六氟磷酸锂合成技术与市场分析

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1、有机氟工业·18·Organo－FluorineIndustry2011年第3期六氟磷酸锂合成技术与市场分析12严雷梁诚(1．江苏国恒安全评价咨询公司，江苏南京210009;2．中石化南化公司，江苏南京210048)1前言PF5气体，并以一定速度导入进入下一步反应;2)将卤化锂溶于无水HF中，控制一定的温度，使LiF溶锂离子电池自20世纪90年代实现工业化生产于液态无水HF形成均相体系;3)将PF5导入液态以来，由于其工作电压高、能量密度大、自放电率小HF与LiF形成的均相体系中，在－50℃左右的低等特点，成为目前积极开发应用的新能源之一。锂温下反应生成LiPF6，反应结束后，分离出Li

2、PF6晶离子电池所必需的电解质种类中性能最好、用量最体，并用惰性气体驱除残留在晶体中的HF。大的是六氟磷酸锂，含有六氟磷酸锂电解液成为锂目前生产工艺缺点比较明显:1)反应中使用大电池四大关键材料(正极、负极、隔膜、电解液)之量的腐蚀性很强的无水HF，对设备材质要求高;2)一。因此六氟磷酸锂合成技术水平很大程度上决定反应条件苛刻，要求在深冷的条件下进行，反应能耗电解液甚至锂电池的技术发展，由于锂电池巨大市较大;3)反应步骤较多、工艺冗长。但是该工艺使场需求和良好的发展前景，六氟磷酸锂的市场前景用相对廉价的HF作为氟化剂，生成LiPF6后各种杂异常广阔。质以气态方式离开系统，使LiPF6纯化

3、过程相对简单。2合成技术进展2．2工艺技术进展2．1生产工艺针对目前工业化路线存在的主要缺点，国内外美国科学家于1950年率先提出LiPF6的合成研究人员对现有工艺技术进行改进与完善，其中具方法，采用PF5与LiF在镍制容器中直接反应得到有工业化应用前景的工艺主要有如下几种。产品，反应在高温高压下进行，且未使用任何溶剂，2．2．1转化法反应产率过低，因此无法实现工业化生产。由于LiPF6热稳定性很差，受热易于分解，且在随后研究人员开发出以LiF为锂源，以PCl5为水中极易分解，因此生产LiPF6过程尽量控制温度磷源，以HF为氟化剂，先制得中间体PF5，再将气态和避免含水原料。相比之下其他

4、碱金属六氟磷酸盐的PF5与固态的LiF反应制得LiPF6，该法PF5制KPF6、NH4PF6等，热和水中稳定性就要好得多，可备、纯化与第二步气固反应都非常困难，经过多年的以在水介质中进行制备和蒸发浓缩，因此可以采用摸索、改进与完善，终于实现了工业化，目前国内外先制备出KPF6、NH4PF6，然后将转化成LiPF6。美工业化生产基本采用该路线，不同企业只是在具体国富美实公司专利介绍，将一定量的KPF6在室温环节做了完善与提升，反应方程式如下:下溶解于乙腈中，同时将一定量的LiCl与乙腈在室PCl5+5HF→PF5+5HCl温下形成悬浮液，将两种溶液混合并搅拌，然后以一PF5+LiF

5、→LiPF6定流量向混合液中通入氨气24h，过滤出KCl晶体该法核心步骤:1)将磷源(PCl5)与无水氟化氢在后，真空蒸发滤液得到LiPF6产品。内衬聚四氟乙烯或蒙乃尔合金反应器中，于－20℃俄罗斯研究人员则对NH4PF6转化成LiPF6做以下反应生成PF5，生成的粗PF5接着与HF反应生了大量研究，大致过程为，先制备出NH4PF6，然后使成白色结晶HPF6，将HPF6结晶从溶液中分离出之转化为Li(C5H5N)PF6，再以硫酸溶液分解或真空来，然后升温到－10～20℃，HPF6发生分解，生成分解制得纯的LiPF6。———————————————作者简介:严雷，男，高级工程师，曾经长期从

6、事含氟精细中间体研究开发与生产管理，现主要从事化工安全评价和咨询工作。2011年第3期严雷梁诚·六氟磷酸锂合成技术与市场分析·19·转化法由于工艺过程存在大量KCl、CH3CN、溶液法关键在于溶剂的选择，所选择溶剂应具H2SO4和金属盐等溶液，产品含有这些杂质较高，纯备以下几个主要条件:1)对LiPF6具有足够大的溶化处理难度较大，在一定程度上制约其产业化进程。解度，而对于LiF、LiCl基本不溶;2)化学性质比较2．2．2溶液法稳定，不与PF5、PCl5等反应;3)溶剂的沸点应相对为了实现PF5与LiF之间反应，传统生产工艺较低，便于回收、循环使用。使用液态的无水HF作为溶剂，设备腐蚀

7、严重，若能目前溶液法技术开发方兴未艾，但是产品纯化够避免HF使用或直接制备出用于锂电池的LiPF6仍然是一个比较大的难题，产业化尚未实施，但是应溶液，则可以减少设备腐蚀和减少操作流程。围绕用前景值得期待。这一思路，国内外研究人员开发出多种溶剂来解决2．2．3其他该问题。日本专利提出水相法制备碱金属六氟磷酸盐的国外相关专利介绍，将干燥去水的高纯LiF分方法，采用质量分数为50%～98%的HxPOyFz与氢散到碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二