一种电池级氟化钠合成工艺、氟化钠及应用

技术领域

本申请涉及技术领域，尤其是涉及一种电池级氟化钠合成工艺、氟化钠及应用。

背景技术

氟化钠是一种重要的化工原料，用途广泛。而根据用途的不同，对氟化钠的纯度以及杂质含量的要求也是不同的。例如近些年大力发展的钠离子电池领域，氟化钠就是重要原料，而因为电池电解液对纯度以及杂质离子含量的要求较高，尤其是Cl

发明内容

为了解决上述至少一种技术问题，开发一种产率较高的电池级氟化钠，本申请提供一种电池级氟化钠合成工艺、氟化钠及应用。

一方面，本申请提供的一种电池级氟化钠合成工艺，将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持恒温状态下滴加氢氟酸并搅拌，调节PH＝6～7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；对第一滤饼进行洗涤，得到第二滤液与第二滤饼；将第二滤饼烘干后得到氟化钠；所述恒温温度控制在0℃～40℃。

优选的，所述氢氟酸的滴加速率设置在7g/min～12g/min。

优选的，所述恒温温度控制在10℃，氢氟酸的滴加速率设置在0.9g/min～1.3g/min。

优选的，所述氢氧化钠与氢氟酸的摩尔比为1:1。

优选的，对第一滤饼洗涤的方式采用离心洗涤。

优选的，对第一滤饼洗涤的水量为第一滤饼质量的2～5倍。

优选的，对第一滤饼洗涤的洗涤次数为2～4次。

第二方面，本申请提供一种电池级氟化钠，采用上述的合成工艺制备得到。

第三方面，本申请提供上述电池级氟化钠在钠离子电池领域的应用。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过本申请的合成工艺，能够制备得到纯度高于99.5％、产率高于90％的电池级氟化钠；

2.本申请制得的氟化钠中，杂质离子的含量均低于电池级氟化钠的要求，并且Cl

附图说明

图1为实施例1～15中在0℃反应温度下氟化钠的产率；

图2为实施例16～30中在10℃反应温度下氟化钠的产率；

图3为实施例31～45中在20℃反应温度下氟化钠的产率；

图4为实施例46～60中在30℃反应温度下氟化钠的产率；

图5为实施例61～75中在40℃反应温度下氟化钠的产率；

图6为对比例1～15中在-10℃反应温度下氟化钠的产率。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。

本申请以下实施例中，若无特殊说明，均购自市售产品。

氢氧化钠：30wt％。

氢氟酸：电子级，48wt％。

具体实施例

实施例1～15在0℃反应温度下制备氟化钠。

实施例1

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持0℃恒温状态，以0.5g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

实施例2

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持0℃恒温状态，以1g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

实施例3

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持0℃恒温状态，以2g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

实施例4

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持0℃恒温状态，以3g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

实施例5

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持0℃恒温状态，以4g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

实施例6

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持0℃恒温状态，以5g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

实施例7

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持0℃恒温状态，以6g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

实施例8

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持0℃恒温状态，以7g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

实施例9

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持0℃恒温状态，以8g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

实施例10

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持0℃恒温状态，以9g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

实施例11

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持0℃恒温状态，以10g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

实施例12

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持0℃恒温状态，以11g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

实施例13

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持0℃恒温状态，以12g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

实施例14

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持0℃恒温状态，以13g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

实施例15

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持0℃恒温状态，以14g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

实施例1～15中氟化钠产率以及检测结果如表1所示。

表1

通过实施例1～15以及表1可知，当本申请技术方案中的反应温度设置在0℃时，氢氟酸的滴加速率控制在7～12g/min区间，制备得到的产物氟化钠的产率能够达到90％以上，纯度能够达到99.8％，产物氟化钠中，Cl

