LiPO2F2和晶體LiPO2F2的制造制造技術

LiPO2F2是通過P4O10與LiF反應形成一種包含LiPO2F2的反應混合物來制造的。為了分離純LiPO2F2，將反應混合物使用水、有機溶劑或它的混合物提取，并且如果需要的話，純LiPO2F2從該溶液中分離。該純LiPO2F2可以重新溶于適合的有機溶劑，例如溶于氟化的和/或非氟化的有機碳酸酯。本發明專利技術的另一個方面是晶體LiPO2F2。LiPO2F2是適合作為鋰離子電池、鋰-硫電池和鋰-氧電池的電解質鹽或電解質鹽的添加劑。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】方法
本專利技術要求2010年7月8日提交的歐洲專利申請N。10168890. I的權益，出于所有的目的該申請的全部內容通過引用結合在此。本專利技術涉及一種用于制造LiPO2F2和晶體LiPO2F2的方法。LiPO2F2是一種可用作鋰離子電池的電解質鹽或電解質鹽的添加劑。因此，WO2008/111367披露了如何從除氟化物以外的鹵化物、LiPF6和水制造LiPF6和LiPO2F2的混合物。將得到的鹽混合物(溶于非質子型溶劑中)作為鋰離子電池的電解液使用。EP-A-2061115描述了，作為當時的現有技術，從P2O3F4和Li化合物制造LiPO2F2,以及作為專利技術，從LiPF6和具有Si-O-Si鍵的化合物(例如硅氧烷)制造LiP02F2。本專利技術的目的是以技術上可行的方式提供LiPO2F215本專利技術的另一個目的是提供可以很容易地處理的LiP02F2。這些目的和其他目的是通過本專利技術的專利權利要求中所概述的來實現的。根據本專利技術的一個方面，LiPO2F2是通過P4Oltl與LiF反應來制造的。所得到的反應混合物包括LiP02F2。據推測，Li3PO4根據以下反應方程在反應混合物中作為副產物存在P4010+6LiF — 3LiP02F2+Li3P04LiF與P4Oltl的摩爾比優選地是等于或大于5 I。優選地是等于或小于10，更優選彡8。優選地，反應是在不存在水或濕氣的情況下進行。因此，反應可以在其至少一部分持續時間存在惰性氣體的情況下進行，干燥的氮氣是非常適合的，但是也可以施用其他干燥的惰性氣體。該反應可以在高壓釜或在其他的反應器中進行。優選地是在由鋼或其他抗腐蝕的材料制成的裝置中進行反應，例如由蒙氏合金制成或包覆的反應器。施用的氟化鋰優選是粉碎的，例如研磨以獲得在磷酸酐和LiF之間較高的接觸表面。優選地是將反應物徹底混合。例如，這可以優選在干燥的惰性氣體(例如氮)存在下，在干燥箱中，或在混和器，例如具有三維流動的混和器中進行。選擇反應時間來實現所希望的程度的轉化。通常情況下，10分鐘至5小時的反應時間給出了良好的結果。反應溫度優選等于或高于225°C，優選等于或高于250°C。反應溫度優選等于或低于325°C，優選等于或低于300°C。如果希望的話，反應器可裝配有內部加熱或外部加熱。所得的反應混合物是以固體形式。如果希望的話，將其粉碎，例如研磨，以提供更大的接觸表面，如果旨在溶解它的成分的話。如果希望的話，形成的LiPO2F2可從所得的反應混合物中分離。這可以通過使用優先溶解LiPO2F2的溶劑將其溶解來實現。非質子的和質子的有機和無機溶劑是適合的，特別是極性溶劑。優選的無機溶劑是水。有機質子型或非質子型溶劑也可用于提取。適合的質子有機溶劑是醇類。優選在分子中具有一個、兩個或三個羥基基團的醇類。優選的醇類是甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、乙二醇和丙三醇。乙二醇烷基醚，例如二甘醇甲基醚，也是適合的。還有丙酮，以其互變異構體形式，可以被認為是質子型溶劑。LiPO2F2的另一種非常適合的溶劑是二甲氧基乙烷。該溶劑可溶解大量的LiPO2F2，但最多可忽略不計量的LiF。非質子極性溶劑也非常適合于從反應混合物中提取LiP02F2。優選地，非質子有機溶劑是選自碳酸二烷基酯類(其是直鏈的)和碳酸亞烷基酯類(其是環狀的)組成的組，并且其中術語“烷基”優選表示Cl至C4的烷基，術語“亞烷基”優選表示C2至C7的亞烷基基團，包括亞乙烯基基團，其中亞烷基優選包括在-OC(O)-O-基團的氧原子之間的一個2碳原子橋；酮類、腈類和甲酰胺。