[发明专利]四氟草酸磷酸锂的制备方法、非水电解液和电池

说明书

本发明涉及储能电池技术领域，提供了一种四氟草酸磷酸锂的制备方法、以及包含四氟草酸磷酸锂的非水电解液和电池。所述方法包括：将双(三甲基硅)草酸酯与PF₅反应，得到第一反应混合物；然后向第一反应混合物中加入LiF，反应，得到第二反应混合物；将得到的第二反应混合物后处理，得到四氟草酸磷酸锂。本发明提供的四氟草酸磷酸锂制备方法，操作简单，所得产物单一，产率高，且合成原料廉价易得，成本低，适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及储能电池技术领域，更具体而言，涉及一种四氟草酸磷酸锂的制备方法、以及包含四氟草酸磷酸锂的非水电解液和电池。

背景技术

四氟草酸磷酸锂主要作为锂离子电池、锂离子电容器等的非水电解液电池用添加剂使用。加入该种添加剂后，电解液具有优异的耐高温性能，并且在正极材料表面能够形成更加稳定的固体电解质界面膜结构，提高电池的循环性能。

目前，该种添加剂的制备方法主要有以下几种：

EP1308449A2和CN102216311B公开了将六氟磷酸锂溶解于有机溶剂中，在四氯化硅作为反应助剂存在的条件下反应，得到含有该产品的的溶液，通过减压蒸馏方式去除溶剂，从而得到所需产品。但是采用该方法会生成有毒性的四氟化硅气体，对环境危害较大，同时制备的产品含有较高的氯化合物、游离酸难以除去，对非水电解液电池的电池特性造成不良影响，不适合工业化生产。

CN105218348A采用五氯化磷与氢氟酸反应制备五氟化磷，该方法反应复杂，步骤多，产品伴生有六氟磷酸锂，难以分离。

US20100267984A1公开了一种含氧氟磷酸盐的合成方法，反应所需温度高，需要在耐压容器内进行，反应条件苛刻，合成方法步骤繁琐，产率低，不经济。

CN108808093A利用PF₅与草酸锂反应，最后又生成LiPF₆，目标产物与LiPF₆难以分离。

KR1020130102969A公开了通过LiPF₆与双(三甲基硅)草酸酯反应得到目标产物，但是容易生成副产物二氟磷酸锂和二氟双草酸磷酸锂，造成目标产物难以分离。

因此，有必要开发一种合成方法简单、易提纯、产率高、成本低且适合工艺化生产的四氟草酸磷酸锂的制备方法。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种两步反应制备四氟草酸磷酸锂的方法，所得产物单一，产率高，且合成原料廉价易得，成本低。

具体地，本发明提供一种四氟草酸磷酸锂的制备方法，包括：

S1：将PF₅与双(三甲基硅)草酸酯在非水溶剂中反应，得到第一反应混合物；

S2：向第一反应混合物中加入LiF，在保护气下反应，得到第二反应混合物；

S3：将第二反应混合物进行后处理，得到四氟草酸磷酸锂。

根据本发明提供一些实施方式，所述四氟草酸磷酸锂的制备方法，包括：

S1：将PF₅与双(三甲基硅)草酸酯在非水溶剂中反应，得到第一反应混合物，反应式如下：

S2：向第一反应混合物中加入LiF，在保护气下反应，得到第二反应混合物，反应式如下：

S3：将第二反应混合物过滤、所得滤液浓缩、加入不良溶剂析晶，干燥，得到四氟草酸磷酸锂。

根据本发明提供一些实施方式，所述非水溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、乙酸乙酯、乙腈中的至少之一。