六氟磷酸锂的生产工艺及检测

河南机电高等专科学校毕业设计论文

论文题目：高纯六氟磷酸锂生产技术及检测

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2012年05 月 9 日

目录

摘要

绪论 (1)

第1章六氟磷酸锂的制备工艺 (3)

1.1 溶液法制备六氟磷酸锂 (3)

1.2 用无水氟化氢作溶剂的制备工艺 (5)

1.3 以乙腈作为溶剂的制备工艺 (8)

1.4 本章小结 (9)

第2章杂质对六氟磷酸锂性能的影响 (10)

2.1 水和氟化氢含量的影响 (10)

2.2 铁、镍、钠、铝等金属杂质影离子的影响 (10)

2.3 杂质来源分析与产品质量的控制 (10)

第3章多方法联用检测六氟磷酸锂 (12)

3.1 GB/T 19282-2003分析方法简介 (12)

3.2 检测方法的新改进 (17)

3.3 检测方法的评价 (19)

第4章国内外六氟磷酸锂发展现状及市场前景 (21)

致谢…………………………………………………………………………………

参考文献……………………………………………………………………………

附录…………………………………………………………………………………

摘要

六氟磷酸锂在有机溶剂中的溶解度、电导率、安全性和环保性方面最具优势，成为目前应用范围最广的锂盐电解质。本文主要介绍了溶液法制备六氟磷酸锂工

工艺方法；分析了杂质对六氟磷酸艺、无水氟化氢作溶剂和乙腈作溶剂制备LiPF

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锂性能的影响；介绍了多方法联用检测六氟磷酸锂的方法；并对国内外六氟磷酸锂发展现状及市场前景进行了展望。

关键词：六氟磷酸锂；制备方法；影响因素；检测；展望

ABSTRACT

Six lithium hexafluorophosphate solubility in organic solvents, conductivity, safety and environmental protection the most advantage, has become the most widely used lithium electrolyte. This paper mainly introduces the solution method for preparing six lithium hexafluorophosphate process, anhydrous hydrogen fluoride and acetonitrile as the solvent solvent for preparing LiPF6process; analysis of impurities on six lithium hexafluorophosphate performance; introduced by combined method for detection of six lithium hexafluorophosphate method; and the domestic and foreign development status of six lithium hexafluorophosphate and market prospect.

Key Words：Lithium ion battery; six lithium hexafluorophosphate; preparation method;

detection; influence factors

绪论

六氟磷酸锂是白色结晶或粉末，相对密度 1.50。潮解性强；易溶于水、还溶于低浓度甲醇、乙醇、丙酮、碳酸酯类等有机溶剂。暴露空气中或加热时分解。暴露空气中或加热时六氟磷酸锂在空气中由于水蒸气的作用而迅速分解，放出PF5而产生白色烟雾。

六氟磷酸锂是锂离子电池电解液中的重要组成物质之一，与LiBF4、LiAsF6、LiClO4等电解质相比，在有机溶剂中的溶解度、电导率、安全性和环保性方面最具优势，成为目前应用范围最广的锂盐电解质。六氟磷酸锂的优点：在电极上，尤其是碳负极上，形成适当的SEI膜；对正极集流体实现有效的钝化，以阻止其溶解；有较宽广的电化学稳定窗口；在各种非水溶剂中有适当的溶解度和较高的电导率；有相对较好的环境友好型。

由于六氟磷酸锂合成难度较高，整个生产过程涉及高低温、无水无氧操作、高纯精制、强腐蚀，对设备和操作人员要求高、工艺难度极大，我国在六氟磷酸锂产业化方面落后于日本等发达国家。但巨大的市场前景吸引越来越多的相关企业介入六氟磷酸锂的研究与产业化开发中，逐渐实现工业化合成工艺的技术突破，使我国摆脱只能生产低端六氟磷酸锂电解质的现状。

多氟多化工股份有限公司（002407）是中国唯一能够批量生产晶体六氟磷酸锂的公司，预计1000吨将在年底投产，产品经过市场检验，质量达到国际一流水平，已经广泛应用于电动汽车等高端领域。目前公司已建立起独立的锂电实验中心，配备了世界上先进的SEM、XRD、ICP-master、比表面积仪等分析检测设备，可对各种材料的微观结构进行表征。投入了3个1000多万元：1000多万元用于对六氟磷酸锂的技术投入，1000多万元用于引进技术，1000多万元用于中试、小试生产线。近期多氟多年产2000吨的六氟磷酸锂项目在焦作十大产业园区之一的多氟多新能源产业园奠基。标志着多氟多公司实现了六氟磷酸锂的国产化，未来该项目投产后将能打破我国锂电池电解质始终依赖进口的格局。

LiPF6的制备过程对环境要求极高，需在高纯氮气或高纯氖气的气氛保护下进行。目前LiPF6主要用做电池电解质，但要求产品纯度极高，这在很大程度上依赖于反应和提纯过程中所使用的溶剂。目前工业化生产LiPF6是以无水氟化氢为溶剂的制备法为主，很难避免产品中残余的HF对电池及其它用途产品的影响，故不是理想的溶剂。由于乙腈对电池电性能没有影响，对装置材质要求不高，再加上乙腈不与LiPF6制备过程中的杂质发生反应或溶解这些杂质，因此,能较容易将生产