【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及双氟磺酰亚胺锂合成，尤其是一种氟磺酸资源再利用合成双氟磺酰亚胺锂的方法。
技术介绍
1、双氟磺酰亚胺锂(lifsi)是使用于锂电池电解液中的新型电解质锂盐，对环境友好，且安全性能好，具备了产业化应用的基本条件。与传统的锂盐六氟磷酸锂(lipf6)相比，lifsi中锂离子更加容易解离，因此具有更高的电导率；lifsi分解温度高于200℃，热稳定性和安全性能明显优于lipf6；另外在改善高温存储、低温放电等性能方面也有独特效果，且具有与电极良好的相容性等优良特性，因此，lifsi在锂离子电池中是一个具有良好前景的电解质。
2、中国专利cn113135555a公开了一种双氟磺酰亚胺锂的制备方法，该双氟磺酰亚胺锂的制备方法包括以下步骤：氮化锂和过量硫酰氟气体在有机溶剂中进行反应，反应后得到料浆，固液分离，所得液体在溶析剂的条件下进行搅拌结晶，得到结晶料浆，从结晶料浆中分离出晶体。该专利技术的双氟磺酰亚胺锂的制备方法，采用氮化锂为锂源和硫酰氟气体在有机溶剂体系下进行反应，得到双氟磺酰亚胺锂溶液和氟化锂固体，经过后处理得到双氟磺酰亚胺锂副产高纯氟化锂，该工艺简单环保，三废少，产品收率及纯度高。然而，氯化锂以及氯磺酸异氰酸酯含有氯离子，氯离子的存在会显著提高双氟磺酰亚胺锂对锂电池常用的铝电极的腐蚀性，严重影响双氟磺酰亚胺锂的工业化应用。
3、中国专利cn101747242a，首先由磺酰胺与二氯亚砜、氯磺酸反应得到双氯磺酰亚胺，然后将其与三氟化锑反应得到双氟磺酰亚胺，接着与碳酸钾(铷或铯)反应得到双氟磺酰亚
4、美国专利us8377406b1，先由磺酰胺与二氯亚砜、氯磺酸反应得到双氯磺酰亚胺，然后将其与三氟化铋反应得到双氟磺酰亚胺，接着与碳酸锂(钠或钾)反应得到双氟磺酰亚胺锂(钠或钾)盐。该方法存在以下问题：涉及三步化学应及相关提纯步骤，工艺流程过长；三氟化铋价格昂贵，即使采用化学方法回收使用，制造成本仍然太高；双氟磺酰亚胺与碳酸锂在水溶液中反应副产物太多，由乙酸乙酯提取双氟磺酰亚胺锂收率太低，且含有大量杂质。
5、现有双氯磺酰亚胺的方法对主要原料氟化剂氢氟酸纯度要求较高，并且高纯度氢氟酸价格比较昂贵。另一方面，锂离子电池产业发展迅速，相关原料的生成市场需求度较高。例如三氟甲磺酸锂就为二次电池的更新换代提供了支撑，具有显著的社会和经济效益。然而，在三氟甲磺酸锂产品的生产过程中，产生大量氟磺酸副产物。目前需要通过第三方液废企业进行收费回收处理。如何资源化利用氟磺酸，优化现有报道合成双氯磺酰亚胺的工艺流程太，提升产品收率、降低制造成本，制造的lifsi纯度达到电池级标准势在必行。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种氟磺酸资源再利用合成双氟磺酰亚胺锂的方法，其操作步骤为：
2、将蒸汽持续通入装有氟磺酸的蒸馏釜中，釜内温度升高，保温一段时间，蒸发釜中最终留下的为不含氟硫酸，蒸发釜产生的气体经过冷却后得到不含硫酸的氢氟酸。
3、s1：向压滤釜中加入50-60份二氯甲烷、1-5份氢氧化锂一水合物，降温至0-5℃，搅拌下滴加10-20份双氟磺酰亚胺，搅拌1-3h，然后升温至20-25℃，滴加30-40份二氯亚砜，搅拌10-15h后，过滤，得到粗双氟磺酰亚胺锂；
4、s2：将粗双氟磺酰亚胺锂溶解于混合溶剂中，加入5-10份脱氯吸附树脂，搅拌30-60分钟，过滤，滤液减压蒸发后，脱溶析晶，经二氯乙烷洗涤过滤后，减压干燥，得到双氟磺酰亚胺锂。
5、所述的混合溶剂为50-60份二氯乙烷、5-10份乙醚。
6、所述的双氟磺酰亚胺的制备方法为：
7、向氟化反应釜中加入50-70份双氯磺酰亚胺、0.05-0.5份五氯化锑，加热升温，在搅拌下缓慢通入15-20份hf气体，反应结束后，将釜内物料转至精馏塔提纯，得到双氟磺酰亚胺；氟化反应生成的氯化氢经水洗制备得到副产盐酸。
8、所述的的反应温度为100-130℃，时间为15-20h。
9、所述的双氯磺酰亚胺的制备方法为：
10、按重量份，向缩合反应容釜中加入60-70份氨基磺酸、100-200份二氯亚砜、70-90份氯磺酸，加热升温，反应结束后，减压蒸馏，得到双氯磺酰亚胺；反应溢出气体用碱液吸收。
11、所述的反应温度为100-120℃，时间为25-30h。
12、所述的脱氯吸附树脂的制备方法为：
