[发明专利]一种咪唑基含氟锂盐的干燥方法

说明书

本发明涉及一种咪唑基含氟锂盐的干燥方法，包括以下步骤：（1）将二氨基马来腈和全氟酸酐加入反应容器中，容器中加入溶剂并搅拌反应，二氨基马来腈反应完全，蒸去反应溶剂及副产得到中间产物2‑全氟烷基‑4,5‑二氰基咪唑；（2）将2‑全氟烷基‑4,5‑二氰基咪唑与金属盐或氢氧化物水相悬浊液反应，至体系呈中性，得2‑全氟烷基‑4,5‑二氰基咪唑盐；（3）将2‑全氟烷基‑4,5‑二氰基咪唑盐在纯水中活性炭脱色，过滤后在纯水中重结晶；（4）将步骤（3）得到的2‑全氟烷基‑4,5‑二氰基咪唑盐用带水溶剂漂洗；（5）漂洗后的2‑全氟烷基‑4,5‑二氰基咪唑盐过滤后，真空干燥，得到2‑全氟烷‑4,5‑二氰基基咪唑锂盐成品。能有效避免反应副产物的生成，提高后续真空干燥效果。

技术领域

本发明涉及干燥含氟锂盐，去除水分的技术领域，特别涉及一种咪唑基含氟锂盐的干燥方法。

背景技术

含氟锂盐是锂电池电解液的主要原料，目前使用最为广泛，市场占有率最高的含氟锂盐为LiPF₆(六氟磷酸锂)，但LiPF₆存在热稳定性和化学稳定性差、对水分敏感等问题，因此需要合成新含氟型锂盐。对电解液来讲，导电锂盐的电导率是首先要考虑的因素。阴离子结构直接影响锂盐性能，阴离子半径越大，锂盐的晶格越小，在有机溶剂中的溶解度越高，电解液的电导率也越大。因此新型导电锂盐的研究更偏向于增大阴离子半径，并且使阴离子电荷更趋于分散。基于这一理论思路，科研人员开发了新型咪唑基含氟锂盐，如LiTDI(2-三氟甲基-4,5-二氰基咪唑锂盐)、LiPDI(2-五氟乙基-4,5-二氰基咪唑锂盐)、LiHDI(2-七氟丙基-4,5-二氰基咪唑锂盐)。咪唑基含氟锂电池锂盐与LiPF₆相比，具有更好的热稳定性能，可在4.5V以上电压下稳定存在，极易溶于碳酸丙烯酯(PC，锂电子电池电解液常用溶剂)中，当浓度为0.1～1mol/L时，其离子电导率高达10^-2～10^-3S/cm，具有较高的锂离子迁移数，能满足商品化正极材料的充放电需求。

根据文献报道( Electrochim. Acta 55 (2010) 1450、CN104447564B、CN106008262B)，咪唑基含氟锂盐的合成方法有以下三种路线(以2-三氟甲基-4,5-二氰基咪唑锂盐为例)：

路线一：

路线二：

路线三：

上述文献主要报道了合成方法及制备工艺路线，但对其水分的除去涉及较少，而作为锂电池电解液，锂盐的水分要求极高，如对LiPF₆的使用，根据《HG/T 4066-2015》，水分要求低于0.0020 w/%，即低于20ppm，所以对锂盐的使用，水分的控制尤为重要。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种能够有效除去水分，干燥效果较好的咪唑基含氟锂盐的干燥方法。具体技术方案如下：

一种咪唑基含氟锂盐的干燥方法，包括以下步骤：（1）将二氨基马来腈和全氟酸酐加入反应容器中，容器中加入溶剂并搅拌反应，二氨基马来腈反应完全，蒸去反应溶剂及副产得到中间产物2-全氟烷基-4,5-二氰基咪唑；（2）将2-全氟烷基-4,5-二氰基咪唑与金属盐或氢氧化物水相悬浊液反应，至体系呈中性，即得2-全氟烷基-4,5-二氰基咪唑盐；（3）将2-全氟烷基-4,5-二氰基咪唑盐在纯水中活性炭脱色，过滤后在纯水中重结晶；（4）将步骤（3）得到的2-全氟烷基-4,5-二氰基咪唑盐用带水溶剂漂洗；（5）漂洗后的2-全氟烷基-4,5-二氰基咪唑盐过滤后，真空干燥，得到2-全氟烷-4,5-二氰基基咪唑锂盐成品。

作为优选方案，所述二氨基马来腈和全氟酸酐摩尔比为1:1.05～1.1。