[发明专利]一种二氟磷酸锂的制备方法

说明书

本发明涉及电子化学品技术领域，尤其是一种二氟磷酸锂的制备方法。该种二氟磷酸锂的制备方法，包括如下步骤：(1)三氯氧磷与无水磷酸三盐反应生成二氯磷酸盐；(2)二氯磷酸盐与氟化试剂反应生成二氟磷酸盐；(3)二氟磷酸盐与酸反应置换出二氟磷酸；(4)二氟磷酸经纯化后与锂源反应生成二氟磷酸锂；步骤(1)到步骤(4)均在有机溶剂中进行。本发明原料成本较低且易获得，反应条件温和，工艺简单，反应迅速且彻底，三废少，操作性强，保证了高收率的同时得到高纯度的产品，适合规模化生产。

技术领域

本发明涉及电子化学品技术领域，尤其是一种二氟磷酸锂的制备方法。

背景技术

近年来，锂离子电池的基础研究和应用开发已成为新能源领域的热点之一，世界各发达国家都将其作为一个新兴的产业突破点进行开发和研究。二氟磷酸锂作为一种可用于锂离子二次电池的电解质盐或电解质添加剂，能够显著的提高锂离子二次电池的低温特性，循环特性，保存特性等电池性能。

关于二氟磷酸盐的制备，现有技术中记载的制备方法均存在不足；例如：文献Comprehensive Inorganic Chemistry,1973,2,536-537.，将六氟磷酸钾与聚合磷酸钾加热到400℃，反应结束后得到含有97.5％二氟磷酸钾的混合物，用异丙醇-水重结晶得纯的二氟磷酸钾，该种方法反应温度高，耗能严重；文献Z.Anorg.Allg.Chem.,1991,600,221-226.，利用尿素、磷酸二氢钾和氟化氢铵熔融并反应，从而得到二氟磷酸钾的方法，该方法的反应温度为170℃左右，虽然工业上容易实现，但由于大量地副产氨气，环境压力比较大，且产物中较多地残留氟化铵，不利于最终产品的纯化；文献Journal of FluorineChemistry,1988,38,297-302.，使用P2O3F4与金属盐或者NH3反应来制备二氟磷酸盐，这种方法副产物众多，很难实现分离纯化；日本专利JP2005219994(A)公开了通过使六氟磷酸锂与二氧化硅在50℃反应来生产二氟磷酸锂，然而反应时间需要3天，时间过长；日本专利JP2013534511(A)采用P4O10粉末与LiF粉末反应，由于是固相反应，生成的混合物需用有机溶剂进行萃取，这种方法收率低，操作复杂，而且容易形成副产物，不适合工业化生产。

上述现有的制备方法中存在耗能高，污染严重，收率低、副产物多，不易提纯等难以工业化生产的问题。制备得到的二氟磷酸盐纯度低，影响产品性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二氟磷酸锂的制备方法，克服前述现有技术的不足，能够简便高效地由廉价且容易获得的材料制备以往高价且难以获得的二氟磷酸锂，并且得到的二氟磷酸锂作为电解质或添加剂能够用于锂离子电池电解液。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种二氟磷酸锂的制备方法，包括如下步骤：

(1)三氯氧磷与无水磷酸三盐反应生成二氯磷酸盐；

(2)二氯磷酸盐与氟化试剂反应生成二氟磷酸盐；

(3)二氟磷酸盐与酸反应置换出二氟磷酸；

(4)二氟磷酸经纯化后与锂源反应生成二氟磷酸锂；

步骤(1)到步骤(4)的主反应方程式如下：

其中：M代表金属元素Li、Na、K、Rb、Cs中的一种；

步骤(1)到步骤(4)均在有机溶剂中进行。

优选的，所述步骤(1)中三氯氧磷与磷酸三盐的摩尔比(2-3)：1；更优选的，所述步骤(1)中三氯氧磷与磷酸三盐的摩尔比2.1：1。