[发明专利]一种六氟磷酸锂材料合成装置

说明书

技术领域

本发明属于电解质材料合成装置，特别涉及一种六氟磷酸锂材料合成装置。

背景技术

六氟磷酸锂材料(LiPF₆)是目前锂离子电池用的主要电解质材料。其溶解于有机溶剂中，可以电离并提供锂离子，以实现电极的电化学反应。六氟磷酸锂具有以下的优点：

1、在电极上，尤其是碳负极上，形成适当的SEI膜；

2、对正极集流体实现有效的钝化，以阻止其溶解；

3、有较宽广的电化学稳定窗口；

4、在各种非水溶剂中有适当的溶解度和较高的电导率；

5、相对较好的环境友好性。

传统的六氟磷酸锂合成方法，都是在聚四氟乙烯内衬的反应釜内，用无水氟化氢溶解氟化锂(LiF)，然后在液面下通入PF₅气体，经过搅拌反应，将PF₅与LiF反应制成LiPF₆。反应方程式是：

LiF+PF₅→LiPF₆

将无水氟化氢蒸发即可得到高纯的六氟磷酸锂。

以上反应过程中，完全靠液面吸收PF₅气体，吸收效果较差，反应也比较缓慢。特别是最近出现了很多的合成方法，例如络合法、干法等合成技术。这些技术如果用传统的搅拌吸收，反应动力学较差。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种利用高速雾化法制造六氟磷酸锂材料的合成装置，该装置具有反应充分迅速、成品品质均匀稳定、装置结构简单等优点，有助于提高六氟磷酸锂材料合成工艺品质。

本发明的技术方案是：一种六氟磷酸锂材料合成装置，包括液体进料管1、高速转轴2、容器3、雾化盘4、转动密封垫5、反应釜6、PF₅进料管7、管道8、聚四氟乙烯泵9、PF₅气瓶10、称量装置11，其特征在于：所述高速雾化喷头包括液体进料管1、高速转轴2、容器3、雾化盘4，所述容器3与雾化盘4内部连通，雾化盘4内部有很多档片，所述高速转轴2和雾化盘4焊接为一体，容器3与高速转轴2之间有转动密封垫5；反应釜6内设有高速雾化喷头，反应釜6外部设有PF₅进料管7、管道8和聚四氟乙烯泵9；PF₅气瓶10的PF₅通过PF₅进料管7与反应釜6联通，PF₅气瓶10底部设有称量装置11。

进一步地，所述高速雾化喷头转速1-3万转/分钟。

进一步地，所述聚四氟乙烯泵9的流量50-200Kg/分钟。

进一步地，所述高速雾化喷头和管道8的材料为聚四氟乙烯材质或不锈钢。

本发明的有益效果是：本发明的装置有效地解决了六氟磷酸锂制造过程中反应速度慢、活性不足的的问题，利用高速雾化喷头制造的大比表面液滴，有效增加了反应面积，使原料LiF和PF₅可以迅速发生反应。特别是用于溶剂法、络合法等制造六氟磷酸锂的工艺，可以有效加快反应的进行，大大缩短反应时间。需要说明的是，喷雾出来的液滴是用液体包裹的颗粒，不仅具有较大的比表面积，也具有较大的反应三相界面，具有极强的反应活性。本技术可以促进六氟磷酸锂产业技术水平的有效提高。

附图说明

图1是本发明一种六氟磷酸锂材料合成装置总体结构示意图。

图2是本发明一种六氟磷酸锂材料合成装置的高速雾化喷头示意图。

图3是本发明一种六氟磷酸锂材料合成装置高速雾化喷头剖面图。

图4是本发明一种六氟磷酸锂材料合成装置反应釜结构示意图。

附图标示：1.液体进料管，2.高速转轴，3.容器，4.雾化盘，5.转动密封垫，6.反应釜，7.PF₅进料管，8.管道，9.聚四氟乙烯泵，10.PF₅气瓶，11.称量装置。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细地说明

图1表明本发明一种六氟磷酸锂材料合成装置中的整体结构。PF₅气体储存在PF₅气瓶10内，使用时将PF₅气体通入反应釜6，同时利用称量装置11用减量法确定进入反应釜6内的PF₅气体量。PF₅气体重量达到设定的要求即可关闭阀门，利用聚四氟乙烯泵9进行循环反应。