法，以解决现有技术中同时去除电解质锂盐中水分和酸的效果不佳的问题。

2、为了实现以上目的，本发明的技术方案为：

3、一种电解质锂盐的除酸除水方法，包括以下步骤：将电解质锂盐与除酸除水剂于锂盐的不良溶剂中进行反应，用所述不良溶剂对反应后的锂盐进行清洗，去除不良溶剂，得到除酸除水的电解质锂盐；

4、所述除酸除水剂为异氰酸酯类化合物、硅氧烷化合物、硅胺烷化合物、1-(三甲基甲硅烷基)咪唑、n,n-二甲基甲酰胺中的一种或多种。

5、本发明的电解质锂盐的除酸除水方法为开拓型发明创造。本发明通过筛选出的除酸除水剂在锂盐的不良溶剂存在的条件下，与电解质锂盐中的酸和水可以发生反应，又由于该除酸除水剂能够溶于锂盐的不良溶剂中，在用不良溶剂对反应后的锂盐进行清洗、去除不良溶剂处理，可以同时去除除酸除水剂以及电解质锂盐中的酸和水分，达到除酸除水的效果且效果较好。

6、为了更好地对电解质锂盐进行除酸除水，优选地，所述电解质锂盐与除酸除水剂的质量比为1：(0.0015～0.02)，进一步优选为1：(0.003～0.02)。本发明的方法主要适用于电解质锂盐中酸和水分的含量较低的情况，如待处理的电解质锂盐固体水分≤150ppm，酸度≤200ppm。优选为常规制备方法制备的电解质锂盐的固体粗盐。

7、为了进一步提高除酸除水效果，优选地，所述异氰酸酯类化合物为对甲基苯磺酰异氰酸酯、三甲基硅烷异硫氰酸酯、3-异氰酸根合丙基三乙氧基硅烷中的任意一种。

8、为了进一步提高除酸除水效果，优选地，所述硅氧烷化合物为3-氨丙基三乙氧基硅烷、二甲氧基二甲基硅烷、(2-烯丙基苯氧基)三甲基硅烷中的任意一种。进一步优选为3-氨丙基三乙氧基硅烷。

9、为了进一步提高除酸除水效果，优选地，所述硅胺烷化合物为六甲基二硅胺烷或n,n-二乙基三甲基硅胺烷。进一步优选为六甲基二硅胺烷。

10、优选地，所述除酸除水剂为所述硅氧烷化合物或硅胺烷化合物中的一种与所述异氰酸酯类化合物的组合；所述硅氧烷化合物或硅胺烷化合物与所述异氰酸酯类化合物的质量比为1：(0.5～1.6)；或者所述除酸除水剂为所述硅氧烷化合物与所述硅胺烷化合物的组合；所述硅氧烷化合物与所述硅胺烷化合物的质量比为(1～1.5)：(1～1.5)；或者所述除酸除水剂为所述1-(三甲基甲硅烷基)咪唑与n,n-二甲基甲酰胺的组合；所述1-(三甲基甲硅烷基)咪唑与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为(1～1.1)：1.5。利用这些组合的除酸除水剂进行处理，对于电解质锂盐的除酸除水效果更好。

11、优选地，所述反应，是先将电解质锂盐与所述不良溶剂进行混合，然后将所述除酸除水剂加入混合液中进行反应。电解质锂盐与所述不良溶剂先进行混合，是为了使电解质锂盐更好地分散在不良溶剂中，保证除酸除水剂与电解质锂盐中水分、酸反应得更加彻底。

12、为了提高反应效率，优选地，所述反应的温度为20～50℃，反应的时间为3～8h。该反应时间下能够保证除酸除水剂与电解质锂盐中水分、酸反应得更充分。

13、为了提高反应效率，优选地，所述电解质锂盐与所述不良溶剂的质量比为1：(2～10)。进一步优选地，当所述电解质锂盐为lipf6时，所述电解质锂盐与所述不良溶剂的质量比为1：(2～5)。当所述电解质锂盐为lifsi时，所述电解质锂盐与所述不良溶剂的质量比为1：(3～10)。为了进一步提高除水除酸效果，所述电解质锂盐与所述不良溶剂的质量比为1：(2～6)。

