[发明专利]一种制备六氟磷酸锂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备六氟磷酸锂的方法，尤其涉及一种用作锂离子电池 电解液的六氟磷酸锂的制备方法。

背景技术

近年来，六氟磷酸锂(LiPF₆)被选定为锂离子二次电池的电解质，六氟 磷酸锂被溶于某些非水有机溶剂中形成锂离子二次电池的电解液。锂离子二 次电池是当今国际公认的理想化学能源，体积小、电容量大、能反复充放电 500次、电容量只降低3％，被广泛用于移动电话、手提电脑和手提摄像机等， 还被用于电子工业制作晶片的掺杂剂和有机合成的催化剂。并且当锂离子二 次电池被充电时，锂离子进入并附着在阴极的空穴处；而锂离子二次电池被 放电时，附着在阴极上的锂离子重新回到阳极。在这种情况下，锂离子通过 电解质溶液运动。结果为了维持电池的性能，例如使用寿命，应对在电解液 中电解质的纯度进行严格控制。目前，因为制备六氟磷酸锂(LiPF₆)的生产 环节多、工艺复杂、设备要求较高，所以导致生产成本居高不下。

中国专利公报公开了一种关于六氟磷酸锂的制备方法，该方法包括将以 干燥的固体氟化锂(LiF)和气态五氟化磷为原料，以无水氟化氢为溶剂，在 0-20℃下制备六氟磷酸锂。采用该方法制得的六氟磷酸锂的收率为80.7％。该 方法存在缺点以气态五氟化磷为原料，与氟化锂进行一次反应，导致五氟化 磷的利用率不高，另外五氟化磷在空气中易分解为磷酸和氯化氢，则未反应 的五氟化磷可能会造成环保压力。

中国专利公报公开了一种申请号为：200610013957.5，名称为制备六氟磷 酸锂的方法的发明专利申请，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。该方法 的缺点是生产成本较高，设备操作连续性不够好。

中国专利公报还公开了一种申请号为：200510115856.4，名称为：一种六 氟磷酸锂的制备方法，该方法包括将氟化锂与磷源反应，其中，所述氟化锂 由碳酸锂和氟化氢反应制得。该方法生产的六氟磷酸锂纯度偏低，提纯不易。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以无水氟化氢、五氧化二磷及高纯氟化锂为 原料制备六氟磷酸锂的方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案采用了一种制备六氟磷酸锂的方 法，具体包括以下步骤：

(1)在惰性气体保护下，将无水氟化氢与五氧化二磷反应制得六氟磷酸；

(2)在冷却搅拌下，向六氟磷酸中加入发烟硫酸，制得五氟化磷气体；

(3)将高纯氟化锂溶于无水氟化氢溶液中，形成氟化锂的无水氟化氢溶 液；

(4)将五氟化磷气体通过-40℃冷却之后再导入到盛有氟化锂的无水氟化 氢溶液中，经反应、结晶、分离、干燥得到纯净的六氟磷酸锂产品；

(5)将反应后未反应的五氟化磷气体继续通入到另一盛有氟化锂的无水 氟化氢溶液中，继续反应、结晶、分离、干燥得到六氟磷酸锂成品。

各步骤中反应物的量按理论配比进行反应，氟化氢过量5％。

所述步骤(1)的具体步骤为：在密闭的的容器中，在氮气保护下加入五 氧化二磷，并在搅拌冷却下缓慢加入液态无水氟化氢，保持体系温度在0℃左 右，加料时间为3-5小时。

所述步骤(2)的具体步骤为：取步骤(1)中生成的六氟磷酸，在冷却 搅拌下，缓慢加入发烟硫酸，发烟硫酸加入完毕后，将体系在140-160℃的 干燥环境下，反应0.5-1.5小时，生成的五氟化磷气体经过-40℃冷却器，除 去杂质并收集。

将步骤(4)、(5)结晶过滤后的母液分别返回重新利用，在搅拌下分别 加入高纯氟化锂与无水氟化氢溶液形成氟化锂的无水氟化氢溶液，继续反应 制得六氟磷酸锂成品。

本发明是以无水氟化氢、五氧化二磷及高纯氟化锂为原料制备六氟磷酸 锂，本发明的各种原料来源丰富，原料易得，生产成本低，反应率高，产品 质量高，反应彻底，可实现双釜串联半连续化生产。本发明的方法制备的产 品具有很好的社会价值和经济价值，易于推广应用。

具体实施方式

实施例1