六氟磷酸锂的制备方法和工艺难点

锂电子电池是世界公认的化学能源，其体积小、电容量大、可以反复充放电 500次以上，被广泛用于移动电话 、手提电脑等轻便式手提电子产品和电动汽车。六氟磷酸锂是锂电子电池中普遍使用的重要电解质材料 ，产品市场前景好 。本文将介绍六氟磷酸锂的制备方法和现在存在的工艺难点。

制备方法

自 1950年 Smiths第一个合成六氟磷酸锂以来,已经有多种工艺路线和方法合成六氟磷酸锂。

(1)美国科学家 J.H.Simmons在 1950年提出的制备方法 ，以 PF 和 LiF为原料。反应式如下 ：

PF5+LiF = LiPF6

反应在高温高压下进行 ，不使用任何溶剂 ，因为反应产物 LiPF6将包覆原料 LiF，阻止反应正常进行，因此产率低。

(2)以HF、红磷、LiF为原料的工艺路线，反应式如下：

10HF +2LiF +2P = 2LiPF6+5H2

该工艺反应过程不易控制，仍然存在产率低、产物纯度低的问题。

(3)以 PCl5或 PCl，和 LiF为原料合成 LiPF6的 制备工艺 ，反应式如下 ：

PCl5+LiF+5HF = LiPF6+5HCl

该反应在低温条件下 ，反应时间超过 20h，收率不高。该工艺以PCl为原料取代 PF5，原料易得， 但是容易带入金属杂质，不易制得高纯度的产品，且反应温度过低 ，反应时间长 。

(4)将合成的六氟磷酸钠或钾溶于有机溶剂中, 用阳离子交换树脂进行交换 ，制得六氟磷酸锂。该工艺成本较高。溶剂中的水分影响产品质量。上述工艺中，关于 PF5的制备方法 ，主要有以下两种：

1)以 PCl和 HF为原料反应生成 PFs；

2)以PCl和 HF为原料反应生成 PF ，PF 继续 与氯气反应生成 PF3Cl，然后 PF3Cl又与 HF反应生成 PF5。

工艺难点

国内六氟磷酸锂生产技术还不成熟，供应主要依靠进口，其主要难度在于：

1)质量指标要求高：纯度大于99.9％ ，含酸量 (以 HF计算 )小 于 50×0.000001，水分含量 小于 10×0.000001，其他金属离子含量小于 1.0×0.000001。

2)对原料及设备要求苛刻 ，需要高纯度的原材料和高洁净度的耐腐蚀设备 。

3)由于六氟磷酸锂本身极易吸潮分解 ，因此生产 、输送 、储运等环节要保持很高的干燥条件 ，水分一般要求小于0.00001。