[发明专利]LiPO2F2和晶体LiPO2F2的制造

说明书

技术领域

本发明要求2010年7月8日提交的欧洲专利申请N°10168890.1的权益，出于所有的目的该申请的全部内容通过引用结合在此。

本发明涉及一种用于制造LiPO₂F₂和晶体LiPO₂F₂的方法。

LiPO₂F₂是一种可用作锂离子电池的电解质盐或电解质盐的添加剂。因此，WO 2008/111367披露了如何从除氟化物以外的卤化物、LiPF₆和水制造LiPF₆和LiPO₂F₂的混合物。将得到的盐混合物(溶于非质子型溶剂中)作为锂离子电池的电解液使用。EP-A-2061115描述了，作为当时的现有技术，从P₂O₃F₄和Li化合物制造LiPO₂F₂，以及作为发明，从LiPF₆和具有Si-O-Si键的化合物(例如硅氧烷)制造LiPO₂F₂。

本发明的目的是以技术上可行的方式提供LiPO₂F₂。本发明的另一个目的是提供可以很容易地处理的LiPO₂F₂。这些目的和其他目的是通过本发明的专利权利要求中所概述的来实现的。

根据本发明的一个方面，LiPO₂F₂是通过P₄O₁₀与LiF反应来制造的。所得到的反应混合物包括LiPO₂F₂。据推测，Li₃PO₄根据以下反应方程在反应混合物中作为副产物存在

P₄O₁₀+6LiF→3LiPO₂F₂+Li₃PO₄

LiF与P₄O₁₀的摩尔比优选地是等于或大于5∶1。优选地是等于或小于10，更优选≤8。

优选地，反应是在不存在水或湿气的情况下进行。因此，反应可以在其至少一部分持续时间存在惰性气体的情况下进行，干燥的氮气是非常适合的，但是也可以施用其他干燥的惰性气体。该反应可以在高压釜或在其他的反应器中进行。优选地是在由钢或其他抗腐蚀的材料制成的装置中进行反应，例如由蒙氏合金制成或包覆的反应器。

施用的氟化锂优选是粉碎的，例如研磨以获得在磷酸酐和LiF之间较高的接触表面。优选地是将反应物彻底混合。例如，这可以优选在干燥的惰性气体(例如氮)存在下，在干燥箱中，或在混和器，例如具有三维流动的混和器中进行。

选择反应时间来实现所希望的程度的转化。通常情况下，10分钟至5小时的反应时间给出了良好的结果。

反应温度优选等于或高于225℃，优选等于或高于250℃。

反应温度优选等于或低于325℃，优选等于或低于300℃。

如果希望的话，反应器可装配有内部加热或外部加热。

所得的反应混合物是以固体形式。如果希望的话，将其粉碎，例如研磨，以提供更大的接触表面，如果旨在溶解它的成分的话。

如果希望的话，形成的LiPO₂F₂可从所得的反应混合物中分离。这可以通过使用优先溶解LiPO₂F₂的溶剂将其溶解来实现。非质子的和质子的有机和无机溶剂是适合的，特别是极性溶剂。优选的无机溶剂是水。有机质子型或非质子型溶剂也可用于提取。

适合的质子有机溶剂是醇类。优选在分子中具有一个、两个或三个羟基基团的醇类。优选的醇类是甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇和丙三醇。乙二醇烷基醚，例如二甘醇甲基醚，也是适合的。还有丙酮，以其互变异构体形式，可以被认为是质子型溶剂。LiPO₂F₂的另一种非常适合的溶剂是二甲氧基乙烷。该溶剂可溶解大量的LiPO₂F₂，但最多可忽略不计量的LiF。