实施例16～30在10℃反应温度下制备氟化钠，滴加氢氟酸的速率控制在0.5～14g/min。氟化钠产率以及检测结果如表2所示。

表2

通过实施例16～30以及表2可知，当本申请技术方案中的反应温度设置在10℃时，氢氟酸的滴加速率控制在1g/min以及7～12g/min区间，制备得到的产物氟化钠的产率能够达到90％以上，纯度能够达到99.9％，产物氟化钠中，Cl

实施例31～45在20℃反应温度下制备氟化钠，滴加氢氟酸的速率控制在0.5～14g/min。氟化钠产率以及检测结果如表3所示。

表3

通过实施例31～45以及表3可知，当本申请技术方案中的反应温度设置在20℃时，氢氟酸的滴加速率控制在7～12g/min区间，制备得到的产物氟化钠的产率能够达到90％以上，纯度能够达到99.9％，产物氟化钠中，Cl

实施例46～60在30℃反应温度下制备氟化钠，滴加氢氟酸的速率控制在0.5～14g/min。氟化钠产率以及检测结果如表4所示。

表4

通过实施例46～60以及表4可知，当本申请技术方案中的反应温度设置在30℃时，氢氟酸的滴加速率控制在1g/min以及7～12g/min区间，制备得到的产物氟化钠的产率能够达到90％以上，纯度能够达到99.6％，产物氟化钠中，Cl

实施例61～75在40℃反应温度下制备氟化钠，滴加氢氟酸的速率控制在0.5～14g/min。氟化钠产率以及检测结果如表5所示。

表5

通过实施例61～75以及表5可知，当本申请技术方案中的反应温度设置在40℃时，氢氟酸的滴加速率控制在7～12g/min区间，制备得到的产物氟化钠的产率能够达到90％以上，纯度能够达到99.5％，产物氟化钠中，Cl

对比例1～15在-10℃反应温度下制备氟化钠

对比例1

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持-10℃恒温状态，以0.5g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

对比例2

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持-10℃恒温状态，以1g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

对比例3

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持-10℃恒温状态，以2g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

对比例4

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持-10℃恒温状态，以3g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

对比例5

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持-10℃恒温状态，以4g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

对比例6

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持-10℃恒温状态，以5g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

对比例7

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持-10℃恒温状态，以6g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

对比例8

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持-10℃恒温状态，以7g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

对比例9

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持-10℃恒温状态，以8g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

对比例10

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持-10℃恒温状态，以9g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

对比例11

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持-10℃恒温状态，以10g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

对比例12

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持-10℃恒温状态，以11g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

对比例13

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持-10℃恒温状态，以12g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

对比例14

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持-10℃恒温状态，以13g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

对比例15

将氢氧化钠溶液加入至四氟瓶中，保持-10℃恒温状态，以14g/min的速率滴加等摩尔量的氢氟酸并搅拌，调节PH＝7，静置冷却后过滤，得到第一滤液与第一滤饼；用两倍第一滤饼质量的水对第一滤饼进行离心洗涤，两次洗涤用水量相等；得到第二滤液与第二滤饼。将第二滤饼烘干后得到电池级氟化钠。

对比例1～15中氟化钠产率以及检测结果如表6所示。

表6

通过对比例1～15以及表6可知，当本申请技术方案中的反应温度设置在-10℃时，控制氢氟酸的添加速率在常规的范围内，制备得到的产物氟化钠的产率很难达到90％以上，但氟化钠的纯度能够达到99.5％，产物氟化钠中，Cl

通过实施例1～75，对比例1～15以及表1～6可以看出，反应温度对产物氟化钠的产率以及氟化钠中杂质离子的浓度影响较大，对氟化钠的纯度也有较大的影响，本申请中的反应温度设置在-10～40℃区间时，氟化钠的纯度均能够达到99.5％的最低要求；反应温度设置在10～20℃区间时，氟化钠的纯度能够达到99.9％及以上，纯度大大提高。反应温度设置为0℃时，对电池级氟化钠影响较大的Cl

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。