[发明专利]一种二氟双草酸磷酸锂的制备方法

说明书

本发明提供一种二氟双草酸磷酸锂的制备方法，二氟双草酸磷酸锂通过五氟化磷和草酸锂反应制备得到。所述制备方法包括如下步骤：1)向带有搅拌器的高压反应釜中加入无水草酸锂，并密封，抽真空；2)在低温下向反应釜中缓慢通入五氟化磷气体和高纯二氧化碳；3)缓慢升温至70℃，同时将反应釜压力调至适当，并持续搅拌反应；4)反应结束后，进行分离纯化。本发明采用廉价易得的原料，在较温和条件下反应的方法。反应步骤简单、操作便捷，目标产物只有二氟双草酸磷酸锂，产品收率高、纯度高，易于提纯；反应快速，后处理简单，增大了工业化生产的可行性。

技术领域

本发明属于电解液技术领域，具体涉及二氟双草酸磷酸锂的制备方法。

背景技术

近年来，受智能设备如手机、平板电脑快速发展，小型锂电池市场份额迅速增长，此外，电动汽车技术日益完善，大型锂电池市场需求也逐步释放，预计未来几年，锂电池将保持增长趋势。锂电池多数是二次电池，其高压工作性差、循环和倍率性能是阻碍其发展的难点。二氟双草酸磷酸锂(LiDFBP)作为新型的锂盐添加剂，应用于富锂正极材料上可表现出优异的循环性能和倍率性能。LiDFBP衍生的SEI膜具有高的锂离子导通性，并且所形成SEI可以抑制电解液的持续分解，阻止过渡金属离子的溶出。因此，二氟双草酸磷酸锂(LiDFBP)得到广泛关注与研究。

目前，现有技术中披露了四种合成二氟双草酸磷酸锂的方法。例如CN102216311、WO2013180174、WO2014097772、JP2016201244均采用六氟磷酸锂与草酸，添加四氯化硅；导致溶液中氯化合物、游离酸偏高阻碍了其进一步应用于锂离子电池电解液中；WO2016002771采用二氯四氟磷酸锂与草酸反应，但二氯四氟磷酸锂需经过合成得到，增加了反应步骤，不利于工业化生产；WO2016052092、WO2016117279中二氟双草酸磷酸锂的制备方法使用HF，对皮肤有强烈刺激性和腐蚀性，不利于工业化生产；KR1020130102969采用六氟磷酸锂和草酸二(三烷基甲硅烷基)酯反应，其中草酸二(三烷基甲硅烷基)酯也是通过草酸与含Si的化合物反应，增加了反应步骤；并且六氟磷酸锂容易吸水，价格高，不易保存，不利于工业化生产。

因此，急需开发一种简单便捷的适用于工业化放大生产二氟双草酸磷酸锂(LiDFBP)的方法。

发明内容

针对上述问题，本发明的技术方案提供一种二氟双草酸磷酸锂的制备方法，其特征在于，二氟双草酸磷酸锂通过五氟化磷和草酸锂反应制备得到。

具体地，所述的一种二氟双草酸磷酸锂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

1)向带有搅拌器的高压反应釜中加入无水草酸锂，并密封，抽真空；

2)在低温下向反应釜中缓慢通入五氟化磷气体和高纯二氧化碳；

3)缓慢升温至70℃并持续搅拌反应；

4)反应结束后，进行分离纯化。

在一些实施方式中，步骤2)中的低温为-10℃-15℃；进一步优选地，低温为-10℃-5℃；具体地，低温为-10℃、0℃、5℃、10℃或15℃。

在一些实施方式中，步骤3)中持续搅拌反应的时间为12-16h。具体地，持续搅拌反应的时间为12h、13h、14h、15h或16h。

在一些实施方式中，步骤3)中反应釜的压力为7.39MPa-15MPa；进一步优选地，反应釜的压力为7.39MPa-9.39MPa。具体地，反应釜的压力为7.39MPa、8.39MPa或9.39MPa。

在一些实施方式中，步骤4)中的分离纯化，具体操作为析晶、打浆和加热真空干燥。具体地，析晶及打浆溶剂为苯、甲苯、二甲苯、氯苯或二氯甲烷；真空干燥加热温度100℃～120℃，具体地，真空干燥加热温度100℃、110℃或120℃。