[发明专利]六氟磷酸盐的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及六氟磷酸的制造方法及其制造装置，更详细地，本发明涉及可以应用于蓄电元件的电解液的六氟磷酸盐的制造方法、含有六氟磷酸盐的电解液以及具有该电解液的蓄电元件。

背景技术

在作为减少CO₂排放的杀手锏而备受期待的混合动力汽车或电动汽车中，锂离子二次电池被赋予作为关键装置的地位。作为此锂离子二次电池的电解质，可以列举安全性高并且具有出色电特性的六氟磷酸锂。包括此六氟磷酸锂在内的六氟磷酸盐均以五氟化磷“PF₅”为起始原料进行制造。此五氟化磷是在化学工业中用作各种化学反应的氟化剂、在室温下为气体的物质。

另一方面，作为一种六氟磷酸盐的六氟磷酸银“AgPF₆”或六氟磷酸钾“KPF₆”作为生成光聚合开始、增殖反应中所需的酸的抗衡离子而受到注目。另外，六氟磷酸铵“NH₄PF₆”可用作在医药中间体的制造中使用的原料。另外，三乙基甲基铵六氟磷酸盐、四乙基铵六氟磷酸盐等季铵盐可以用作作为输出功率大的蓄电元件而受到期待的电双层电容器的电解质。

这样的六氟磷酸盐根据在不同领域所需的机能作为不可欠缺的物质而被使用。但是，例如可以在锂离子二次电池用电解质中使用的高品质的六氟磷酸盐的价格极高。

六氟磷酸盐的制造方法记载于下文示例的多篇文献中。

在非专利文献1中，记载了将氯化锂溶解在HF中，向其中加入五氯化磷来制造LiPF₆。另外，在专利文献1中，记载了通过以下方法来制造六氟磷酸盐：使五氯化磷与HF气在60-165℃的范围反应，将所得PF₅添加至碱金属氟化物的无水HF溶液中。

但是，非专利文献1和专利文献1中记载的方法存在以下问题：由于五氯化磷是吸湿性大的固体，从而致使其处理性变差，在向制造设备投入原料等方面，其操作性差，也难以实现机械化。另外，在将以五氯化磷为代表的卤化磷用作原料时，会产生大量卤化氢副产物。因此，存在必须要有高大的排气处理设备的缺点。另外，五氯化磷中所含水分会混入反应体系内，生成的PF₅的一部分与混入水分反应生成诸如POF₃、PO₂F等氟氧化磷副产物。其结果是，例如，在六氟磷酸盐为LiPF₆时，会生成诸如LiPOF₄、LiPO₂F₂等氟氧磷酸化合物，污染制品，最终使LiPF₆的生产性变差。另外，在将通过此方法制造的LiPF₆用作锂电池的电解质时，会出现所述氟氧磷酸化合物破坏电池特性等问题。

为了改善所述问题，例如，在专利文献2中公开了如下的制造方法。首先，通过使五氯化磷与无水HF反应生成PF₅。然后，将此PF₅与氯化氢的混合气体在氟氧化磷的沸点以下并在PF₅的沸点以上的温度、具体地在-40℃至-84℃进行冷却，分离出氟氧化磷，之后与溶解于无水HF的氟化锂反应。在此方法中，从过量氯化氢和PF₅的混合气体中分离出少量的氟氧化磷。但是，不能完全地分离出氟氧化磷，分离操作极为困难。此外，例如，作为氟氧化磷的POF₃沸点和凝固点接近，因此还存在捕集装置可能堵塞等问题。因此，此制造方法还不足以应用于工业化实施上。

上文所述的六氟磷酸盐的制造方法存在操作性差、反应条件苛刻或者要使用昂贵原料、处理副产物等种种问题。因此，制造成本变高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开平06-056413号公报

专利文献2：特开平5-279003号公报

专利文献3：特表2005-507849号公报

非专利文献

非专利文献1：Fluorine Chemistry Vol.1(1950)

发明内容

发明要解决的问题

本发明是鉴于前述问题点而作出的发明，其目的是提供可以在降低制造成本的同时简单地制造廉价而高品质的六氟磷酸盐的六氟磷酸盐的制造方法，以及提供含有六氟磷酸盐的电解液及具有该电解液的蓄电元件。

解决问题的手段