專利名稱：鋰離子電池電解液用聯(lián)苯的精制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池制造技術(shù)領(lǐng)域，具體地是一種非水電解液用的添加劑精制方法。
背景技術(shù)：
在鋰離子電池制造過程中，向非水有機(jī)溶劑電解液中添加適量的聯(lián)苯，可以改善電池在使用過程中的安全性。但普通的工業(yè)品或化學(xué)試劑級聯(lián)苯，由于含有較多的對電池有害的雜質(zhì)如噻吩、苯基噻吩、巰基聯(lián)苯等，在添加到由六氟磷酸鋰與有機(jī)碳酸酯構(gòu)成的非水電解液中后，聯(lián)苯中的雜質(zhì)在電解液中的微量氟離子的引發(fā)下發(fā)生聚合反應(yīng)，電解液變紅，電導(dǎo)率急劇下降，因而影響到電池的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述技術(shù)缺陷，提供一種適用于鋰離子電池電解液用的聯(lián)苯精制方法。
本發(fā)明是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的將工業(yè)品聯(lián)苯溶于惰性有機(jī)溶劑中，加入硫酸進(jìn)行多級化學(xué)處理，分離有機(jī)液層與酸層。將有機(jī)液脫酸，蒸發(fā)回收溶劑，結(jié)晶出聯(lián)苯；對得到的結(jié)晶通過減壓精餾加入鋰片，精餾、脫水得到適用于鋰離子電池電解液的聯(lián)苯。具體工藝過程為1、聯(lián)苯的溶解在常溫下，將聯(lián)苯溶于惰性有機(jī)溶劑中，聯(lián)苯的濃度以飽和濃度為上限，制得聯(lián)苯溶液。惰性有機(jī)溶劑為苯、石油醚、烷烴類。
2、化學(xué)處理向聯(lián)苯溶液中加入硫酸，充分振搖，聯(lián)苯中含硫的雜質(zhì)發(fā)生氧化、磺化，進(jìn)入酸液層，靜置，分離出有機(jī)液層，對有機(jī)液反復(fù)進(jìn)行此操作，每次混合振搖的時間不低于20min，直至有機(jī)液層無色為止。
3、有機(jī)液脫酸用堿性溶液洗滌有機(jī)液至其接近中性，再用蒸餾水反復(fù)洗滌至有機(jī)液呈中性。
4、聯(lián)苯結(jié)晶加熱蒸發(fā)除去并回收有機(jī)溶劑，聯(lián)苯結(jié)晶，在此過程中，蒸發(fā)溫度高于溶劑沸點(diǎn)0-5℃。
5、精餾脫水將得到的聯(lián)苯結(jié)晶置于減壓精餾塔中減壓精餾，餾出約總量的10-15％后，向塔釜加入金屬鋰片，繼續(xù)減壓精餾，餾出物即為產(chǎn)品。
本發(fā)明采用如下技術(shù)措施鋰離子電池電解液用聯(lián)苯的精制方法，將聯(lián)苯溶于惰性有機(jī)溶劑，加入硫酸使之與聯(lián)苯中的雜質(zhì)反應(yīng)，經(jīng)分離、堿液脫酸、蒸發(fā)結(jié)晶，減壓精餾出10-15％物料后加入鋰片，繼續(xù)減壓精餾制得適用于鋰離子電池電解液的聯(lián)苯。
本發(fā)明還可采用如下具體技術(shù)措施上述的聯(lián)苯的精制方法，其特點(diǎn)是所述惰性有機(jī)溶劑為苯、烷烴、石油醚類；有機(jī)溶液中聯(lián)苯的含量以飽和濃度為上限。
上述的聯(lián)苯的精制方法，其特點(diǎn)是所述硫酸濃度為10％-100％，優(yōu)選95-98％，有機(jī)溶液與硫酸的體積比為10∶1-10，優(yōu)選10∶2-3，反應(yīng)溫度不超過30℃。
上述的聯(lián)苯的精制方法，其特點(diǎn)是脫酸用的堿性溶液為NaOH、KOH、LiOH、Na2CO3、K2CO3、Li2CO3的0.2-2％水溶液，優(yōu)選LiOH、Li2CO3的1％的水溶液，洗滌水與有機(jī)液的體積比為10∶1-10。
上述的聯(lián)苯的精制方法，其特點(diǎn)是減壓精餾的塔頂溫度150-180℃，真空度640-720mmHg，回流比2-10∶1。
上述的聯(lián)苯的精制方法，其特點(diǎn)是鋰片的重量占聯(lián)苯重量的1-5％，優(yōu)選1-3％。
本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是聯(lián)苯純度大于99.5％，有害雜質(zhì)含量小于100ppm、水分小于100ppm；用于非水電解液后，電解液不變色，電導(dǎo)率無明顯變化，能夠延長鋰離子電池過充電的耐受時間，起到安全保護(hù)作用。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明通過下述例子予以進(jìn)一步說明，但并不局限于例中所述方法。
實(shí)施例1在具塞玻璃瓶中，加入400g苯，再加入工業(yè)聯(lián)苯350g溶解，加入100ml 98％的硫酸，于振蕩機(jī)上充分振搖30min，靜置，溶液分層，用分液漏斗分離出有機(jī)液層，再向有機(jī)液加入100ml 98％的硫酸，重復(fù)如上操作5次后，有機(jī)液層變?yōu)闊o色。分離，用1％的Li2CO3水溶液1000ml洗滌有機(jī)液，再用500ml蒸餾水洗滌有機(jī)液，6次后洗滌水為中性。分離出有機(jī)液層，80℃蒸發(fā)除去并回收溶劑苯。得結(jié)晶340g。在減壓精餾塔中精餾，塔頂溫度160℃，真空度680mmHg，回流比3∶1，餾出40g產(chǎn)品后，向塔釜加入金屬鋰片5g，調(diào)整回流比4∶1，繼續(xù)精餾，餾出260g時，停止精餾。所得產(chǎn)物主含量99.82％，水分84ppm，添加到六氟磷酸鋰的非水電解液中后，電解液不變色，電導(dǎo)率無明顯變化。
