一种六氟磷酸盐的制备方法技术

为克服现有六氟磷酸盐的制备中存在氟化氢残留的问题，本发明专利技术提供了一种六氟磷酸盐的制备方法，包括以下操作步骤：五氟化磷粗品的制备；将五氟化磷粗品通入吸附材料进行吸附处理，使五氟化磷粗品中的氟化氢吸附于吸附材料上，所述吸附材料包括掺杂镍的咔唑或其衍生物，得到纯化的五氟化磷气体；六氟磷酸盐的合成：将氟化碱金属盐分散于溶剂中，通入纯化的五氟化磷气体，制备得到六氟磷酸盐

【技术实现步骤摘要】
一种六氟磷酸盐的制备方法、电解液及二次电池


[0001]本专利技术属于二次电池材料制造
，具体涉及一种六氟磷酸盐的制备方法
、
电解液及二次电池
。

技术介绍

[0002]用作锂离子电池电解液的电解质必须满足：电导率高
、
电化学及化学稳定性好，可使用温度范围宽，安全性低，价格低
。
因此，在设计中要求用作电解质的六氟磷酸锂的纯度要达到
99.9%
以上，而且对于各种杂质如：水分含量
、
金属杂质含量
、
游离酸含量上都有极其严格的限制
。
[0003]目前使用
PF5进行制备
LiPF6的工艺中所使用的
PF5大多需要使用氟化氢来制备
。
由于氢氟酸中基本含水会与少量
PF5重新反应生成
HF
，其次
PCl5与
HF
的反应剧烈快速放热，该过程会使
HF
过量蒸发，所以制得的
PF5中基本难以除尽原料
HF。
而由于
HF
是构成
LiPF6中的游离酸的主要部分，所以以低成本方式去纯化
PF5中的
HF
就成了业界中亟待解决的问题
。

