[发明专利]一种四氟草酸磷酸锂及其制备方法

说明书

本发明涉及锂电池电解液添加剂的技术领域，更具体地，本发明提供了一种简便经济的、环保的、易于工业化的四氟草酸磷酸锂及其制备方法。本发明第一个方面提供一种四氟草酸磷酸锂的制备方法，包括：六氟磷酸锂与LiPF_(6‑2m)(C₂O₄)_m在非水溶剂中混合，反应，对反应产物后处理得到四氟草酸磷酸锂产品；其中，m＝2或3；反应过程中反应时间为1～48h，反应温度为30～150℃。本发明提供的制备四氟草酸磷酸锂的方法可使目标产物的转化率较高，反应产物单一，几乎没有副产物生成，产生的回收溶剂和过滤母液可经过蒸馏后重复使用。

技术领域

本发明涉及锂电池电解液添加剂的技术领域，更具体地，本发明提供了一种简便经济的、环保的、易于工业化的四氟草酸磷酸锂及其制备方法。

背景技术

四氟草酸磷酸锂一般作为锂离子电池或锂离子电容器等的非水电解液电池用添加剂使用。加入该添加剂之后，电解液具有优异的耐高温性能，并且在正极材料表面形成更加稳定的固体电解质界面膜结构，提高电池的循环性能。

目前四氟草酸磷酸锂已公开的制造方法众多，现列举部分：

专利WO2014097772中提出，将六氟磷酸锂和无水草酸进在碳酸脂类溶剂中进行混合，再向其中滴加四氯化硅制得四氟草酸磷酸锂，该方法存在诸多问题，如反应过程中生成了大量氯化氢和四氟化硅气体，不易分离和处理；反应过程中生成的不溶物极难过滤；引入了氯离子和硅元素，产品质量不易控制；反应副产物较多，目标产物转化率不高；工业化生产污染严重，对设备要求较高等等。

专利WO2016002771中提出，将五氯化磷、氟化锂以及六氟磷酸锂混合，制成中间体LiPF₄Cl₂，再加入草酸进行交换，得到四氟草酸磷酸锂，该方法的反应过程不易控制，合成中间体的反应选择性较差，加入草酸后，有较多的二氟二草酸磷酸锂和二氟磷酸锂生成，目标产物的转化率不高，纯化困难，收率较低，且草酸加入阶段的反应安全性不易控制，不利于工业化生产。

专利US20100267984提出，将六氟磷酸锂和草酸锂混合后加热至150℃～180℃，将所得到的产物用乙腈溶解，滤去不溶物，滤液经过减压浓缩和结晶得到的产品，经进一步干燥后得到四氟草酸磷酸锂产品；但该方法后处理步骤多，并不经济，并且采用该方法反应进行不充分，反应转化率较低。

由此可见，四氟草酸磷酸锂现有的制备方法存在种种缺陷，或工艺复杂繁琐，难以进行工业化生产；或反应难以控制，收率不高，副产物较多，不易提纯；制备得到的四氟草酸磷酸锂品质较差，不易进一步提纯。因此，本发明提供了一种简便、经济、安全、环保的，适于工业化生产的四氟草酸磷酸锂的制造方法。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明第一个方面提供一种四氟草酸磷酸锂的制备方法，包括以下过程：

六氟磷酸锂与LiPF_(6-2m)(C₂O₄)_m在非水溶剂中混合，反应，对反应产物后处理得到四氟草酸磷酸锂产品；其中，m＝2或3；

反应过程中反应时间为1～48h，反应温度为30～150℃。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，反应产物是四氟草酸磷酸锂溶液时，后处理过程包括：过滤，减压浓缩，加入不良溶剂结晶，过滤，烘干，得到四氟草酸磷酸锂产品。

作为本发明的一种优选技术方案，其中，反应产物是含四氟草酸磷酸锂固体颗粒的固液混合物时，后处理过程包括：过滤，不良溶剂洗涤，烘干，得到四氟草酸磷酸锂产品。