二甲基甲酰胺、羧酸酰胺，例如N，N-二甲基乙酰胺和N，N-二乙基乙酰胺、丙酮、乙腈、直鏈碳酸二烷基酯類，例如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯，環狀的碳酸亞烷基酯類，例如碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯和碳酸亞乙烯基酯是適合的溶劑。在下面的表I中，匯編了一些適合的溶劑及其溶解LiPO2F2的能力。表I =LiPO2F2在某些溶劑中的溶解度權利要求1.一種通過P4Oltl與LiF反應形成包含LiPO2F2的反應混合物來制造LiPO2F2的方法。2.根據權利要求I所述的方法，其中LiF與P4Oltl的摩爾比是等于或大于5。3.根據權利要求I或2所述的方法，其中LiF與P4Oltl的摩爾比是等于或小于10。4.根據權利要求I至3中任一項所述的方法，其中該反應是在等于或高于250°C的溫度下進行的。5.根據權利要求4所述的方法，其中該反應是在等于或低于300°C的溫度下進行的。6.根據權利要求I至5中任一項所述的方法，其中LiPO2F2是使用選自水、有機質子型溶劑和非質子型有機溶劑組成的組中至少一種溶劑從反應混合物中分離。7.根據權利要求6所述的方法，其中施用水或含有水和質子或非質子型有機溶劑的混合物。8.根據權利要求7所述的方法，其中水或含有水的混合物的pH等于或低于7。9.根據權利要求6所述的方法，其中施用非質子型極性有機溶劑。10.根據權利要求9所述的方法，其中該溶劑選自由飽和或不飽和的直鏈或環狀的有機碳酸酯組成的組。11.根據權利要求10所述的方法，其中該溶劑選自由碳酸二烷基酯和碳酸亞烷基酯、二甲氧基乙烷、丙酮和乙腈組成的組。12.根據權利要求6至11中任一項所述的方法，其中對LiPO2F2溶于該溶劑中的溶液進行分離處理以分離LiPO2F2。13.根據權利要求12所述的方法，其中將經分離的LiPO2F2重新溶于至少一種極性的非質子型有機溶劑以提供適用于鋰離子電池、鋰-硫電池和鋰-氧電池的電解質溶液。14.根據權利要求13所述的方法，其中LiPO2F2溶于選自下組的至少一種非氟取代的或氟取代的有機碳酸酯中，該組由以下各項組成碳酸亞乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸亞丙酯、單氟代碳酸亞乙酯、4，4_ 二氟碳酸亞乙酯、4，5-二氟碳酸亞乙酯、4-氟-4-甲基碳酸亞乙酯、4，5-二氟-4-甲基碳酸亞乙酯、4-氟-5-甲基碳酸亞乙酯、4-4- 二氟-5-甲基碳酸亞乙酯、4-(氟甲基)-碳酸亞乙酯、4-( 二氟甲基)-碳酸亞乙酯、4_(三氟甲基)碳酸亞乙酯、4-(氟甲基)-4-氟碳酸亞乙酯，4-(氟甲基)-5-氟碳酸亞乙酯，4-氣-4, 5- 二甲基碳酸亞乙酷、4, 5- 二氣-4, 5- 二甲基碳酸亞乙酷和4,4- 二氣-5, 5- 二甲基碳酸亞乙酯。15.根據權利要求14所述的方法，其中提供包含LiPO2F2的溶液，所述LiPO2F2溶于至少一種非氟化的有機碳酸酯和至少一種氟化的有機碳酸酯的混合物中。16.晶體LiPO2F21517.根據權利要求16所述的晶體LiPO2F2，在XRD譜中在21.5和27. 0具有強的2- 0值。18.根據權利要求16或17所述的晶體LiPO2F2，其基本上無LiF。19.根據權利要求16至18中任一項所述的晶體LiPO2F2，其基本上無氯陰離子。全文摘要LiPO2F2是通過P4O10與LiF反應形成一種包含LiPO2F2的反應混合物來制造的。為了分離純LiPO2F2，將反應混合物使用水、有機溶劑或它的混合物提取，并且如果需要的話，純LiPO2F2從該溶液中分離。該純LiPO2F2可以重新溶于適合的有機溶劑，例如溶于氟化的和/或非氟化的有機碳酸酯。本專利技術的另一個本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：普拉西多·加西亞胡安，阿爾夫·舒爾茨，
申請(專利權)人：索爾維公司，
類型：
國別省市：