一种锂离子电池原材料六氟磷酸锂的制备方法

技术领域

本发明涉及锂电池加工的技术领域，特别是涉及一种锂离子电池原材料六氟磷酸锂的制备方法。

背景技术

六氟磷酸锂是一种无机物，化学式为LiPF6，白色结晶或粉末。易溶于水、还溶于低浓度甲醇、乙醇、丙酮、碳酸酯类等有机溶剂。是电解液成分最重要的组成部分，约占到电解液总成本的43％。氟化工行业中，虽然传统产品同比降幅明显，但高端产品需求增长保持了强劲势头。尤其是六氟磷酸锂产销继续保持良好态势。随着未来新能源领域的持续扩张，六氟磷酸锂望迎来持续爆发。

中国专利公开号CN102009972A公开了一种六氟磷酸锂的制备方法，包括如下步骤：(1)、通过蒸馏获得纯度在99.99wt％以上的氟化氢液体；(2)、使高纯的氟化氢液体与五氯化磷反应得到五氟化磷与氯化氢的混合气体；(3)、将无氟化磷与氯化氢的混合气体通入到氟化氢和氟化锂中，使在一定温度和压力下反应制得六氟磷酸锂溶液，氯化氢气体定时排出并经水吸收后制成副产物盐酸；(4)、结晶分离：对六氟磷酸锂溶液进行过滤，滤液送至晶析槽中，在温度-70℃-80℃下，六氟磷酸锂析出，过滤，经一级干燥和二级干燥得六氟磷酸锂产品，其中，还采用氮气来置换残留氟化氢气体。

现有技术中存在以下缺点：

(1)、步骤4中一级干燥时处于静置干燥，晶析时间一般需要48小时左右，而且容易结块，晶析后六氟磷酸锂产品形成一个较大的晶块整体，很难从晶析槽中剥离以及很难破碎，一级干燥后需要对六氟磷酸锂产品按照粒径要求进行粉碎，费时费力；

(2)、需要经过两次干燥处理，耗费时间较长，耗时耗力。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种提高六氟磷酸锂的析出效率，减少生产周期的一种锂离子电池原材料六氟磷酸锂的制备方法。

本发明的一种锂离子电池原材料六氟磷酸锂的制备方法，包括如下步骤：

第一步、对氟化氢进行精制，具体方法为将无水氟化氢倒入至蒸馏塔，蒸馏温度控制在20～30℃，蒸出的氟化氢气体再经冷凝器冷凝为液体收集；

第二步、五氟化磷制备，将精制氟化氢液体倒入反应釜与五氯化磷反应，使氟化氢相比五氯化磷过量，反应温度控制在178～182℃，压力控制在0.13～0.17MP，氟化氢与五氯化磷反应产生五氟化磷和氯化氢的混合气体，过量氟化氢液体经冷凝装置的冷凝水吸收制备成氢氟酸；

第三步、六氟磷酸锂制备，将五氟化磷和氯化氢的混合气体通入至反应釜内与氟化锂和氟化氢液体反应，温度控制在30～35℃，压力控制在0.6～0.7MP，反应得到六氟磷酸理溶液，其中氟化锂、氟化氢以及五氟化磷投料比例为1：2.5～3.0；13～15,氯化氢气体定时排出得到盐酸溶液；

第四步、分离结晶，将第三步所得六氟磷酸锂溶液除去不溶杂质，之后分隔为多份，然后进行加热析出，将析出结晶进行粉碎，六氟磷酸锂的产品半径设置为100～400目。

本发明的一种锂离子电池原材料六氟磷酸锂的制备方法，纯化后的六氟磷酸理溶液以1L为一个单位，其加热温度设置为120～130℃。

本发明的一种锂离子电池原材料六氟磷酸锂的制备方法，所得六氟磷酸锂采用密封袋进行保存，防潮防氧化。

本发明的一种锂离子电池原材料六氟磷酸锂的制备方法，第三步中的氟化锂、氟化氢液体以及五氟化磷投料重量比为1：2.5:13。

本发明的一种锂离子电池原材料六氟磷酸锂的制备方法，第三步中的氟化锂、氟化氢液体以及五氟化磷投料重量比为1：2.75:14。

本发明的一种锂离子电池原材料六氟磷酸锂的制备方法，第三步中的氟化锂、氟化氢液体以及五氟化磷投料重量比为1：3.0:15。

与现有技术相比本发明的有益效果为：将六氟磷酸锂结晶以更小单位进行析出和粉碎操作，从而提高六氟磷酸锂的析出效率，减少生产周期。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