14、为了进一步提高反应效果，优选地，所述不良溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳、正己烷、环己烷中的任意一种。

15、优选地，用锂盐的良溶剂对所述除酸除水的电解质锂盐进行重溶、过滤，得到液态锂盐。在除酸除水后，电解质锂盐中可能还存在一定的杂质，通过锂盐良溶剂的重溶与过滤，可以进一步去除杂质，提高液态锂盐的纯度。

16、优选地，所述良溶剂为乙醇、乙醚、甲基叔丁基醚、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的任意一种。

技术特征：

1.一种电解质锂盐的除酸除水方法，其特征在于，包括以下步骤：将电解质锂盐与除酸除水剂于锂盐的不良溶剂中进行反应，用所述不良溶剂对反应后的锂盐进行清洗，去除不良溶剂，得到除酸除水的电解质锂盐；

2.根据权利要求1所述的电解质锂盐的除酸除水方法，其特征在于，所述电解质锂盐与除酸除水剂的质量比为1：(0.0015～0.02)。

3.根据权利要求1所述的电解质锂盐的除酸除水方法，其特征在于，所述异氰酸酯类化合物为对甲基苯磺酰异氰酸酯、三甲基硅烷异硫氰酸酯、3-异氰酸根合丙基三乙氧基硅烷中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的电解质锂盐的除酸除水方法，其特征在于，所述硅氧烷化合物为3-氨丙基三乙氧基硅烷、二甲氧基二甲基硅烷、(2-烯丙基苯氧基)三甲基硅烷中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的电解质锂盐的除酸除水方法，其特征在于，所述硅胺烷化合物为六甲基二硅胺烷或n,n-二乙基三甲基硅胺烷。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电解质锂盐的除酸除水方法，其特征在于，所述除酸除水剂为所述硅氧烷化合物或硅胺烷化合物中的一种与所述异氰酸酯类化合物的组合；所述硅氧烷化合物或硅胺烷化合物与所述异氰酸酯类化合物的质量比为1：(0.5～1.6)；或者所述除酸除水剂为所述硅氧烷化合物与所述硅胺烷化合物的组合；所述硅氧烷化合物与所述硅胺烷化合物的质量比为(1～1.5)：(1～1.5)；或者所述除酸除水剂为所述1-(三甲基甲硅烷基)咪唑与n,n-二甲基甲酰胺的组合；所述1-(三甲基甲硅烷基)咪唑与n,n-二甲基甲酰胺的质量比为(1～1.1)：1.5。

7.根据权利要求1-5任一项所述的电解质锂盐的除酸除水方法，其特征在于，所述反应的温度为20～50℃，反应的时间为3～8h。

8.根据权利要求1所述的电解质锂盐的除酸除水方法，其特征在于，所述电解质锂盐与所述不良溶剂的质量比为1：(2～10)。

9.根据权利要求1或8所述的电解质锂盐的除酸除水方法，其特征在于，所述不良溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、四氯化碳、正己烷、环己烷中的任意一种。

10.根据权利要求1-5任一项所述的电解质锂盐的除酸除水方法，其特征在于，用锂盐的良溶剂对所述除酸除水的电解质锂盐进行重溶、过滤，得到液态锂盐。

技术总结
本发明涉及一种电解质锂盐的除酸除水方法，属于电解质锂盐除杂领域。该方法包括以下步骤：将电解质锂盐与除酸除水剂于锂盐的不良溶剂中进行反应，用所述不良溶剂对反应后的锂盐进行清洗，去除不良溶剂，得到除酸除水的电解质锂盐；所述除酸除水剂为异氰酸酯类化合物、硅氧烷化合物、硅胺烷化合物、1‑(三甲基甲硅烷基)咪唑、N,N‑二甲基甲酰胺中的一种或多种。本发明通过筛选出的除酸除水剂在锂盐的不良溶剂存在的条件下，与电解质锂盐中的酸和水发生反应，该除酸除水剂能够溶于该不良溶剂中，用不良溶剂对反应后的锂盐进行处理，达到同时除酸除水的效果且效果较好。

技术研发人员：李凌云,李世江,张梦蕾,赵亮,张照坡,周阳
受保护的技术使用者：多氟多新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/9