13、按重量份，将100-130份巯基树脂放入500-1000份甲苯中，再加入0.05-0.5份环氧基纳米氧化铋，0.5-2.5份乙烯基二茂铁，3-6份丙烯酸镁，4-7份乙醇钠，在温度50-60℃搅拌40-100分钟，过滤，洗涤，烘干，得到脱氯吸附树脂。
14、所述的环氧基纳米氧化铋的制备方法为：
15、称取2-5份的γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三乙氧基硅烷，100-150份的纳米氧化铋，1000-1300份的水置于密闭反应釜中，30-40℃揽拌30-60min，过滤，烘干，得到环氧基纳米氧化铋。
16、所述的巯基树脂为市售产品，如mts9240树脂、lsc-400巯基树脂中的一种。
17、所述的氢氟酸的制备方法为：
18、在常压下，将100℃过热水蒸汽通入80-90wt％氟磺酸蒸发釜常压蒸馏，釜内温度升高至90-100℃，恒温90-100℃维持3-4h，蒸发釜中最终釜底留下的为90-95％硫酸，蒸发釜顶产生的气体，经过冷却后，得到纯度大于99％氢氟酸。
19、反应机理
20、巯基树脂与环氧基纳米氧化铋进行环氧基-巯基反应，巯基树脂与乙烯基二茂铁进行乙烯基-巯基反应，巯基树脂与丙烯酸镁进行丙烯基-巯基反应；得到的含氧化铋，二茂铁，羧基镁的树脂吸附剂，可以将氯离子，二氧化碳，三氯化锑等杂质去除，得到高纯度双氟磺酰亚胺锂。
21、技术效果
22、本专利技术的一种氟磺酸资源再利用合成双氟磺酰亚胺锂的方法，本专利技术与现有技术相比，具有以下显著效果：
23、1、本专利技术采用氯磺酸、氨基磺酸、二氯亚砜等来合成双氟磺酰亚胺锂，该工艺流程简单，成本低，消耗低，基本无废弃物；
24、2、本方制备的双氟磺酰亚胺锂，转化率高，选择性高，可直接产业化应用。
25、3.氯离子作为一种阴离子，可以与树脂上的阳离子位点(如氧化铋的阳离子形态)发生交换；氯离子也可以与二茂铁中的金属中心发生配位作用，从而降低其浓度；羧基镁中的羧基可以与二氧化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种氟磺酸资源再利用合成双氟磺酰亚胺锂的方法，其操作步骤为：
2.根据权利要求1所述的一种氟磺酸资源再利用合成双氟磺酰亚胺锂的方法，其特征在于：所述的混合溶剂为50-60份二氯乙烷、5-10份乙醚。
3.根据权利要求1所述的一种氟磺酸资源再利用合成双氟磺酰亚胺锂的方法，其特征在于：所述的双氟磺酰亚胺的制备方法为：
4.根据权利要求3所述的一种氟磺酸资源再利用合成双氟磺酰亚胺锂的方法，其特征在于：所述的的反应温度为100-130℃，时间为15-20h。
5.根据权利要求3所述的一种氟磺酸资源再利用合成双氟磺酰亚胺锂的方法，其特征在于：所述的双氯磺酰亚胺的制备方法为：
6.根据权利要求5所述的一种氟磺酸资源再利用合成双氟磺酰亚胺锂的方法，其特征在于：所述的反应温度为100-120℃，时间为25-30h。
7.根据权利要求1所述的一种氟磺酸资源再利用合成双氟磺酰亚胺锂的方法，其特征在于：所述的脱氯吸附树脂的制备方法为：
8.根据权利要求7所述的一种氟磺酸资源再利用合成双氟磺酰亚胺锂的方法，其特征在于
9.根据权利要求1所述的一种氟磺酸资源再利用合成双氟磺酰亚胺锂的方法，其特征在于：所述的氢氟酸的制备方法为：
...【技术特征摘要】
1.一种氟磺酸资源再利用合成双氟磺酰亚胺锂的方法，其操作步骤为：
2.根据权利要求1所述的一种氟磺酸资源再利用合成双氟磺酰亚胺锂的方法，其特征在于：所述的混合溶剂为50-60份二氯乙烷、5-10份乙醚。
3.根据权利要求1所述的一种氟磺酸资源再利用合成双氟磺酰亚胺锂的方法，其特征在于：所述的双氟磺酰亚胺的制备方法为：
4.根据权利要求3所述的一种氟磺酸资源再利用合成双氟磺酰亚胺锂的方法，其特征在于：所述的的反应温度为100-130℃，时间为15-20h。
5.根据权利要求3所述的一种氟磺酸资源再利用合成双氟磺酰亚胺锂的方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：秘西晨，江向阳，代伟，金雪光，张国鑫，吾石华，
申请(专利权)人：浙江中硝康鹏化学有限公司，
类型：发明
国别省市：
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