[发明专利]一种二氟磷酸锂的制备方法及其所得产品

说明书

本发明提出一种二氟磷酸锂的制备方法及其所得产品，属于锂电池添加剂制备技术领域。所述二氟磷酸锂的制备方法，包括如下步骤：1)将氟化铵、五氧化二磷和极性非质子性有机体系混合，升温至80～90℃，进行反应，得到二氟磷酸铵；所述极性非质子性有机体系为N,N‑二甲基甲酰胺和乙腈的混合溶液；2)将所述二氟磷酸铵和无水氢氧化锂与有机溶剂混合，进行反应，得到二氟磷酸锂；所述有机溶剂为乙二醇二甲醚、碳酸二甲酯或乙酸乙酯进行反应，得到二氟磷酸锂。本发明提供的二氟磷酸锂的制备方法产品纯度高、收率高，且反应稳定。

技术领域

本发明属于锂电池添加剂制备技术领域，尤其涉及一种二氟磷酸锂的制备方法及其所得产品。

背景技术

二氟磷酸锂最初用在石墨负极构建固体电解质界面膜，以解决高载量石墨负极倍率性能和循环稳定性差的问题。经实验表明少量二氟磷酸锂即可促进石墨负极SEI膜的生成，成膜效果明显优于碳酸亚乙烯酯，同时，单独添加二氟磷酸锂时，SEI膜中由于二氟磷酸锂的分解产生的高电阻物质氟化锂含量过高，从而影响电池高倍率下放电性能，因此当与碳酸亚乙烯酯共同使用时性能最好。同时对于三元/石墨电池添加了二氟磷酸锂后可以明显提升了电池的低温性能，并且添加有二氟磷酸锂的电池的循环稳定性明显表现更好。这是因为在低温下，SEI膜中的氟化锂成分有利于膜阻抗的降低。

传统锂盐添加剂的合成通常与六氟磷酸锂有关，尤其是二氟磷酸锂的合成，是由六氟磷酸锂与碳酸锂或六氟磷酸锂与硅氧烷反应生成。而由于六氟磷酸锂价格较高，所以导致锂盐添加剂成本居高不下。而且，现有的二氟磷酸锂的制备方法普遍存在收率低、副产物多，特别是酸值以及磷酸锂、偏磷酸锂和单氟磷酸锂的含量高，对电解液性能造成较大影响，导致二氟磷酸锂的应用范围仍受限，难以普及。专利CN 111717906 A将氟化钾和五氧化二磷放在固相反应釜中加热150℃恒温12h得到KPF₂O₂，然后将与LiClO₄混经过一系列提出反应后得到二氟磷酸锂。该方法缺陷是在耐压的固相反应釜中副反应过多，可能会生成五氟化磷，反应过程较为复杂，对设备要求偏高。

发明内容

本发明提供了一种二氟磷酸锂的制备方法及其所得产品，本发明提供的二氟磷酸锂的制备方法简单，反应稳定，反应原料成本低，易获取，且制备得到的产品纯度高、收率高。

为了达到上述目的，本发明提供了一种二氟磷酸锂的制备方法，包括如下步骤：

1)将氟化铵、五氧化二磷和极性非质子性有机体系混合，升温至80～90℃，进行反应，得到二氟磷酸铵；

所述极性非质子性有机体系为N,N-二甲基甲酰胺和乙腈的混合溶液；

2)将所述二氟磷酸铵和无水氢氧化锂与有机溶剂混合，进行反应，得到二氟磷酸锂；所述有机溶剂为乙二醇二甲醚、碳酸二甲酯或乙酸乙酯。

优选的，按质量百分比计，所述极性非质子性有机体系中N,N-二甲基甲酰胺为4％～10％。

优选的，步骤1)中氟化铵与五氧化二磷的摩尔比为(3.3～3.5)：1；氟化铵与极性非质子性有机体系的质量比9:150～250。

优选的，步骤1)中采用梯度升温的方式升温至80～90℃进行反应，所述梯度升温的速率为2.5～3.5℃/min；所述反应的时间为4～6h。

优选的，步骤1)中反应完成后，还进行纯化；所述纯化包括如下步骤；

(1)将反应完成后得到的反应产物进行抽滤，得到滤饼；

(2)将滤饼与乙醇混合，将混合物抽滤，得到滤液；

(3)将滤液进行旋蒸，得到纯化的二氟磷酸铵。

优选的，步骤2)中所述二氟磷酸铵和无水氢氧化锂的摩尔比为1：(1.03～1.08)。