CN105947998B - 一种利用氮化锂制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用氮化锂制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法，包括以下步骤，将氮化锂溶于有机溶剂中，与氯氟磺酰或氟硫酸进行磺酰胺反应，得到双氟磺酰胺锂盐；该方法原料廉价易得，反应步骤简单，产率高，几乎无污染，无刻薄和危险的反应条件，产品易提纯，适合于国内大量生产化。
Description
技术领域
本发明属于锂离子电池电解质技术领域，尤其涉及一种利用氮化锂制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法。
背景技术
双氟磺酰亚胺锂(LiN(SO2F)2，以下简称LiFSI)是一个具有广泛应用前景的电解液物质，LiFSI的导电率适宜，且热稳定性、电化学稳定性高；发生副反应概率小，不会产生HF等腐蚀性气体，是当今锂离子二次电池电解液中不可缺少的高新技术类产品。随着锂电行业的不断发展，其市场需求必将越来越大，有可能成长为辅盐类锂盐化合物中的明星产品。
双氟磺酰氨锂盐的以往合成方法主要以氨水，铵盐或者氨气作为氨的来源，其后加入氯氟磺酰或氟硫酸等合成出双氯磺酰胺，然后进行氟化和锂化反应所得双氟磺酰氨锂盐，此类方法有以下几点缺点：1)在工业化大量生产过程中，氨的准确量是很难定型的过多过少促使生成不必要的副产物，2)大量使用氨气时，在不同温度和压力下很容易引起爆炸使得安全问题一直为隐患。
发明内容
本发明提供了一种利用氮化锂制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法，该方法原料廉价易得，反应步骤简单，产率高，几乎无污染，无刻薄和危险的反应条件，产品易提纯，适合于国内大量生产化。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是这样的，一种利用氮化锂制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法。，包括以下步骤：将式ⅰ所示的氮化锂溶于有机溶剂中，与氯氟磺酰或氟硫酸进行磺酰胺反应，得到式ii所示的双氟磺酰亚胺锂盐；
具体反应式如下式所示；
所述氮化锂与氯氟磺酰或氟硫酸进行磺酰胺反应的具体过程为向氮化锂中加入有机溶剂，降温至-78～-50℃后，向其中滴加氯氟磺酰或氟硫酸，整个滴加过程中保持反应温度为-78～-50℃，滴加完毕，继续反应24～36h，所得的反应溶液直接过滤，滤液经减压蒸馏除去有机溶剂得到式ii所示的双氟磺酰亚胺锂盐。
所述的有机溶剂为四氢呋喃，乙醚，1，2-二甲氧基乙醚或环己烷，优选四氢呋喃；有机溶剂用量与如ⅰ所示的氮化锂的摩尔比为4.0～4.5：1；
优选地，氯氟磺酰或氟硫酸与如ⅰ所示的氮化锂的摩尔比为2.0～2.5：1，优选2.0～2.05：1。
优选地，磺酰胺反应的反应温度控制为-78～-75℃
有益效果：该方法原料廉价易得，反应步骤一步到位，产率高，几乎无污染，无刻薄危险反应条件，产品易提纯，适合于国内大量生产化。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
称取3.5g氮化锂溶于四氢呋喃450mL后，加入到三口瓶中，温度降至-78℃之后缓慢滴加氯氟磺酰14.8mL，滴加时间为60min，整个滴加反应温度保持在-78℃～-75℃，滴加完毕后，继续反应24h，待反应完毕，直接过滤反应液，反应液经减压蒸馏，干燥得到18.6g双氟磺酰亚胺锂盐，收率(以氮化锂计)为99％。
实施例2
2)称取3.5g氮化锂溶于乙醚450mL后，加入到三口瓶中，温度降至-78℃之后缓慢滴加氯氟磺酰14.8mL，滴加时间为60min，整个滴加反应温度保持在-78℃～-75℃，滴加完毕后，继续反应36h，待反应完毕，直接过滤反应液，反应液经减压蒸馏，干燥得到18.5g双氟磺酰亚胺锂盐，收率(以氮化锂计)为98％。
实施例3
称取3.5g氮化锂溶于1，2-二甲氧基乙醚450mL后，加入到三口瓶中，温度降至-78℃之后缓慢滴加氯氟磺酰14.8mL，滴加时间为60min，整个滴加反应温度保持在-78℃～-75℃，滴加完毕后，继续反应36h，待反应完毕，直接过滤反应液，反应液经减压蒸馏，干燥得到18.5g双氟磺酰亚胺锂盐，收率(以氮化锂计)为98％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种利用氮化锂制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法，其特征在于，包括以下步骤：将式ⅰ所示的氮化锂溶于有机溶剂中，与氯氟磺酰或氟硫酸进行磺酰胺反应，得到式ii所示的双氟磺酰亚胺锂盐；
ⅰ, ii
如i所示的氮化锂与氯氟磺酰或氟硫酸进行磺酰胺反应的具体过程为向氮化锂中加入有机溶剂，降温至 -78~-50℃后，向其中滴加氯氟磺酰或氟硫酸，整个滴加过程中保持反应温度为-78~-50℃，滴加完毕，继续反应24~36h，所得的反应溶液直接过滤，滤液经减压蒸馏除去有机溶剂后得到式ii所示的双氟磺酰亚胺锂盐。
2.根据权利要求1所述的一种利用氮化锂制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法，其特征在于，所述的有机溶剂为四氢呋喃，乙醚，1，2-二甲氧基乙醚或环己烷，有机溶剂用量与如ⅰ所示的氮化锂的摩尔比为 4.0 ~ 4.5 ： 1。
3.根据权利要求1所述的一种利用氮化锂制备双氟磺酰亚胺锂盐的方法，其特征在于，所述的氯氟磺酰或氟硫酸的用量与式ⅰ所示的氮化锂摩尔比为 2.0 ~ 2.5 ： 1。
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