[发明专利]一种四氟草酸磷酸锂和二氟双草酸磷酸锂的制备方法

说明书

本发明公开了一种四氟草酸磷酸锂和二氟双草酸磷酸锂的制备方法。该方法是在氮气氛围下，将碳酸锂加入到草酸溶液中，搅拌均匀后滴加六氟磷酸锂溶液，六氟磷酸锂的滴加量与草酸的摩尔比为1：(0.8～1.2)，反应得到四氟草酸磷酸锂；或者在氮气氛围下，将碳酸锂加入到草酸溶液中，搅拌均匀后滴加六氟磷酸锂溶液，六氟磷酸锂的滴加量与草酸的摩尔比为1：(1.8～2.4)，反应得到二氟双草酸磷酸锂溶液。本发明的制备方法简单、实用、可工业化生产，制得的产物可以直接作为非水电解液电池添加剂，并且本发明制得的产物中游离酸较少且不含氯化合物，其以氢氟酸换算的酸浓度计，游离酸为100质量ppm以下。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种四氟草酸磷酸锂和二氟双草酸磷酸锂的制备方法。

背景技术

二氟双草酸磷酸锂和四氟草酸磷酸锂能够在锂电池正负极表面形成稳定的SEI膜、改善锂电池电解液的热稳定性和水解稳定性，提高锂电池低温稳定性和循环性能，成为锂电池电解液优良的添加剂。二氟双草酸磷酸锂和四氟草酸磷酸锂在锂电池电解液中使用可以降低六氟磷酸锂的用量，提高锂电池性能，降低成本。

二氟双草酸磷酸锂和四氟草酸磷酸锂的制备方法主要有以下方式：专利号为CN200980145463的专利提出使用草酸、六氟磷酸锂和四氯化硅为原料制备二氟双草酸磷酸锂和四氟草酸磷酸锂的方法。该方法会产生大量HCl和SiF₄高腐蚀性酸性气体，对设备要求高，且难以与产品分离。产品氯离子含量和酸值难以控制。该方法在安全性和可靠性上存在隐患和风险。专利号为CN109850926A的专利提出使用草酸、六氟磷酸锂和三甲基氯硅烷作为原料制备二氟双草酸磷酸锂和四氟草酸磷酸锂的方法。该方法也会产生大量的HCl高腐蚀性酸性气体，对设备要求高，氯离子和酸值难以控制。因此该方法在安全性和可靠性上也存在隐患和风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种四氟草酸磷酸锂和二氟双草酸磷酸锂的制备方法。

一种四氟草酸磷酸锂和二氟双草酸磷酸锂的制备方法，按照如下步骤进行：

1)将六氟磷酸锂溶解在有机溶剂中，制备六氟磷酸锂溶液；

2)将草酸溶解在有机溶剂中，制备草酸溶液；

3)在氮气氛围下，将碳酸锂加入到草酸溶液中，充分搅拌均匀后匀速滴加六氟磷酸锂溶液，六氟磷酸锂的滴加量与草酸的摩尔比为1：(0.8～1.2)，进行充分反应，将反应产物过滤，得到四氟草酸磷酸锂；

或者在氮气氛围下，将碳酸锂加入到草酸溶液中，充分搅拌均匀后匀速滴加六氟磷酸锂溶液，六氟磷酸锂的滴加量与草酸的摩尔比为1：(1.8～2.4)，进行充分反应，将反应产物过滤，得到二氟双草酸磷酸锂溶液。

所述有机溶剂为：碳酸酯类、酮类、羧酸酯、醚类、腈类、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种或几种。

所述碳酸酯类为环状碳酸脂、链状碳酸脂；所述酯类为环状醚、链状醚。

所述的草酸与碳酸锂的摩尔比为1：(2.5～6.0)。

所述制备二氟双草酸磷酸锂的反应过程中，反应温度为60～95℃。

所述制备四氟草酸磷酸锂的反应过程中，反应温度为50～80℃。

所述的六氟磷酸锂的滴加时间为3～5h。

所述的反应时间为2～10h。

本发明的反应原理：

或

所述反应结束后，继续搅拌，温度为50～95℃，时间为2～4h，脱气除杂。