[发明专利]一种六氟磷酸锂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池电解质盐的制备方法，具体的说是涉及一种一种六氟磷酸锂 的制备方法。

背景技术

六氟磷酸锂(LiPF₆)作为锂离子二次电池的电解质盐，具有电导率高、化学及电化学 稳定性好，安全性好等优点，因此六氟磷酸锂被溶于某些非水有机溶剂中形成锂离子二次电 池的电解液。为了维持电池的性能，如使用寿命，对电解液中电解质的纯度要求很高。以红 磷或五氧化二磷为原料制备五氟化磷并进一步制备六氟磷酸锂的方法，由于原料杂质含量高 ，难于获得高纯度六氟磷酸锂；而以氟化氢和五氯化磷反应制备五氟化磷并进一步制备六氟 磷酸锂的方法，由于五氯化磷和无水氟化氢生产五氟化磷的反应是一个放热剧烈的反应，操 作不当极易引起爆炸，安全性差。公开号为CN1188072A的专利申请，公开了一种由三氯化磷 氟化制得五氟化磷的方法，其优势在于反应比较充分，原料利用率较高，但是反应需控制的 条件参数较多，反应为间断进行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种六氟磷酸锂的制备方法，实现降低六氟磷酸锂生产成本，并 保证安全生产的目的。

为了实现上述目的，本发明的技术方案在于采用了一种六氟磷酸锂的制备方法，包括以 下步骤：

(1)将三氯化磷和无水氟化氢加入气液混合器中，在50～60℃下反应生成三氟化磷和 氯化氢；

(2)将步骤(1)中生成的三氟化磷、氯化氢、和多余的氟化氢气体，连续不断进入五 氟化磷反应生成器，同时连续通入氯气；保持反应体系在35～70℃的干燥环境下，反应器中 三氟化磷、氯气及氟化氢气体连续反应生成五氟化磷气体；

(3)在-10～-30℃下，将五氟化磷气体导入氟化锂中，导入的过程中应不断搅拌，反 应生产六氟磷酸锂，在-20～-30℃下结晶2-4个小时，经浓缩、干燥得到六氟磷酸锂产品。

其中，步骤(2)中所得的产物在0～-40℃下冷却除去杂质。

步骤(3)反应结束后的废气，排出后用水吸收为盐酸溶液，回收利用。

本发明的生产工艺原材料价格低廉，可极大降低六氟磷酸锂成本；本发明反应条件温和 ，容易控制，连续化生产，易于工业化；制得的产品纯度较高，大于99.9％，能够满足锂电 池对电解质的纯度要求。

具体实施方式

实施例1：

本实施例的六氟磷酸锂的制备方法包括以下步骤：

(1)取三氯化磷110g和无水氟化氢130g，按比例连续缓慢在1小时内加入气液混合器中 ，在50℃下反应，连续生成三氟化磷和氯化氢气体。

(2)步骤(1)中生成的三氟化磷、氯化氢、和多余的氟化氢气体，连续不断进入五氟 化磷反应生成器，同时将72g氯气连续通入反应器，保持反应体系在35℃的干燥环境下，反 应釜中三氟化磷、氯气及氟化氢气体连续反应生成五氟化磷气体，生成的五氟化磷气体经 -40℃冷却精制，脱除多余的氟化氢和其它杂质气体，精制后的气体包括五氟化磷和氯化氢 。

(3)五氟化磷气体在搅拌下与17g氟化锂在-30℃反应，其中17g氟化锂已先溶于210g无 水氟化氢中，五氟化磷不断进入六氟磷酸锂反应釜，生成六氟磷酸锂，当到达反应终点后， 保持在-30℃下结晶2小时，再经过滤、干燥得到六氟磷酸锂产品85g。氯化氢气体不与氟化 锂反应，随废气排出，用水吸收为30％的盐酸，回收利用。

产品技术指标检测结果：纯度大于99.9％，游离酸(以HF计)85ppm，水分(卡尔菲休法 )8ppm，碱金属离子含量(以K、Na计)2ppm，重金属离子含量(以Fe计)1ppm，不溶物含 量450ppm。

实施例2

本实施例的六氟磷酸锂的制备方法包括以下步骤：

(1)取三氯化磷220g和无水氟化氢260g，按比例连续缓慢在1小时内加入气液混合器中 ，在60℃下反应，连续生成三氟化磷和氯化氢气体。

(2)步骤(1)中生成的三氟化磷、氯化氢、和多余的氟化氢气体，连续不断进入五氟 化磷反应生成器，同时将144g氯气连续通入反应器，保持反应体系在70℃的干燥环境下，反 应釜中三氟化磷、氯气及氟化氢气体连续反应生成五氟化磷气体，生成的五氟化磷气体经0 ℃冷却精制，脱除多余的氟化氢和其它杂质气体，精制后的气体包括五氟化磷和氯化氢，进 入六氟磷酸锂反应釜。