本發(fā)明涉及一種用于通過超臨界流體萃取純化雙(氟磺酰基)亞胺的鋰鹽(lifsi)的方法。本發(fā)明還涉及由其獲得的純化的lifsi，以及此種lifsi在用于電池的電解質(zhì)中的用途。

背景技術(shù)：

1、雙(氟磺酰基)亞胺及其鹽、特別是雙(氟磺酰基)亞胺的鋰鹽(lifsi)是多個技術(shù)領域中、包括在電池電解質(zhì)中的有用的化合物。對于這些電池應用，雜質(zhì)的存在是重要的問題。

2、為抑制金屬雜質(zhì)污染，us2013/0331609(以日本曹達株式會社(nippon?soda?co.,ltd.)的名義)提出了一種用于生產(chǎn)氟磺酰亞胺銨鹽的方法，該方法包括使氯磺酰亞胺化合物與具有式nh4f(hf)p的氟化劑反應，其中p為0至10。然后可以使所獲得的氟磺酰亞胺銨鹽經(jīng)受陽離子交換反應以產(chǎn)生另一種氟磺酰亞胺鹽。該方法據(jù)說在工業(yè)上是有效的且不提供金屬雜質(zhì)。

3、類似地，專利文件jp?2016124735(以日本催化化學有限公司(nippon?catalyticchem?ltd.)的名義)和jp?2016145147以日本催化化學有限公司的名義)披露了一種用于生產(chǎn)氟磺酰亞胺化合物的方法，該方法包括使氯磺酰亞胺化合物與nh4f(hf)p反應，其中p為0至10。氟磺酰亞胺化合物可以與堿金屬化合物反應以產(chǎn)生氟磺酰亞胺的堿金屬鹽。

4、ep?3381923(以cls公司的名義)披露了一種用于生產(chǎn)雙(氟磺酰基)亞胺鋰的方法，該方法包括使雙(氯磺酰基)亞胺與氟化試劑在溶劑中反應，隨后用堿性試劑進行處理，從而生成雙(氟磺?；?亞胺銨，并且然后使雙(氟磺?；?亞胺銨與鋰基反應以生成雙(氟磺?；?亞胺鋰。

5、wo?2016/093399(以chun?bo.有限公司的名義)披露了一種用于生產(chǎn)和純化磺酰亞胺的鋰鹽的方法。該方法包括使氯磺酸和氯磺酰異氰酸酯反應以制備氯磺酰亞胺，然后使所述氯磺酰亞胺與氟化銨反應以制備氟磺酰亞胺銨鹽，然后使所述氟磺酰亞胺銨鹽與鋰化合物反應以獲得磺酰亞胺鋰鹽，并且最后借助于特定溶劑純化所述磺酰亞胺鋰鹽。

6、ep?2674395(以日本曹達株式會社的名義)披露了一種用于生產(chǎn)氟磺酰亞胺銨鹽的方法，其中最大程度地抑制了金屬雜質(zhì)的污染。該方法包括使特定的氯磺酰亞胺銨鹽與氟化氫反應。然后使由其獲得的氟磺酰亞胺銨鹽與堿金屬化合物反應以獲得氟磺酰亞胺堿金屬鹽。

7、wo?2020/099527(以索爾維公司(solvay?sa)的名義)披露了一種用于生產(chǎn)雙(氟磺?；?亞胺的堿金屬鹽的方法，該方法在工業(yè)規(guī)模上是經(jīng)濟可行的并且提供高純度產(chǎn)物。所述方法包括使雙(氯磺酰基)亞胺或其鹽與氟化銨反應以生成雙(氟磺?；?亞胺的銨鹽，通過添加至少一種沉淀溶劑進行結(jié)晶并分離雙(氟磺?；?亞胺的銨鹽，以及使結(jié)晶的雙(氟磺?；?亞胺的銨鹽與堿金屬鹽反應以獲得雙(氟磺?；?亞胺的堿金屬鹽。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、盡管在本領域中已經(jīng)披露了旨在純化用于電池應用的電解質(zhì)的制造中所使用的鹽的若干方法，但是本申請人認為仍然需要開發(fā)用于純化lifsi鹽的方法。

2、面對以上技術(shù)問題，本申請人出乎意料地開發(fā)了一種用于制造lifsi的方法，該方法在設備和反應條件方面執(zhí)行簡便并且從環(huán)境角度來看是非常友好的。

3、而且，本發(fā)明的方法允許以非常高的產(chǎn)率和高的純度獲得呈固體形式的lifsi，使得它然后可以用于電池電解質(zhì)溶液中。

4、根據(jù)本發(fā)明用于制備lifsi的有利方法是基于超臨界流體萃取。

5、因此，在第一目的中，本發(fā)明涉及一種用于純化雙(氟磺?；?亞胺的鋰鹽(lifsi)的方法，該方法在工業(yè)規(guī)模上是經(jīng)濟上可行的并且提供高純度產(chǎn)物。

技術(shù)特征：

1.一種用于純化雙(氟磺?；?亞胺的鋰鹽(lifsi)的方法，該方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟b)中的所述至少一種超臨界流體選自：一種處于超臨界狀態(tài)的流體、或至少兩種處于超臨界狀態(tài)的流體的混合物。

3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任一項所述的方法，其中，

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其中，步驟b)在容器中在至少73巴(7.3mpa)的壓力p和/或在30℃與90℃之間的溫度t下進行。

5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述超臨界流體包含co2，可選地與至少一種極性溶劑混合，該極性溶劑在該超臨界流體中的溶解度為基于所述超臨界流體和所述至少一種極性溶劑的總重量低于10wt.％。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中：

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的方法，其中，該方法是連續(xù)或半連續(xù)地進行的。

8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，該粗lifsi中的所述至少一種其他化合物選自下組，該組包括以下、優(yōu)選由以下組成：水(h2o)、氟離子(f-)、硫酸根(so42-)、氯離子(cl-)、氨基磺酸根(nh2so3-)和氟磺酸根(fso3-)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的方法，該方法進一步包括使該超臨界流體再循環(huán)的至少一個步驟。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法，所述方法在包括以下的設備中進行：

11.一種通過根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的方法可獲得的呈固體形式的雙(氟磺酰基)亞胺的鋰鹽(lifsi)，其特征在于，所述鹽含有l(wèi)ifsi和：

12.一種固體，該固體包含雙(氟磺?；?亞胺的鋰鹽(lifsi)和至少一種其他物質(zhì)，所述至少一種其他物質(zhì)選自：

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的雙(氟磺?；?亞胺的鋰鹽(lifsi)或根據(jù)權(quán)利要求12所述的固體在電池電解質(zhì)溶液中的用途。

14.超臨界流體萃取用于純化包含lifsi和至少一種雜質(zhì)的雙(氟磺?；?亞胺鋰的粗組合物(粗lifsi)的用途。

技術(shù)總結(jié)
本披露涉及一種用于純化雙(氟磺?；?亞胺的鋰鹽(LiFSI)的方法，其中通過超臨界流體萃取從粗LiFSI中萃取純化的LiFSI。本發(fā)明還涉及由其獲得的純化的LiFSI，以及此種LiFSI在用于電池的電解質(zhì)中的用途。

技術(shù)研發(fā)人員：J-H·康,P·卡文
受保護的技術(shù)使用者：法國特種經(jīng)營公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26