快速制备二氟磷酸锂的方法

背景技术

锂离子电池具有工作电压高、能量密度大（重量轻）、自放电率低、无记忆效应、循 环寿命长和无污染等突出优点。近年来，其以其它电池所不可比拟的优势迅速占领了许多 领域，被广泛应用于大家所熟知的移动电话、笔记本电脑、小型摄像机、电动汽车等产品中。 随着电动汽车的产业化，锂离子电池的用量势必越来越大。应用表明，锂离子电池是一种理 想的小型绿色电源。

二氟磷酸锂主要用于锂电池电解液内的添加剂使用，具有良好的导电性和电化学 稳定性。锂离子电池是当今国际公认的理想化学能源，体积小、电容量大、反复充放电500次 后电容量只降低3%，被广泛用于移动电话、手提电脑和手提摄像机等电子产品和电动汽车 工业。还被用于电子工业制作晶片的掺杂剂和有机合成的催化剂。近年来对锂离子电池性 能的研宄从未停止过，目前二氟磷酸锂主要针对电解液改性，在提高电池的放电倍率、减小 电池内阻方面有良好的表现，该产品主要用于特斯拉汽车锂电池。

目前在国内对二氟磷酸锂的制备方面的研宄较少，现有中国专利CN106829909A公 开了一种二氟磷酸锂的制备方法，其使用的原料比较罕见，同时制备过程比较苛刻，工艺较 为复杂。中国专利106976853A也公开了 一种二氟磷酸锂的制备方法，不仅原料难得，而且需 要反应10〜12小时以上才能完成，很明显，难以满足工业化生产的要求。以上两种制备二氟 磷酸锂的方法，均有大量的副产物产生，产物提纯较为困难，不利于保证产品的品质。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的不足，提供了一种快速制备二氟磷酸锂的方法， 该方法只需要2〜4小时就可以制备出纯度高，产量高的二氟磷酸锂产品，且原料易得，操作 步骤简单，完全适用于工业化的生产，值得推广。解决上述技术问题的技术方案如下：

一种快速制备二氟磷酸锂的方法，具体步骤如下：

⑴原料提纯：

将工业级碳酸锂放入碳化塔内，向其中加入二氧化碳进行碳化处理，将不可溶解 于二氧化碳的杂质去除，然后干燥再粉碎，制得颗粒大小在1000目以下的高纯碳酸锂；

(2)在提纯后的酯类溶剂中缓慢加入六氟磷酸锂，控制浓度为0.2〜1.5mol/L，温 度为0〜30°C，在1〜2小时内加完;该步骤中，所用的溶剂必须都要经过提纯后才可以使用， 以减少酯类溶剂中醚类、醇类溶剂的含量;在加入六氟磷酸锂时，温度必须要控制在0〜30 °C，以防止六氟磷酸锂遇酯类溶剂时温度过高而分解，而且浓度必须控制在0 .2〜1.5mol/ L，浓度过高或者过低都会降低最后的产率。

(3)向步骤(2)所得的完全溶解的溶液中加入超纯水，超纯水的加入量按照液体总 质量的0.01 %〜0.5%加入;超纯水加入后，将温度升至40〜100°C ;超纯水作为催化剂促使 反应快速进行，而超纯水具有原料易得，作为催化剂不需要引入其他杂质，不产生污染物等 特点，使得反应朝着预期的方向进行，减少了反应的时间，这步反应只需要1〜2小时就可以 完成，提高了生产的效率，降低了反应的温度。

(4)按照比例加入步骤（1)所述的高纯碳酸锂，所述的比例为高纯碳酸锂:六氟磷 酸锂重量计为0.98〜1.07 :1，反应1〜2小时即得产品。这个投料比的变化会直接影响产品 的品质，碳酸锂的比例低了会导致六氟磷酸锂未能全部反应，将来产品中可能会带有六氟 磷酸锂的存在，降低了二氟磷酸锂的纯度;如果碳酸锂投料比例过高，则会导致产品中碳酸 锂的存在，带有不纯物，影响产品的品质。

进一步地说，步骤(2)中所述的酯类溶剂为碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯 中的任意一种。

本发明的有益效果是：

本发明设计了 一种快速制备二氟磷酸锂的方法，该方法只需要2〜4小时就可以制 备出纯度高，产量高的二氟磷酸锂产品，且原料易得，操作步骤简单，完全适用于工业化的 生产，值得推广。本发明方法制备的二氟磷酸锂产物由于原料经过提纯处理，可以增加反应 的效率，有利于提高产品的品质;且过程中不会产生副反应，出料产品可以达到高级纯的级 另IJ，有利于工业化生产。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

具体实施方式

 —种快速制备二氟磷酸锂的方法，具体步骤如下：

(1)原料提纯：

将工业级碳酸锂放入碳化塔内，向其中加入二氧化碳进行碳化处理，将不可溶解 于二氧化碳的杂质去除，然后干燥再粉碎，制得颗粒大小在1000目以下的高纯碳酸锂；

⑵在提纯后的lOOOmL碳酸二甲酯溶剂中缓慢加入152g六氟磷酸锂，浓度为lmol/ L，温度为0℃，在1小时内加完；

(3)向步骤(2)所得的完全溶解的溶液中加入0.5g超纯水;超纯水加入后，将温度 升至80°C;

(4)加入步骤（1)所述的高纯碳酸锂148g，反应1.5小时即得产品二氟磷酸锂 103.1g，纯度为99.9。