技术实现思路

[0004]针对现有六氟磷酸盐的制备中存在氟化氢残留的问题，本专利技术提供了一种六氟磷酸盐的制备方法
、
电解液及二次电池
>。
[0005]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下：一方面，本专利技术提供了一种六氟磷酸盐的制备方法，包括以下操作步骤：五氟化磷粗品的制备；将五氟化磷粗品通入吸附材料进行吸附处理，使五氟化磷粗品中的氟化氢吸附于吸附材料上，所述吸附材料包括掺杂镍的咔唑或其衍生物，得到纯化的五氟化磷气体；六氟磷酸盐的合成：将氟化碱金属盐分散于溶剂中，通入纯化的五氟化磷气体，制备得到六氟磷酸盐
。
[0006]可选的，所述咔唑或其衍生物选自结构式1所示的咔唑衍生物：
。
[0007]可选的，所述结构式1所示的咔唑衍生物由以下方法制备得到：将
3,6
‑
二溴咔唑与对溴氟苯混合，加入无水碳酸钾，加热反应，将产物分离提纯得
到结构式2所示的化合物：；将结构式2所示的化合物与吲哚混合，并加入叔丁醇碱金属盐
、Pd2(DBA)3
和三丁基膦进行反应，将产物分离提纯得到结构式3所示的化合物：；将结构式3所示的化合物与4‑
甲氧羰基苯硼酸混合，加入氟化钾和
Pd(PPh3)4
进行反应，将产物分离提纯得到结构式4所示的化合物：；将结构式4所示的化合物与碱溶液进行水解，再加入酸调节至酸性后，分离提纯得到结构式1所示的咔唑衍生物
。
[0008]可选的，所述掺杂镍的咔唑或其衍生物由以下方法制备得到：将镍盐溶解于
N,N
‑
二甲基甲酰胺中，得到镍盐溶液；将咔唑或其衍生物溶解于水中，得到咔唑或其衍生物溶液；将咔唑或其衍生物溶液和镍盐溶液混合，于温度
120~135℃
下加热
48~60h
，然后冷却，析出掺杂镍的咔唑或其衍生物晶体
。
[0009]可选的，所述掺杂镍的咔唑或其衍生物中，镍元素的掺杂质量百分比为
1%~20%。
[0010]可选的，所述五氟化磷粗品由以下方法制备得到：将五氧化二磷和无水氟化氢混合通入反应容器中，反应结束后向容器内加入发烟硫酸，加热分解得到五氟化磷和氟化氢的混合气体，混合气体采用冷凝的方式对杂质进行初步分离，得到五氟化磷粗品
。
[0011]可选的，所述五氧化二磷和无水氟化氢的反应温度为
‑
20℃
～
0℃
，反应时间为
3~5h。
[0012]可选的，所述六氟磷酸盐的合成操作中，所述氟化碱金属盐选自氟化锂或氟化钠，温度控制在
‑
20℃~10℃
，所述溶剂选自有机溶剂，制备得到六氟磷酸盐
。
[0013]再一方面，本专利技术提供了一种电解液，包括六氟磷酸盐，所述六氟磷酸盐由如上所述的制备方法制备得到
。
[0014]再一方面，本专利技术提供了一种二次电池，包括正极
、
负极以及如上所述的电解液
。
[0015]根据本专利技术提供的六氟磷酸盐的制备方法，先制备得到五氟化磷粗品，五氟化磷粗品中含有少量的氟化氢，再经过掺杂镍的咔唑或其衍生物的吸附处理，能够去除五氟化磷粗品中的氟化氢，其中，咔唑或其衍生物通过掺杂镍金属形成的基本框架结构中，允许咔唑或其衍生物分子内的苯环旋转堆叠形成大约孔径
6.4
Å
的吸附孔，该吸附孔的孔径适合对五氟化磷中氟化氢的选择性吸附分离，并利用分子间的范德华力和氢键作用使氟化氢滞留在咔唑或其衍生物中，对于极微量的氟化氢具有显著的去除效果，从而得到高纯度的五氟化磷气体，相比于现有精馏提纯或其他纯化方式，该种吸附处理方式耗能较低，适用于连续化生产，提高了生产效率，具有环保
、
可持续及经济效益高的特点
。
附图说明
[0016]图1是本专利技术提供的结构式1所示化合物的核磁共振氢谱数据图；图2是本专利技术提供的结构式1所示化合物的核磁共振碳谱数据图；图3是本专利技术提供的结构式2所示化合物的核磁共振氢谱数据图；图4是本专利技术提供的结构式2所示化合物的核磁共振碳谱数据图；图5是本专利技术提供的结构式3所示化合物的核磁共振氢谱数据图；图6是本专利技术提供的结构式3所示化合物的核磁共振碳谱数据图；图7是本专利技术提供的结构式4所示化合物的核磁共振氢谱数据图；图8是本专利技术提供的结构式4所示化合物的核磁共振碳谱数据图
。
具体实施方式
[0017]为了使本专利技术所解决的技术问题
、
技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明
。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术
。
[0018]本专利技术一实施例提供了一种六氟磷酸盐的制备方法，包括以下操作步骤：五氟化磷粗品的制备；将五氟化磷粗品通入吸附材料进行吸附处理，使五氟化磷粗品中的氟化氢吸附于吸附材料上，所述吸附材料包括掺杂镍的咔唑或其衍生物，得到纯化的五氟化磷气体；
六氟磷酸盐的合成：将氟化碱金属盐分散于溶剂中，通入纯化的五氟化磷气体，制备得到六氟磷酸盐
。
[0019]所述六氟磷酸盐的制备方法中，先制备得到五氟化磷粗品，五氟化磷粗品中含有少量的氟化氢，再经过掺杂镍的咔唑或其衍生物的吸附处理，能够去除五氟化磷粗品中的氟化氢，其中，咔唑或其衍生物通过掺杂镍金属形成的基本框架结构中，允许咔唑或其衍生物分子内的苯环旋转堆叠形成大约孔径
6.4<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种六氟磷酸盐的制备方法，其特征在于，包括以下操作步骤：五氟化磷粗品的制备；将五氟化磷粗品通入吸附材料进行吸附处理，使五氟化磷粗品中的氟化氢吸附于吸附材料上，所述吸附材料包括掺杂镍的咔唑或其衍生物，得到纯化的五氟化磷气体；六氟磷酸盐的合成：将氟化碱金属盐分散于溶剂中，通入纯化的五氟化磷气体，制备得到六氟磷酸盐
。2.
根据权利要求1所述的六氟磷酸盐的制备方法，其特征在于，所述咔唑或其衍生物选自结构式1所示的咔唑衍生物：
。3.
根据权利要求2所述的六氟磷酸盐的制备方法，其特征在于，所述结构式1所示的咔唑衍生物由以下方法制备得到：将
3,6
‑
二溴咔唑与对溴氟苯混合，加入无水碳酸钾，加热反应，将产物分离提纯得到结构式2所示的化合物：；将结构式2所示的化合物与吲哚混合，并加入叔丁醇碱金属盐
、Pd2(DBA)3
和三丁基膦进行反应，将产物分离提纯得到结构式3所示的化合物：
；将结构式3所示的化合物与4‑
甲氧羰基苯硼酸混合，加入氟化钾和
Pd(PPh3)4
进行反应，将产物分离提纯得到结构式4所示的化合物：；将结构式4所示的化合物与碱溶液进行水解，再加入酸调节至酸性后，分离提纯得到结构式1所示的咔唑衍生物
。4.
根据权利要求1或2所述的六氟磷酸盐的制备方法，其特征在于，所述掺杂镍的咔唑或其衍生物由以下方法制备得到：将镍盐溶解于
N,N
‑
二甲基甲酰胺中，得到镍盐溶液；将咔唑或其衍生物溶解于水中，得到咔唑或其...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晋皓，易洋，向书槐，严鳌，
申请(专利权)人：深圳新宙邦科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：