1.本发明属于化工技术领域,具体涉及公开一种双氟磺酰亚胺锂的生产方法及生产系统。
背景技术:
2.锂离子电池广泛应用于移动电话、电动汽车、电动工具、数码产品等行业,且在“绿色低碳,节能先行”的环保主题下,锂电池作为新能源汽车的储能设备显得尤为重要。锂电池的关键材料包括正极、负极、电解液、隔膜等。目前,六氟磷酸锂(lipf6)是商业化应用最广泛的锂电池溶质锂盐,然而在使用过程中,六氟磷酸锂存在热稳定性差、易水解等问题,易造成电池容量的快速衰减,并带来极大的安全隐患。双氟磺酰亚胺锂(lifsi)中的氟离子具有很强的吸电子性,使锂盐的阴阳离子间配位作用减弱,锂离子的活动性增强,故与六氟磷酸锂相较而言,双氟磺酰亚胺锂(lifsi)具备更佳的耐低温性能、高温性能、电导率、安全性、相容性等方面性能,双氟磺酰亚胺锂具有远超于六氟磷酸锂的物化性能,是能够替代六氟磷酸锂的下一代锂离子电池电解质锂盐。
3.目前,国内外主要以双氯磺酰亚胺为原料,经氟化剂氟化得到双氟磺酰亚胺,再利用碱金属盐进行锂化,生成双氟磺酰亚胺锂。按照合成原料的不同,可将双氟磺酰亚胺锂的制备方法分为以下三类:
4.以磺酰胺、二氯亚砜和氯磺酸为原料,反应生成双氯磺酰亚胺,然后以氢氟酸为氟化剂,将双氯磺酰亚胺与碱金属氟化物反应生成双氟磺酰亚胺碱金属盐,再通过锂化得到双氟磺酰亚胺锂,如cn103935970a,但采用该方法制备双氟磺酰亚胺碱金属,制备过程中会生成大量水,且存在工艺繁琐、收率低等缺陷。
5.以磺酰氯或硫酰氟和氨气为原料,利用hf氟化剂与硫酰氯和氨气反应得到双氯磺酰亚胺,接着进行氟化反应得到双氟磺酰亚胺锂的碱盐,再使其与碱性物质混合,得到双氟磺酰亚胺碱金属盐,碱金属盐与锂化试剂进行置换反应,得到双氟磺酰亚胺锂,如cn104495767a,但采用该方法制备双氟磺酰亚胺锂,需在高压条件下进行,设备投资成本高,且反应过程中会剧烈放热,存在极大安全隐患。
6.以氟磺酸与尿素为原料,氟磺酸与尿素反应生成双氟磺酰亚胺,双氟磺酰亚胺与氟化锂进行锂化反应生成双氟磺酰亚胺锂,如us5916475a,但采用该方法制备双氟磺酰亚胺锂,所采用的原料氟磺酸的成本较高且具有一定腐蚀性,反应过程中生成的氟化氢也具有强腐蚀性,不仅易造成设备的损坏,同时可能会导致在应用过程中锂离子二次电池的性能降低。
7.综上所述,传统的双氟磺酰
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