[发明专利]一种二氟磷酸锂的制备方法及副产物处理方法

说明书

本发明涉及锂电池用材料技术领域，尤其涉及一种二氟磷酸锂的制备方法及副产物处理方法。所述方法具体包括以下步骤：LiPO₂F₂的合成；结晶提纯；成品过滤干燥；副产物的处理，高附加值副产品获得。通过上述反应过程，发明人采用特殊的催化剂和工艺，反应安全稳定且速率快，反应过程对中间物料和溶剂做了充分回收套用，物料消耗低，环境友好；同时，产物分离提纯容易，工艺制备简单，适合大规模生产。

技术领域

本发明涉及锂电池用材料技术领域，尤其涉及一种二氟磷酸锂的制备方法及副产物处理方法。

背景技术

目前，锂电池凭借能量密度高、工作电压高、自放电小、循环寿命长、无记忆效应、无污染等优点，已被广泛应用于便携式工具、笔记本电脑、移动通讯、电动汽车等诸多领域。电解液作为锂电池的重要组成部分，其综合性能对锂电池的整体性能具有重大的意义。

目前锂电池电解液的基本配方是由六氟磷酸锂与有机溶剂组成，然而，六氟磷酸锂对水敏感，易水解，且热稳定性差，易热分解。当前锂电池的电解液常用的锂盐都有着各自的优缺点，高氯酸锂对水稳定，但强氧化性，易爆炸，安全性低；磺酰亚胺类锂盐如双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双(氟磺酰)亚胺锂，尽管热稳定性好，不水解，导电率较高，但腐蚀铝集流体；硼系锂盐如二草酸硼酸锂和二氟草酸硼酸锂，固体电解质(SEI)膜成膜性能好，但离子电导率较低。因此开发具有优异性能的锂盐具有重要的研究价值和应用价值。

现有技术公开了在电解液中加入适量的二氟磷酸锂(LiPO₂F₂)可降低三元正极材料电池体系的内阻，并在电池正极形成保护膜，使电池的循环性能得到明显的提升。此外，含有LiPO₂F₂或LiPO₂F₂添加剂的电解液，可以与锂金属负极发生反应在正极或负极表面形成保护膜，能够有效抑制电解液与电极材料的接触而引起的分解，从而抑制锂电池自放电，提高其循环寿命。而且，LiPO₂F₂对水分耐受性较高，因此其对生产环境要求不高，容易进行工业化生产。因此，LiPO₂F₂由于具有上述明显的优点而备受关注。

目前有较多关于二氟磷酸锂的制备的公开技术，如公布号为CN104445133A的专利申请公开了一种二氟磷酸锂的制备方法，其是将焦磷酸盐与氟气反应产生混合气体，再将得到的混合气体通入到氟化锂的无水氟化氢溶液中反应，反应结束后将产物结晶、过滤、干燥得到二氟磷酸锂产品。专利文献CN201380050491.4中公开的使氟化锂与五氟化磷气体相接触，并在少量水分存在的条件下反应制得二氟磷酸锂。该制备方法使用氟气、五氧化磷等为危险品为反应原料，对设备的要求高，且原料的利用率低，导致二氟磷酸锂的生产成本较高，因此不适合大规模制造。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种二氟磷酸锂的制备方法及副产物处理方法，本发明的制备方法反应安全稳定且速率快，产物产率高、纯度高、分离提纯容易，能够高效利用二氟磷酸锂制备过程中产生的副产物，得到高附加值的副产品。

本发明的第一个目的是提供一种二氟磷酸锂(LiPO₂F₂)的制备方法，包括以下步骤：

在惰性气氛下，将六氟磷酸锂和式(I)所示的硅氧烷在40-90℃下于非水溶剂中反应，反应完全后得到二氟磷酸锂(LiPO₂F₂)和式(II)所示的副产物二氟硅烷类化合物：

其中，n＝1～20中任一整数；