双氟磺酰亚胺锂盐的纯化方法技术

本发明专利技术涉及一种双氟磺酰亚胺锂盐的纯化方法，所述方法包括：(1)将良溶剂加入双氟磺酰亚胺锂盐粗品和惰性溶剂的混合物中，经过滤后提供滤液；和(2)对所述滤液进行蒸馏，提供双氟磺酰亚胺锂盐成品；其中，所述惰性溶剂的沸点比良溶剂的沸点高20℃以上。所述双氟磺酰亚胺锂盐成品满足以下中的一项或多项的组合：离子色谱含量≥99.9%，钠离子≤10ppm、钾离子≤10ppm、氯含量≤10ppm、酸值≤100ppm、水分≤100ppm、10%碳酸二甲酯溶液浊度为≤20mg/L和色度≤20Hazen。色度≤20Hazen。

【技术实现步骤摘要】
双氟磺酰亚胺锂盐的纯化方法


[0001]本专利技术涉及一种动力电池及储能电池用电解质盐，特别是涉及一种双氟磺酰亚胺锂盐的纯化方法。

技术介绍

[0002]随着国家大力推进“碳达峰”和“碳中和”计划，新能源产业链将会迎来蓬勃发展，这其中就包含了新能源汽车，光伏、风电等可再生能源储能等行业的发展。而这些行业的发展离不开高性能的动力电池或者储能电池。现阶段，性价比最优的还是液态锂离子电池，而与其相关的电解质盐是能决定电池性能优异的关键材料。其中双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)是在众多电解质盐中唯一被国内外业内行家公认为是将替代六氟磷酸锂，应用于电动汽车和储能锂离子动力电池的新一代锂盐电解质材料。作为锂电池电解液的新型锂盐，双氟磺酰亚胺锂较六氟磷酸锂具有热稳定性高、耐水解、电导率高等优势，不过由于其产业化生产技术壁垒高，该产品目前以进口为主。所以破除国外壁垒，解决工业化难题是当前亟待解决的问题。
[0003]目前，现有技术中LiFSI的纯化方案主要有以下几类：(1) US10926190B2，先将粗制LiFSI固体溶解于良溶剂，再添加惰性溶剂，过滤，从滤液中回收LiFSI，最后用惰性溶剂清洗LiFSI；(2) CN107188138B，先将粗制LiFSI固体溶解于良溶剂，过滤，滤液除去大部分溶剂，加入惰性溶剂重结晶；(3) CN109982966A，先将粗制LiFSI固体分散于惰性溶剂，用水溶解LiFSI，再用良溶剂萃取水溶液中的LiFSI，蒸发有机相得到LiFSI；以及(4) CN108373143B，先将粗制LiFSI固体分散于惰性溶剂，过滤得到LiFSI，再将LiFSI溶解于良溶剂，结晶得到LiFSI，最后用惰性溶剂清洗LiFSI。
[0004]以上4种不同的双氟磺酰亚胺锂纯化方案要么采用单一良溶剂溶解双氟磺酰亚胺锂粗盐，或者采用良溶剂溶解后再加惰性溶剂后直接蒸发。这些方法都会因为双氟磺酰亚胺锂极易解离出锂离子，紧接着与溶剂或者水形成一定程度的络合物，造成蒸发过程中较难结晶或者从水相中萃取会产生大量废水以及萃取效率低等问题，从而无法起到提纯效果。最终导致常规方法很难以高效率的方式实现工业化生产。
[0005]因此，目前需要一种新颖的双氟磺酰亚胺锂盐的纯化方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术示例实施方式的目的在于解决现有技术中存在的上述和其它的不足。针对目前双氟磺酰亚胺锂在脱溶过程中如果按照现有技术把双氟磺酰亚胺锂和良溶剂混合，然后蒸发至溶剂很少时产品仍很难成盐结晶，需要蒸发很长时间并且需要较高温度才能最终固化成盐。而且由于温度较高的纯化过程中副产物多，副产物难分离，即使多次纯化也会降低纯化效率及反复操作造成产品各指标不理想等问题，本专利技术提供一种双氟磺酰亚胺锂盐
的纯化方法，所述方法包括：(1) 将良溶剂加入双氟磺酰亚胺锂盐粗品和惰性溶剂的混合物中，经过滤后提供滤液；和(2) 对所述滤液进行蒸馏，提供双氟磺酰亚胺锂盐成品。
[0007]在本专利技术一个实施方式中，所述惰性溶剂选自石油醚、二氯甲烷、氯仿、四氯乙烷、1,1
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二氯乙烷、1,2
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二氯乙烷、1,1
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二氯乙烯、1,2
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二氯乙烯、1,1,1
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三氯乙烷、1,1,2
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三氯乙烷、1,1,1,2
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四氯乙烷、1,1,2,2
‑
四氯乙烷、1,1
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二氯乙烯、1,2
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二氯乙烯、1,1,1
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三氯乙烯、1,1,2
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三氯乙烯、1,1,1,2
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四氯乙烯、1,1,2,2
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四氯乙烯中的一种或多种的组合。
[0008]在本专利技术一个实施方式中，所述良溶剂选自甲基乙基醚、甲基乙烯基醚、二乙烯基醚、甲基叔丁基醚、乙醚、乙基丙基醚、正丙基乙烯基醚、烯丙基乙烯基醚、丙醚、二丙烯基醚、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸乙烯酯、乙酸丙酯、乙酸烯丙酯、乙酸正丁酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、甲基乙烯基碳酸酯、碳酸二乙酯、乙腈、四氢呋喃、1,4
‑
二氧六环中的一种或多种的组合。
