[发明专利]一种二氟双草酸磷酸锂的制备方法

说明书

本发明公开了一种二氟双草酸磷酸锂的制备方法，包括如下步骤：S1、六氟磷酸锂溶液与草酸混匀，滴加硅氮烷，进行反应得到二氟双草酸磷酸锂、氨气和副产物氟硅氮烷；S2、副产物氟硅氮烷与氨气反应得到硅氮烷，作为S1中的原料循环使用。本发明通过溶剂法制备二氟双草酸磷酸锂，制备过程简单、副产物少且可回收利用、收率高，生产过程中没有废水产生，工艺路线绿色环保，所得二氟双草酸磷酸锂纯度高，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及新能源材料技术领域，尤其涉及一种二氟双草酸磷酸锂的制备方法。

背景技术

锂离子电池作为一种便携的高比能量化学电源已经广泛应用于便携式仪器仪表、笔记本电脑、军事领域、移动通讯、摄像机等领域，目前是动力汽车首选配套电源，也可广泛用于储能电池领域，在世界范围内得到了广泛的研究和应用。锂离子电池主要是由正极、负极、隔膜、电解液、电池系统等组成，而电解液主要由电解质和有机溶剂组成，是联系正负极的活性组分，是关系电池性能的重要因素。添加剂是锂离子电池电解液中除电解质和有机溶剂之外的最重要成分，适宜的添加剂能够起到增强锂电池性能的关键作用。

二氟双草酸磷酸锂(LiDFBP)作为一种电解液功能性添加剂，一方面在正负极表面形成稳定的保护膜，提高电池整体的高电压循环性能，另一方面不会在以碳基材料作为负极的体系内大量产气，有效避免电池气涨的问题，提高了安全性能。将二氟双草酸磷酸锂加入电解液中，电解液体系具有良好的耐低温性能、优异的导电性、电化学稳定性、减小电池内阻、提高电池放电倍率等优点。二氟双草酸磷酸锂是一种应用前景广泛的高效功能性添加剂。现有文献和专利中的二氟双草酸磷酸锂的制备方法如下，存在一定的不足：

专利CN102216311B提出六氟磷酸锂和草酸及四氯化硅，在30-50℃搅拌反应生成含二氟双草酸磷酸锂(LiDFBP)的溶液，但是存在杂质和氯离子较高、其它副产物、游离酸偏高、不容易提纯等问题，难以实现高效的工业化生产。

专利US20100267984在耐压容器中，将草酸锂和六氟磷酸锂混合后，在150-180℃条件下充分搅拌反应，在乙腈溶解产物后进行过滤，减压蒸馏去除溶剂，经重结晶和干燥后得到二氟双草酸磷酸锂(LiDFBP)产品。此工艺方法存在着反应条件苛刻、能耗大、路线长、成本高、产率低，不适宜工业化生产。

专利WO2016002771提出草酸与二氯四氟磷酸锂反应合成二氟双草酸磷酸锂(LiDFBP)。但是反应原料二氯四氟磷酸锂需要合成，不能直接购得，造成生产成本增加，路线加长，不易工业化生产。另外一些专利如WO2016117279和WO2016052092中二氟双草酸磷酸锂的制备过程中使用了HF作为反应原料，增加了对设备的要求和生产的安全风险，工业化难度增加。

综上所述，提供一种高效的二氟草酸磷酸锂的制备方法，使二氟草酸磷酸锂的生产成本低、三废少、纯度高，是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种二氟双草酸磷酸锂的制备方法，本发明通过溶剂法制备二氟双草酸磷酸锂，制备过程简单、副产物少且可回收利用、收率高，生产过程中没有废水产生，工艺路线绿色环保，所得二氟双草酸磷酸锂纯度高，适合工业化生产。

本发明提出了一种二氟双草酸磷酸锂的制备方法，包括如下步骤：

S1、六氟磷酸锂溶液与草酸混匀，滴加硅氮烷，进行反应得到二氟双草酸磷酸锂、氨气和副产物氟硅氮烷；

S2、副产物氟硅氮烷与氨气反应得到硅氮烷，作为S1中的原料循环使用。

本发明的反应方程式如下：