[发明专利]一种二氟磷酸锂的制备方法

说明书

本发明涉及一种二氟磷酸锂的制备方法，更具体地设计工业上和经济上优良的用于生产非水电解液电池用二氟磷酸锂的方法。一种二氟磷酸锂的制备方法，至少包括以下步骤：(1)卤化锂、五卤化磷和六氟磷酸锂反应得到二氟四卤磷酸锂；(2)二氟四卤磷酸锂和含有活性氧的物质反应得到二氟磷酸锂。

技术领域

本发明涉及一种二氟磷酸锂的制备方法，更具体地涉及工业上和经济上优良的用于生产非水电解液电池用二氟磷酸锂的方法。

背景技术

近年来，受智能手机、移动电源、平板电脑等高能量密度应用的小型存储体系产品带动，国内锂电池产业产值持续增长；与此同时，锂离子电池的应用已不再局限于消费类电子产品，动力和储能两个新的应用方向为锂电池带来了无限的市场。其空间主要集中于适合包括电动车辆、混合动力车辆和燃料电池车辆的辅助电源与电能存储体的电力应用的大型存储体系。储能受政策的驱动以及运营商网络升级的刺激，也成为新的增长动力。在未来几年里，锂离子电池将成为一个不断扩大的全球产业。

目前锂离子二次电池随着其适用领域的扩大，对进一步改善电池特性的要求也越来越高。二氟磷酸锂作为一种在电解液中的添加剂对于锂离子二次电池在低温特性、循环特性、保存特性等电池性能方面的提高有显著作用。例如，专利文献JP-A-11-67270记载了这样的技术，其中采用包含至少一种选自单氟磷酸锂Li₂PO₃F和二氟磷酸锂LiPO₂F₂添加剂的非水电解液。在该技术中，所述添加剂与锂反应在正极和负极之间的界面上形成涂膜，从而抑制电解液因为与正极活性物和负极活性物接触而分解。因此，自放电得到抑制，充电之后的贮存特性得到提高。在日本专利3439085号公报中，公开了通过经由向电解液中添加二氟磷酸锂在电极界面上形成的膜效果而改进高温循环特性。

现有的文献或专利中提到的二氟磷酸盐的制备方法，一般存在原材料难以获得或分离难度大等问题，难以满足大规模的工业化生产的要求。例如：日本专利特開2014-62036采用LiPF₆与LiCl混合，然后通入水蒸气的方法获得二氟磷酸锂，这种方法虽然原料便宜，但反应不容易控制，副产物众多，很难提纯，不适合规模化生产。公开专利WO2012004187A2提出一种生产二氟磷酸锂的方法，其中LiHPO₄与HF在140℃下发生气-固反应，生成二氟磷酸锂和单氟磷酸锂以及氟化锂混合物，难以分离；公开专利WO2012004188A1提出另一种生产二氟磷酸锂的方法，其中P₂O₅与LiF在300℃下发生固-固反应，生成二氟磷酸锂和磷酸锂的固溶体混合物，需要磨碎后经过长时间的萃取，才能分离出少量的二氟磷酸锂。

发明内容

本发明涉及一种技术上容易控制、原料易得且成本低、产品纯度高的二氟磷酸锂的制备方法。

本发明为实现上述目的，利用卤化锂、五卤化磷和六氟磷酸锂反应得到的二氟四卤磷酸锂和含有活性氧的物质反应获得二氟磷酸锂，由此生产得到二氟磷酸锂的粗品，在纯化后得到高纯度的二氟磷酸锂。

为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种二氟磷酸锂的制备方法，至少包括以下步骤：

(1)卤化锂LiX、五卤化磷PX₅和六氟磷酸锂LiPF₆反应得到二氟四卤磷酸锂LiPF₂X₄；

(2)二氟四卤磷酸锂LiPF₂X₄和含有活性氧的物质反应得到二氟磷酸锂LiPO₂F₂。

作为本发明一种优选的技术方案，所述的二氟四卤磷酸锂LiF₂X₄中的X选自Cl、Br、I中的至少一种。