[发明专利]一种四氟草酸磷酸锂和二氟双草酸磷酸锂的制备方法

说明书

本发明公开了一种四氟草酸磷酸锂和二氟双草酸磷酸锂的制备方法。该方法是在氮气氛围下，将硅氮烷加入到草酸溶液中，搅拌均匀后滴加六氟磷酸锂溶液，六氟磷酸锂的滴加量与草酸的摩尔比为1：(0.8～1.2)，反应后得到四氟草酸磷酸锂；或者将硅氮烷加入到草酸溶液中，搅拌均匀后滴加六氟磷酸锂溶液，六氟磷酸锂的滴加量与草酸的摩尔比为1：(1.8～2.4)，反应后得到二氟双草酸磷酸锂。本发明的反应路线与反应条件安全、环保、经济、可工业化，生成的副产物为碳酸氢锂和氟化锂，分离简单，无腐蚀性气体的生成，增加了整个工艺过程的安全性。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种四氟草酸磷酸锂和二氟双草酸磷酸锂的制备方法。

背景技术

电解质添加剂可在溶剂之前，通过电化学氧化在富锂阴极上形成SEI膜。锂盐类化合物已被用作锂离子电池阳极的可还原添加剂，不仅在阳极上，而且在具有更高充电电压的阴极上也形成了稳定的固体电解质相(SEI)。如锂，双(草酸)硼酸锂(LiBOB)，锂四氟草酸磷酸(LTFOP)，和锂，二氟(草酸)硼酸(LiDFOB)，可以建立在阴极表面上的适当SEI层，提高阴极的电化学性能。LiBOB衍生的SEI层可以减轻由于层到尖晶石相变而引起的富锂阴极的电压衰减，并通过抑制阴极与电解质之间的不良反应来增强其循环性能。但是，LiBOB形成的SEI电阻层，阻碍了高速率下的电荷传输。为了确保阴极在室温，高温和高速率下均具有良好的电化学性能，控制阴极上SEI的性质至关重要。二氟双草酸磷酸锂和四氟草酸磷酸锂在锂电池电解液中的使用可以降低六氟磷酸锂的用量，提高锂电池性能降低成本，有很大的发展空间。

二氟双草酸磷酸锂和四氟草酸磷酸锂的制备方法主要有以下方式：专利号为CN200980145463的专利提出使用草酸、六氟磷酸锂和四氯化硅为原料制备二氟双草酸磷酸锂和四氟草酸磷酸锂的方法。该方法会产生大量HCl和SiF₄高腐蚀性酸性气体，对设备要求高，且难以与产品分离。产品氯离子含量和酸值难以控制。该方法在安全性和可靠性上存在隐患和风险。专利号为CN109850926A的专利提出使用草酸、六氟磷酸锂和三甲基氯硅烷作为原料制备二氟双草酸磷酸锂和四氟草酸磷酸锂的方法。该方法也会产生大量的HCl高腐蚀性酸性气体，对设备要求高，氯离子和酸值难以控制。因此该方法在安全性和可靠性上也存在隐患和风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种四氟草酸磷酸锂和二氟双草酸磷酸锂的制备方法。

一种四氟草酸磷酸锂和二氟双草酸磷酸锂的制备方法，按照如下步骤进行：

1)将六氟磷酸锂溶解在有机溶剂中，制备六氟磷酸锂溶液；

2)将草酸、硅氮烷溶解在有机溶剂中，制备草酸-硅氮烷溶液；

3)在氮气氛围下，将硅氮烷加入到草酸溶液中，充分搅拌均匀后匀速滴加六氟磷酸锂溶液，六氟磷酸锂的滴加量与草酸的摩尔比为1：(0.8～1.2)，进行充分反应，将反应产物过滤，得到四氟草酸磷酸锂；

或者在氮气氛围下，将硅氮烷加入到草酸溶液中，充分搅拌均匀后匀速滴加六氟磷酸锂溶液，六氟磷酸锂的滴加量与草酸的摩尔比为1：(1.8～2.4)，进行充分反应，将反应产物过滤，得到二氟双草酸磷酸锂。

所述硅氮烷的结构式如下：

其中R₁，R₂，R₃，R₄，R₅，R₆为甲基、乙基、甲氧基、乙氧基中的任一种。

所述有机溶剂为：碳酸酯类、酮类、羧酸酯、醚类、腈类、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种或几种。

所述碳酸酯类为环状碳酸脂、链状碳酸脂；所述酯类为环状醚、链状醚。