[发明专利]低-氯化物LiPF6

说明书

本发明涉及一种从PCl₃作为起始材料并通过PCl₅作为中间产物制备低-氯化物LiPF₆(特别是处于低-氯化物LiPF₆溶液的形式)的方法以及还有涉及用于此的装置。

在现有技术中描述了许多用于制备LiPF₆的方法。然而，特定的技术条件要求特定形式的方法。当PCl₃和HF是可获得的时，以下反应顺序是提供的：

步骤1PCl₃+3HF→PF₃+3HCl

步骤2PF₃+Cl₂→PCl₂F₃

步骤3PCl₂F₃+2HF→PF₅+2HCl

步骤4PF₅+LiF→LiPF₆

寻求在最终产品中的低PF₃含量水平，DE 197 12 988 A1描述了在高压釜中从PCl₃出发的分批法。在由不锈钢制成的干燥的实验反应器中，在150℃下在氩气下加热初始7.8g进料的LiF。将在实验室高压釜中初始进料的PCl₃冷却至-52℃，在该点计量加入HF。在冷却至-58℃后，计量加入Cl₂。然后将高压釜从冷却浴中移除并使HCl-PF₅气体混合物通过在实验反应器中的LiF。在完成气体混合物的通过后，将另外7.8g的LiF引入到实验反应器中加入到形成的LiPF₆中。与上述的方式同样地生产另一种HCl-PF₅气体混合物并通过在实验反应器中的LiPF₆-LiF混合物。获得的LiPF₆是高度结晶的且在研钵中可再分的而没有可见蒸汽的释放。

DE 19722269 A1不仅描述了一种分批法，而且还描述了一种涉及基于PCl₃在高压釜中氯的连续混合的方法。所用的起始材料是三氯化磷：质量：61.8g＝0.45mol的氟化氢(高纯度)：质量：96.9g＝3.84mol，用于与PCl₃：过量1.59mol＝70.7％以及还有氯/Cl₂：质量：40.0g＝0.56mol反应。将所用的容器在干燥箱中干燥。实验室高压釜最初装入三氯化磷，并且逐渐地计量加入超过所需的当量的氟化氢(用N₂缓冲(Polster))，过量的HF作为溶剂。在开放系统中在随后连续加入氯的过程中实验室高压釜中的温度(持续时间：355min)是在-65.7℃与-21.7℃之间。在计量加入氯的过程中形成了PF₅和HCl的一种气体混合物，并且将其从高压釜中移出。该混合物是使用分离的常规方法(例如减压蒸馏)分离的。

在相同的现有技术的另外的实例中，将PCl₃计量加入高压釜中，然后将其密封。将高压釜冷却至-57.6℃，在该点加入氟化氢，随后进一步冷却至-59.3℃。在这一点，氯是混合的。然后移除冷却，并使压力在25.1℃下达到43巴。将所生成的PF₅和HCl的气体混合物排出高压釜并在引入含LiF的反应器之前不要求任何另外的处理，其中然后形成了LiPF₆。在气体混合物中没有检测到PF₃。

同样地从PCl₃和氯出发，CN 101723348 A描述了一种用于在液相中制备LiPF₆的方法，其中HF作为溶剂并且将PCl₃/HF/HCl混合物与Cl₂的在35℃至70℃下进行反应而PF₅与LiF在-30℃至-10℃下反应。