制备双氟磺酰亚胺铵及双氟磺酰亚胺碱金属盐的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109941978A(43)申请公布日2019.06.28(21)申请号201910336834.2(22)申请日2019.04.25(71)申请人浙江科峰锂电材料科技有限公司地址324000浙江省衢州市绿色产业集聚区纬二路15幢629室(72)发明人沈振陆李云峰(74)专利代理机构杭州之江专利事务所(普通合伙)33216代理人朱枫(51)Int.Cl.C01B21/086(2006.01)C01B21/093(2006.01)权利要求书2页说明书10页(54)发明名称制备双氟磺酰亚胺铵及双氟磺酰亚胺碱金属盐的方法(57)摘要本发明公开了制备双氟磺酰亚胺铵及双氟磺酰亚胺碱金属盐的方法，双氯磺酰亚胺与高活性的无水氯化铵在有机溶剂进行铵化反应得到双氯磺酰亚胺铵；双氯磺酰亚胺铵与高活性无水氟化铵在有机溶剂进行氟化反应，浓缩析晶后得到双氟磺酰亚胺铵粗品；将粗品溶于有机溶剂中，并加入阳离子吸附剂，析晶后得到高纯双氟磺酰亚胺铵；或者将粗品在有机溶剂下，与含有碱金属阳离子的化合物进行反应，得到双氟磺酰亚胺碱金属盐溶液；向溶液中加入阳离子吸附剂，析晶后得到高纯双氟磺酰亚胺碱金属盐。本发明以较高收率得到高纯的双氟磺酰亚胺盐，可以作为锂离子电池、超级电容器等新能源器件中的关键的高性能电解质材料。CN109941978ACN109941978A权利要求书1/2页1.制备双氟磺酰亚胺铵的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)双氯磺酰亚胺与高活性的无水氯化铵在有机溶剂中及10～50℃下进行铵化反应得到双氯磺酰亚胺铵；2)双氯磺酰亚胺铵与高活性无水氟化铵在有机溶剂中及50～150℃下进行氟化反应，过滤，反应液浓缩析晶后得到双氟磺酰亚胺铵粗品；3)步骤2)所得的双氟磺酰亚胺铵粗品溶于有机溶剂中，同时在溶剂中加入阳离子吸附剂除去金属阳离子杂质，过滤、滤液低温真空浓缩、加入不良溶剂析晶后得到高纯双氟磺酰亚胺铵；步骤1)、2)、3)中所述的有机溶剂选自乙腈、戊腈、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丙酯、环戊基甲醚、甲基叔丁基醚、异丙醚中的一种或其组合，水分含量小于50ppm；步骤1)中高活性的无水氯化铵可以是使用氟化铵与二氯亚砜反应新鲜制备的，也可以是氟化反应回收的氯化铵，其水分含量小于50ppm，其颗粒目数大于100目，氯化铵与双氯磺酰亚胺的摩尔比为0.9～1.3:1，反应时间为0.5～5h；步骤2)中高活性的氟化铵是在甲醇、乙腈等溶剂中加入除水剂如乙酸酐、三氟乙酸酐等除水后进行重结晶提纯得到的，其水分含量小于50ppm，颗粒目数大于100目，氟化铵与双氯磺酰亚胺铵的摩尔比为2～3:1，反应时间为1.5～8h。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)、2)、3)中所述的有机溶剂选自乙腈、碳酸二甲酯、乙酸乙酯、甲基叔丁基醚中的一种或几种组合，其水分含量小于20ppm；步骤1)中氯化铵的水含量小于20ppm，颗粒目数大于150目，氯化铵与双氯磺酰亚胺的摩尔比为1～1.1:1，反应温度为20～35℃，反应时间为1～3h；步骤2)中氟化铵水含量小于20ppm，颗粒目数大于150目，氟化铵与双氯磺酰亚胺铵的摩尔比为2～2.5:1，反应温度为60～100℃，反应时间为2～6h。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤3)中的有机溶剂与粗品的重量比为0.3～5:1，优选0.4～2:1；所述的阳离子吸附剂为钠离子专用吸附剂或钾离子专用吸附剂；浓缩时真空度为小于5000Pa，优选小于2000Pa；浓缩温度为20℃～120℃，优选35℃～90℃；不良溶剂选自二氯甲烷、二氯乙烷、己烷、环己烷、甲苯，不良溶剂与浓缩液的重量比为1～20:1，优选2～10:1；析晶过滤后，将晶体真空干燥，或者在惰性气体流下干燥，得到水分含量低于50ppm的双氟磺酰亚胺铵，真空干燥或惰性气体的的温度为30～100℃，优选35～80℃；所用的惰性气体包括高纯氮、高纯氩气。4.制备双氟磺酰亚胺碱金属盐的方法，其特征在于：包括以下步骤：a)双氯磺酰亚胺与高活性的无水氯化铵在有机溶剂中及10～50℃下进行铵化反应得到双氯磺酰亚胺铵；b)双氯磺酰亚胺铵与高活性氟化铵反应在有机溶剂中及50～150℃下进行氟化反应，过滤，反应液浓缩析晶后得到双氟磺酰亚胺铵粗品；c)得到的双氟磺酰亚胺铵粗品在有机溶剂及10℃～60℃下，与含有碱金属阳离子的化合物进行反应，过滤，得到双氟磺酰亚胺碱金属盐溶液，该溶液采用电解的方式进行除水；d)向步骤c)所得的除水后的双氟磺酰亚胺碱金属盐溶液中加入阳离子吸附剂除去金属阳离子杂质，过滤、滤液低温真空浓缩、加入不良溶剂析晶后得到高纯双氟磺酰亚胺碱金属盐；2CN109941978