[发明专利]一种碱性配合氧化制备六氟锑酸锂的方法

说明书

一种碱性配合氧化制备六氟锑酸锂的方法，锑白在高浓度氢氧化锂水溶液中配合溶解，使锑以亚锑酸锂形式溶解，料浆采用真空抽滤方式液固分离，向亚锑酸锂溶液中加入双氧水氧化沉淀，沉淀物经过洗涤后得到焦锑酸锂前驱体；焦锑酸锂用水浆化后加入氢氟酸中和至要求pH数值，然后向溶液中加入双氧水，使焦锑酸锂中残存的少量三价锑氧化为五价，料浆采用真空抽滤方式液固分离后，向六氟锑酸锂溶液中通入硫化氢气体净化脱除重金属杂质，净化后液经过浓缩、结晶和干燥得到六氟锑酸锂产品。本发明的实质首先是利用亚锑酸锂溶解度大的原理，在高浓度氢氧化锂溶液中配合溶解锑白，然后再利用焦锑酸锂溶解度小的原理，加入双氧水氧化制备出焦锑酸锂前驱体，最后利用Sb‑F键长比Sb‑OH键长短且结合力强的原理，在水溶液中用F^‑取代焦锑酸锂中的OH^‑生成六氟锑酸锂产品。本发明具有工艺过程短、产品质量好和成本低的优点。

技术领域

本发明涉及一种六氟锑酸锂的制备方法，特别是锑白在碱性体系配合氧化制备六氟锑酸锂的方法。

背景技术

锂离子电池作为一种先进的新能源装置，具有能量密度高、输出电压高、输出功率大、自放电小、无记忆效应和工作温度范围宽及能快速充放电等优点，因而被广泛应用于电子产品、交通工具、国防军事和航空航天等方面。在锂离子电池的主要组成中，电解质锂盐的研究对推动锂电池的发展具有重要意义（刘旭等.锂离子电池电解质锂盐的研究进展.电源技术,2016,40(01):218-220.）。

目前锂离子电池中主要使用的电解质锂盐分为有机锂盐和无机锂盐，无机锂盐有LiClO₄、LiBF₄、LiPF₆ 和LiAsF₆这四类，它们的电导率次序为LiAsF₆≥LiPF₆>LiClO₄>LiBF₄，热稳定性次序为LiAsF₆ >LiBF₄>LiPF₆，耐氧化性次序为LiAsF₆≥LiPF₆≥ LiBF₄>LiClO₄。其中LiClO₄氧化性强且有爆炸危险，在商品化电池中已经不再使用，但仍可用于实验室电池测试；LiAsF₆具有较高的氧化及还原稳定性，离子导电率高是一种极具有前景的锂盐，然而它本身为含砷化合物，有毒元素砷会对人及环境造成危害进而限制了其商品化应用。

LiBF₄比LiPF₆具有更好的化学稳定性和热稳定性，因此安全性好。但是其阴离子半径相对较小，与锂离子的相互作用较强，离子导电性较弱，当单独作为电解质锂盐用于锂离子电池的性能较差，所以常作为一种添加性锂盐加入，提高电池的应用温度和循环性能。LiPF₆综合性能较好是目前主要使用的锂离子电解质锂盐，具有较高的离子电导率、较优的氧化稳定性和较低的环境污染等优点，但是热稳定性较差，很容易分解为LiF和气体PF₅，这限制了锂离子电池对温度的适应性。所以，对新型锂盐的研究与商品化是锂电行业发展的新方向。

六氟锑酸锂（LiSbF₆)作为一种重要的锂盐已经应用于锂离子电池研究中。LiSbF₆是一种斜六面体结构的晶体，该晶体中Sb-F键长为1.88Å，Li-F键长为2.03Å，Li-Sb-F间的夹角为147.5°，整个晶体结构呈扭曲的立方NaSbF₆排列。LiSbF₆晶体容易吸水而发生潮解，通常需要在干燥环境中保存。