一種結晶六氟磷酸鋰的方法
2023-06-20 07:03:41 1
一種結晶六氟磷酸鋰的方法
【專利摘要】本發明公開了一種結晶六氟磷酸鋰的方法，屬於鋰離子電池【技術領域】。該方法包括以下步驟：（1）將五氟化磷通入到溶解有氟化鋰的無水氫氟酸溶液中，得到六氟磷酸鋰溶液；（2）將功率為200～400W、頻率為15～40KHz的超聲波作用於待結晶的六氟磷酸鋰溶液，-30～-20℃結晶2～3h，分離、乾燥即得六氟磷酸鋰。相較現有技術，本發明方法具有以下優勢：（1）可以有效地縮短誘導期，加快結晶速率，從而提高產品收率，降低生產成本；（2）可以使產品的粒度分布範圍變窄，且減少產品中包裹的雜質含量，從而得到顆粒均勻、純度高的六氟磷酸鋰。
【專利說明】一種結晶六氟磷酸鋰的方法
【技術領域】
[0001]本發明具體涉及一種結晶六氟磷酸鋰的方法，屬於鋰離子電池【技術領域】。
【背景技術】
[0002]鋰離子二次電池主要是由正極材料、碳負極材料和電解液組成。當鋰離子二次電池充電時，鋰離子進入並附著在陰極的空穴處，放電時，附著在陰極上的鋰離子重新回到陽極，此時，鋰離子通過電解液自由運動。鋰離子二次電池的電解液主要包括有機溶劑和電解質，其中電解質必須具備導電率高、化學及電化學穩定性好，可使用的溫度範圍寬、安全性好等優點，常用的電解質為六氟磷酸鋰。
[0003]目前，六氟磷酸鋰工業化生產最廣泛使用的方法為氫氟酸溶劑法，即五氟化磷和溶解在無水氫氟酸溶液中的氟化鋰反應生成六氟磷酸鋰，六氟磷酸鋰再從氫氟酸溶液中結晶析出，經過濾、乾燥製得成品。中國專利(申請號:201010550107.5,200910311224.3)均是米用此方法。
[0004]然而，採用氫氟酸溶劑法製備六氟磷酸鋰時，由於結晶過程不易控制，主要存在以下缺陷:(I)形成的晶體顆粒較大，溶劑HF與LiPF6形成的LiPF6.HF複合物會被包覆在LiPF6晶體中，在後續的加熱乾燥過程中難以除盡，降低了產品純度；(2)結晶周期一般較長，產品收率較低，生產成本高。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種結晶六氟磷酸鋰的方法。
[0006]為了實現以上目的，本發明所採用的技術方案是:
[0007]一種結晶六氟磷酸鋰的方法，包括以下步驟:
[0008](I)將五氟化磷通入到溶解有氟化鋰的無水氫氟酸溶液中，得到六氟磷酸鋰溶液；
[0009](2)將功率為200~400W、頻率為15~40KHz的超聲波作用於待結晶的六氟磷酸鋰溶液，-30~_20°C結晶2~3h，分離、乾燥即得六氟磷酸鋰。
[0010]所述步驟(1)中五氟化磷氣體的溫度為-30~-10°c。
[0011]所述步驟(2)中超聲波作用時間為10~30min，或者超聲波連續作用於待結晶溶液至結晶完成。
[0012]優選的，所述的超聲波頻率為20~35KHz。
[0013]本發明的有益效果:
[0014]本發明採用結晶六氟磷酸鋰的方法，相較現有技術具有以下優勢:
[0015](I)可以有效地縮短誘導期，加快結晶速率，從而提高產品收率，降低生產成本；
[0016](2)可以使產品的粒度分布範圍變窄，且減少產品中包裹的雜質含量，從而得到顆粒均勻、純度高的六氟磷酸鋰。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明實施例1製備六氟磷酸鋰的電鏡圖片；
[0018]圖2為本發明對比例I製備六氟磷酸鋰的電鏡圖片。
【具體實施方式】
[0019]下述實施例僅對本發明作進一步詳細說明，但不構成對本發明的任何限制。
[0020]實施例1
[0021]本實施例結晶六氟磷酸鋰的方法包括以下步驟:
