[发明专利]LiPO2F2的制造

说明书

本发明要求于2010年7月8日提交的欧洲专利申请号10168886.9的权益，出于所有的目的将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和在某些溶剂中(例如在碳酸亚丙酯中)的LiPO₂F₂的溶液的方法。 

LiPO₂F₂作为锂离子电池的添加剂是有用的。因此，WO 2008/111367披露了如何从氟化物之外的一种卤化物、LiPF₆和水来制造LiPF₆和LiPO₂F₂的混合物。产生的盐混合物溶解在非质子溶剂中并且被用作锂离子电池的电解质溶液。EP-A-2061115描述了从P₂O₃F₄和Li化合物来制造LiPO₂F₂的现有技术；并且从LiPF₆与具有Si-O-Si键的化合物(例如硅氧烷)来制造LiPO₂F₂。该产物包括LiPF₆。 

本发明的目的是以一种技术上可行的方式来提供LiPO₂F₂并且提供包括一种高浓度的LiPO₂F₂的溶液。本发明的进一步的目的是以一种技术上可行的方式来提供纯的LiPO₂F₂。这些目的以及其他目的通过本发明如在专利权利要求概括的来实现。 

根据本发明的一个方面，通过使具有通式(I)的化合物LiXYPO₄(其中X和Y是相同的或不同的并且表示H或Li)与无水HF发生反应形成一种包括LiPO₂F₂的反应混合物来制造LiPO₂F₂。优选地，X和Y是H。 

如果将化合物Li₃PO₄用作起始材料，化学计算上需要4mol的HF使所有的Li₃PO₄转化为LiPO₂F₂、水以及LiF。对于该起始材料，HF∶Li₃POF₄的比例优选地是等于或大于6∶1。优选地，它等于或小于20∶1。将Li₃PO₄用作起始材料导致副产物LiF的形成。 

LiH₂PO₄是优选的具有化学式(I)的起始材料。这是本发明的方法的优选的实施方案。化学计算上需要2mol的HF使所有的LiH₂PO₄转化为LiPO₂F₂以及水。优选地，在这个实施方案中，HF∶LiH₂PO₄的摩尔比是等于或大于3∶1。更优选地，HF∶LiH₂PO₄的摩尔比是等于或大于5∶1。优选地，HF∶LiH₂PO₄的摩尔比是等于或低于25∶1。更优选地，HF∶LiH₂PO₄的摩尔比是等于或低于20∶1。 

优选地，该反应至少在其一部分持续时间内是在压力下进行的。这起保持HF在液相的作用。优选地，该反应是在自生压力下、尤其是在一种 高压釜中进行的。 

在LiH₂PO₄和HF之间的反应优选地是在等于或高于100℃的温度下进行。该反应可以在更低的压力下进行，但是有可能反应时间会太长。优选地，它是在等于或低于220℃的温度下进行，更优选地，是在等于或低于180℃的温度下进行。优选地，该温度被保持在100℃至180℃的范围内。 

反应时间被选择为使得实现所希望的转化程度。经常，10分钟至3小时的反应时间给出了良好的结果。