實(shí)施例2在實(shí)施例1中，將硫酸的濃度變?yōu)?0％，酸洗的次數(shù)增加到8次，其它同實(shí)施例1。所得產(chǎn)物主含量99.65％，水分89ppm，添加到六氟磷酸鋰的非水電解液中后，電解液不變色，電導(dǎo)率無明顯變化。
實(shí)施例3在實(shí)施例1中，將硫酸的濃度變?yōu)?0％，酸洗的次數(shù)增加為15次，其它同實(shí)施例1。所得產(chǎn)物主含量99.53％，水分86ppm，添加到六氟磷酸鋰的非水電解液中后，電解液不變色，電導(dǎo)率無明顯變化。
實(shí)施例4在實(shí)施例1中，將溶劑苯變?yōu)檎和?，有機(jī)溶劑的蒸發(fā)溫度變?yōu)?7-70℃，其它同實(shí)施例1。所得產(chǎn)物主含量99.60％，水分83ppm，添加到六氟磷酸鋰的非水電解液中后，電解液不變色，電導(dǎo)率無明顯變化。
比較例1將化學(xué)純聯(lián)苯100g加入精餾塔，不經(jīng)酸處理直接精餾，保持塔頂溫度160℃，真空度680mmHg，回流比3∶1，餾出15g產(chǎn)物后，加入鋰片2克，調(diào)節(jié)回流比4∶1，收集餾分60g時停止精餾。所得產(chǎn)物所得產(chǎn)物主含量99.49％，水分91ppm。將此產(chǎn)品加入六氟磷酸鋰的非水有機(jī)電解液中，電解液變紅。
比較例2將化學(xué)試劑級聯(lián)苯100g，鋰片3g加入精餾塔進(jìn)行精餾，保持塔頂溫度160℃，真空度680mmHg，回流比4∶1，餾出15g產(chǎn)物后，收集餾分作為產(chǎn)物，達(dá)60g時停止精餾。其它同比較例1。將所得產(chǎn)品加入電解液中，變紅。
比較例3在實(shí)施例1-4中，直接向減壓塔中加入金屬鋰片3g，其它同實(shí)施例1-4。所得聯(lián)苯水分含量150ppm。
權(quán)利要求
1.鋰離子電池電解液用聯(lián)苯的精制方法，其特征在于將聯(lián)苯溶于惰性有機(jī)溶劑，加入硫酸使之與聯(lián)苯中的雜質(zhì)反應(yīng)，經(jīng)分離、堿液脫酸、蒸發(fā)結(jié)晶，減壓精餾出10-15％物料后加入鋰片，繼續(xù)減壓精餾制得適用于鋰離子電池電解液的聯(lián)苯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述惰性有機(jī)溶劑為苯、烷烴、石油醚類；有機(jī)溶液中聯(lián)苯的含量以飽和濃度為上限。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述硫酸濃度為10％-100％，優(yōu)選95-98％，有機(jī)溶液與硫酸的體積比為10∶1-10，優(yōu)選10∶2-3，反應(yīng)溫度不超過30℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于脫酸用的堿性溶液為NaOH、KOH、LiOH、Na2CO3、K2CO3、Li2CO3的0.2-2％水溶液，優(yōu)選LiOH、Li2CO3的1％的水溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于減壓精餾的塔頂溫度150-180℃，真空度640-720mmHg，回流比2-10∶1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于鋰片的重量占聯(lián)苯重量的1-5％，優(yōu)選1-3％。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋰離子電池電解液用添加劑制造技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明是將工業(yè)聯(lián)苯溶于惰性有機(jī)溶劑,加入硫酸使之與聯(lián)苯中的雜質(zhì)反應(yīng),經(jīng)分離、堿液脫酸、蒸發(fā)結(jié)晶,減壓精餾出10－15%物料后加入鋰片,繼續(xù)減壓精餾制得適用于鋰離子電池電解液的聯(lián)苯。產(chǎn)品純度大于99.5%,有害雜質(zhì)含量小于100ppm、水分小于100ppm。用于非水電解液后,電解液不變色,電導(dǎo)率無明顯變化,能夠延長鋰離子電池過充電的耐受時間,起到安全保護(hù)作用。
文檔編號C07C7/04GK1343647SQ01141440
公開日2002年4月10日 申請日期2001年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月25日
發(fā)明者歐秀芹, 馮銳, 程耀麗, 張寶朋 申請人:天津化工研究設(shè)計院