[0022](I)在配有超聲探頭的六氟磷酸鋰反應釜中，-10°C下將Illg五氟化磷氣體不斷通入到溶解有17g氟化鋰的無水氫氟酸溶液中，得到六氟磷酸鋰溶液；
[0023](2)將功率為200W、頻率為20KHz的超聲波作用於待結晶的六氟磷酸鋰溶液lOmin，在-30°C結晶3h，過濾、乾燥即得80g六氟磷酸鋰。
[0024]本實施例製備的六氟磷酸鋰的電鏡圖片詳見附圖1 (放大50倍)。
[0025]實施例2
[0026]本實施例結晶六氟磷酸鋰的方法，包括以下步驟:
[0027](I)在配有超聲探頭的六氟磷酸鋰反應釜中，-10°C下將Illg五氟化磷氣體不斷通入到溶解有17g氟化鋰的無水氫氟酸溶液中，得到六氟磷酸鋰溶液；
[0028](2)將功率為400W、頻率為20KHz的超聲波作用於待結晶的六氟磷酸鋰溶液，在_30°C超聲結晶2h，過濾、乾燥即得83g六氟磷酸鋰。
[0029]實施例3
[0030]本實施例結晶六氟磷酸鋰的方法包括以下步驟:
[0031](I)在配有超聲探頭的六氟磷酸鋰反應釜中，-30°C下將Illg五氟化磷氣體不斷通入到溶解有17g氟化鋰的無水氫氟酸溶液中，得到六氟磷酸鋰溶液；
[0032](2)將功率為300W、頻率為15KHz的超聲波作用於待結晶的六氟磷酸鋰溶液lOmin，在-20°C結晶3h，過濾、乾燥即得82g六氟磷酸鋰。
[0033]實施例4
[0034]本實施例結晶六氟磷酸鋰的方法包括以下步驟:
[0035](I)在配有超聲探頭的六氟磷酸鋰反應釜中，_15°C下將Illg五氟化磷氣體不斷通入到溶解有17g氟化鋰的無水氫氟酸溶液中，得到六氟磷酸鋰溶液；
[0036](2)將功率為200W、頻率為40KHz的超聲波作用於待結晶的六氟磷酸鋰溶液，在_20°C超聲結晶3h，過濾、乾燥即得82g六氟磷酸鋰。
[0037]對比例I
[0038]本對比例中六氟磷酸鋰的方法，包括以下步驟:
[0039](I)在六氟磷酸鋰反應釜中，-10°C下將Illg五氟化磷氣體不斷通入到溶解有17g氟化鋰的無水氫氟酸溶液中，得到六氟磷酸鋰溶液；
[0040](2)在-20°C結晶3h，過濾、乾燥即得68g六氟磷酸鋰。
[0041]本對比例製備的六氟磷酸鋰的電鏡圖片詳見附圖2 (放大50倍)。
[0042]試驗例
[0043]對實施例1~4及對比例I製備得到的六氟磷酸鋰進行技術指標分析，分析結果詳見下表1。
[0044]表1六氟磷酸鋰技術指標分析結果
[0045]
【權利要求】
1.一種結晶六氟磷酸鋰的方法，其特徵在於:包括以下步驟: (1)將五氟化磷氣體通入到溶解有氟化鋰的無水氫氟酸溶液中，得到六氟磷酸鋰溶液； (2)將功率為200~400W、頻率為15~40KHz的超聲波作用於待結晶的六氟磷酸鋰溶液，-30~_20°C結晶2~3h，分離、乾燥即得六氟磷酸鋰。
2.根據權利要求1所述的結晶六氟磷酸鋰的方法，其特徵在於:所述步驟(1)中五氟化磷氣體的溫度為-30~-10°C。
3.根據權利要求1所述的結晶六氟磷酸鋰的方法，其特徵在於:所述步驟(2)中超聲波作用時間為10~30min。
4.根據權利要求1所述的結晶六氟磷酸鋰的方法，其特徵在於:所述步驟(2)中超聲波連續作用於待結晶溶液至結晶完成。
5.根據權利要求1-4任一項所述的結晶六氟磷酸鋰的方法，其特徵在於:所述步驟(2)中超聲波頻率為20~35KHz。
【文檔編號】C01B25/455GK104129772SQ201310327175
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年7月30日 優先權日:2013年7月30日
【發明者】侯紅軍, 李世江, 楊華春, 李雲峰, 薛旭金, 閆春生, 於賀華, 李凌雲, 尚鐘聲, 劉海慶 申請人:多氟多化工股份有限公司