实施例1：

第一步、对氟化氢进行精制，具体方法为将无水氟化氢倒入至蒸馏塔，蒸馏温度控制在20℃，蒸出的氟化氢气体再经冷凝器冷凝为液体收集；

第二步、五氟化磷制备，将精制氟化氢液体倒入反应釜与五氯化磷反应，使氟化氢相比五氯化磷过量，反应温度控制在178℃，压力控制在0.13MP，氟化氢与五氯化磷反应产生五氟化磷和氯化氢的混合气体，过量氟化氢液体经冷凝装置的冷凝水吸收制备成氢氟酸；

第三步、六氟磷酸锂制备，将五氟化磷和氯化氢的混合气体通入至反应釜内与氟化锂和氟化氢液体反应，温度控制在30℃，压力控制在0.6MP，反应得到六氟磷酸理溶液，其中氟化锂、氟化氢以及五氟化磷投料比例为1：2.5；13,氯化氢气体定时排出得到盐酸溶液；

第四步、分离结晶，将第三步所得六氟磷酸锂溶液除去不溶杂质，之后分隔为多份，然后进行加热析出，将析出结晶进行粉碎，六氟磷酸锂的产品半径设置为100～400目。

三步中的氟化锂、氟化氢液体以及五氟化磷投料重量比为1：3.0:15。

实施例2：

第一步、对氟化氢进行精制，具体方法为将无水氟化氢倒入至蒸馏塔，蒸馏温度控制在30℃，蒸出的氟化氢气体再经冷凝器冷凝为液体收集；

第二步、五氟化磷制备，将精制氟化氢液体倒入反应釜与五氯化磷反应，使氟化氢相比五氯化磷过量，反应温度控制在182℃，压力控制在0.17MP，氟化氢与五氯化磷反应产生五氟化磷和氯化氢的混合气体，过量氟化氢液体经冷凝装置的冷凝水吸收制备成氢氟酸；

第三步、六氟磷酸锂制备，将五氟化磷和氯化氢的混合气体通入至反应釜内与氟化锂和氟化氢液体反应，温度控制在35℃，压力控制在0.7MP，反应得到六氟磷酸理溶液，其中氟化锂、氟化氢以及五氟化磷投料比例为1：2.75；14,氯化氢气体定时排出得到盐酸溶液；

第四步、分离结晶，将第三步所得六氟磷酸锂溶液除去不溶杂质，之后分隔为多份，然后进行加热析出，将析出结晶进行粉碎，六氟磷酸锂的产品半径设置为100～400目。

实施例3：

第一步、对氟化氢进行精制，具体方法为将无水氟化氢倒入至蒸馏塔，蒸馏温度控制在30℃，蒸出的氟化氢气体再经冷凝器冷凝为液体收集；

第二步、五氟化磷制备，将精制氟化氢液体倒入反应釜与五氯化磷反应，使氟化氢相比五氯化磷过量，反应温度控制在182℃，压力控制在0.17MP，氟化氢与五氯化磷反应产生五氟化磷和氯化氢的混合气体，过量氟化氢液体经冷凝装置的冷凝水吸收制备成氢氟酸；

第三步、六氟磷酸锂制备，将五氟化磷和氯化氢的混合气体通入至反应釜内与氟化锂和氟化氢液体反应，温度控制在35℃，压力控制在0.7MP，反应得到六氟磷酸理溶液，其中氟化锂、氟化氢以及五氟化磷投料比例为1：3.0；15,氯化氢气体定时排出得到盐酸溶液；

第四步、分离结晶，将第三步所得六氟磷酸锂溶液除去不溶杂质，之后分隔为多份，然后进行加热析出，将析出结晶进行粉碎，六氟磷酸锂的产品半径设置为400目

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。