[0009]在本专利技术一个实施方式中，以双氟磺酰亚胺盐的重量计，所述惰性溶剂的用量范围在双氟磺酰亚胺盐重量的1
‑
6倍之间；所述良溶剂的用量范围在双氟磺酰亚胺盐重量的1
‑
6倍之间。
[0010]在本专利技术一个实施方式中，步骤(1)包括在0℃
‑
20℃的温度下滴加良溶剂，然后搅拌溶解3
‑
15小时；所述过滤为微孔滤膜过滤，其中，所述微孔滤膜的微孔孔径为0.1mm
‑
0.45mm之间。
[0011]在本专利技术一个实施方式中，步骤(2)包括：在采出回流比为采出:回流=1:20～1:10的条件下进行蒸馏。
[0012]在本专利技术一个实施方式中，在所述蒸馏中，用于冷凝的冷冻液温度在良溶剂沸点的
±
10℃以内。
[0013]在本专利技术一个实施方式中，所述蒸馏选自直接常压蒸馏、减压蒸馏、精馏、分馏、浓缩结晶中的一种或多种组合。
[0014]在本专利技术一个实施方式中，步骤(2)包括：将所述滤液转移至蒸馏容器中进行减压蒸馏，通过真空控制器调节蒸馏容器中的真空度，经过滤和烘干后，提供双氟磺酰亚胺锂盐成品；其中，所述蒸馏容器包括搅拌装置、精馏装置、分馏装置、刮板蒸发装置中一种或多种的组合；和所述真空控制器将真空度控制在
‑
0.05MPa≤真空度≤
‑
0.095MPa。
[0015]在本专利技术一个实施方式中，所述双氟磺酰亚胺锂盐粗品满足以下中的一项或多项组合：双氟磺酰亚胺锂盐的离子色谱峰面积比≤90%、钠离子＞10ppm、钾离子＞10ppm、氯含量＞10ppm、酸值＞100ppm、水分＞100ppm、10%碳酸二甲酯溶液浊度为＞20mg/L和色度＞20Hazen。
[0016]在专利技术中，纯化后能得到含量高、纯化收率高、低色度、低酸值、低金属离子残留的双氟磺酰亚胺锂盐成品。本专利技术双氟磺酰亚胺锂盐的纯化方法可以制得满足以下中一项或多项组合的双氟磺酰亚胺锂盐成品：双氟磺酰亚胺锂盐的离子色谱峰面积比≥99.9%，钠离子≤10ppm、钾离子≤10ppm、氯含量≤10ppm、酸值≤100ppm、水分≤100ppm、10%碳酸二甲酯
溶液浊度为≤20mg/L和色度≤20Hazen。
具体实施方式
[0017]本专利技术将参考其示例性实施方式在下文中更全面地进行描述。对这些示例性实施方式进行描述以使本专利技术完备和完整，并能够向本领域技术人员完全地展示本专利技术的范围。 实际上，本专利技术可以以许多不同的形式实施，不应看作仅限于本文所述实施方式；并且，提供这些实施方式使得本专利技术可以满足适用的法律要求。
[0018]此外，在不冲突的情况下，本申请具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双氟磺酰亚胺锂盐的纯化方法，所述方法包括：(1) 将良溶剂加入双氟磺酰亚胺锂盐粗品和惰性溶剂的混合物中，经过滤后提供滤液；和(2) 对所述滤液进行蒸馏，提供双氟磺酰亚胺锂盐成品；其中，所述惰性溶剂的沸点比良溶剂的沸点高20℃以上。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述惰性溶剂选自石油醚、二氯甲烷、氯仿、四氯乙烷、1,1
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二氯乙烷、1,2
‑
二氯乙烷、1,1
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二氯乙烯、1,2
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二氯乙烯、1,1,1
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三氯乙烷、1,1,2
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三氯乙烷、1,1,1,2
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四氯乙烷、1,1,2,2
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四氯乙烷、1,1
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二氯乙烯、1,2
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二氯乙烯、1,1,1
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三氯乙烯、1,1,2
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三氯乙烯、1,1,1,2
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四氯乙烯、1,1,2,2
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四氯乙烯中的一种或多种的组合。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述良溶剂选自甲基乙基醚、甲基乙烯基醚、二乙烯基醚、甲基叔丁基醚、乙醚、乙基丙基醚、正丙基乙烯基醚、烯丙基乙烯基醚、丙醚、二丙烯基醚、甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸乙烯酯、乙酸丙酯、乙酸烯丙酯、乙酸正丁酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、甲基乙烯基碳酸酯、碳酸二乙酯、乙腈、四氢呋喃、1,4
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二氧六环中的一种或多种的组合。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，以双氟磺酰亚胺盐的重量计，所述惰性溶剂的用量范围在双氟磺酰亚胺盐重量的1
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6倍之间；所述良溶剂的用量范围在双氟磺酰亚胺盐重量的1

【专利技术属性】
技术研发人员：吴国栋，沈鸣，陆海媛，张丽亚，周立新，
申请(专利权)人：江苏华盛锂电材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：