本發(fā)明涉及雙氟磺酰亞胺鋰的制備方法，尤其涉及一種連續(xù)化制備雙氟磺酰亞胺鋰的方法。
背景技術(shù)：
1、隨著鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的快速高質(zhì)量發(fā)展，其對電解液的安全性和能量密度提出了更高的要求。雙氟磺酰亞胺鋰鹽(lifsi)作為一種新型電解液溶質(zhì)，與傳統(tǒng)六氟磷酸鋰(lipf6)相比具有更優(yōu)的熱穩(wěn)定性和更高的導(dǎo)電率，因此，無論作為主鹽添加劑，還是核心溶質(zhì)，lifsi均有可能成為lipf6的最佳替代品。
2、目前，國內(nèi)外報(bào)道的lifsi制備技術(shù)主要有以下幾種：（1）利用合成的雙氯直接與lif反應(yīng)制備lifsi，會(huì)產(chǎn)生大量的腐蝕性氣體hf，同時(shí)過量的lif和lifsi不易分離，且殘留的hf會(huì)對鋰電池造成不良影響。（2）以氨水、銨鹽或者其他有機(jī)氨氣類為氨的來源，然后加入硫酰氯等中間體合成出雙氟磺酰氨鋰，最后進(jìn)行鋰化反應(yīng)制得雙氟磺酰氨鋰，該方法中的氨是以液體或者氣體為主，無法進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量，會(huì)生成不必要的副產(chǎn)物，另外鋰化反應(yīng)時(shí)所使用的鋰鹽溶液具有強(qiáng)堿性，且易燃易爆，存在安全隱患。（3）利用提純的雙氟酸與碳酸鋰和去離子水配成懸濁液進(jìn)行反應(yīng)，將反應(yīng)液噴霧干燥，得到產(chǎn)品，該反應(yīng)為中和放熱反應(yīng)，產(chǎn)品在水溶液中易發(fā)生分解反應(yīng)，且水的帶入使脫溶干燥變得比較困難。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是提供一種連續(xù)化制備雙氟磺酰亞胺鋰的方法，以解決上述背景技術(shù)中的提出的問題。
2、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，一種連續(xù)化制備雙氟磺酰亞胺鋰的方法，包括以下步驟：
3、步驟1：氯磺酸與氯磺酰異氰酸酯在銅絡(luò)合物催化劑的作用下反應(yīng)生成雙氯磺酰亞胺；
4、步驟2：向步驟1生成的雙氯磺酰亞胺中通入氟化氫氣體，在鐵絡(luò)合物催化劑的作用下得到雙氟磺酰亞胺；
5、步驟3：將鋰鹽加入有機(jī)溶劑中，在攪拌過程中加入步驟2得到的雙氟磺酰亞胺，得到產(chǎn)物所述雙氟磺酰亞胺鋰。
6、在本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，所述銅絡(luò)合物催化劑為cu(ncme)4bf4、cu(ncme)4pf6或cu(oac)2。
7、在本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，所述鐵絡(luò)合物催化劑為鐵卟啉絡(luò)合物或鐵多吡啶絡(luò)合物。
8、在本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，所述銅絡(luò)合物催化劑和鐵絡(luò)合物催化劑中，銅原子和鐵原子的摩爾量之比為1:(0.75-1.5)。
9、在本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，所述銅絡(luò)合物催化劑為cu(ncme)4bf4。
10、在本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，所述鐵絡(luò)合物催化劑為鐵多吡啶絡(luò)合物，所述鐵多吡啶絡(luò)合物為將鐵離子和2,2':6',2"-三聯(lián)吡啶反應(yīng)得到。
11、在本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，所述鋰鹽為licl和li2o、lioh、lihco3和li2co3中的至少一種。
12、在本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，所述有機(jī)溶劑為二氯甲烷、二氯乙烷、正己烷、環(huán)己烷、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、乙醚、丙醚、異丙醚或丁醚中的任一種。
13、在本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，一種連續(xù)化制備雙氟磺酰亞胺鋰的方法，包括以下步驟：
14、步驟1：向經(jīng)過惰性氣體干燥、置換后的合成反應(yīng)釜中加入銅絡(luò)合物催化劑和氯磺酸，然后在惰性氣體的環(huán)境下向合成反應(yīng)釜中緩慢地加入氯磺酰異氰酸酯，在55-65℃下反應(yīng)3-6h，生成含有雙氯磺酰亞胺的中間產(chǎn)物一；
15、步驟2：將合成反應(yīng)釜內(nèi)的溫度升高至80-90℃，向步驟1生成的含有雙氯磺酰亞胺的中間產(chǎn)物一中直接通入氟化氫氣體，反應(yīng)3-5h，得到含有雙氟磺酰亞胺的中間產(chǎn)物二，經(jīng)過蒸餾得到雙氟磺酰亞胺；
16、步驟3：將鋰鹽加入有機(jī)溶劑中，在攪拌過程中緩慢地加入步驟2得到的雙氟磺酰亞胺，保持溫度為0-15℃，反應(yīng)1-3h，得到含有雙氟磺酰亞胺鋰的中間產(chǎn)物三，經(jīng)過過濾、分離、蒸餾和純化后得到最終產(chǎn)物所述雙氟磺酰亞胺鋰。
17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
18、本發(fā)明無需在不同的步驟中更換反應(yīng)容器，也無需將中間產(chǎn)物分離提純后再投入下一步反應(yīng)，而是直接連續(xù)化反應(yīng)得到產(chǎn)物，并保持較高的收率；另外銅絡(luò)合物催化劑和鐵絡(luò)合物催化劑的引入進(jìn)一步降低了反應(yīng)所需的溫度，節(jié)約能源的同時(shí)提高了反應(yīng)過程的安全性。
19、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本發(fā)明。
1.一種連續(xù)化制備雙氟磺酰亞胺鋰的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)化制備雙氟磺酰亞胺鋰的方法，其特征在于，所述銅絡(luò)合物催化劑為cu(ncme)4bf4、cu(ncme)4pf6或cu(oac)2。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)化制備雙氟磺酰亞胺鋰的方法，其特征在于，所述鐵絡(luò)合物催化劑為鐵卟啉絡(luò)合物或鐵多吡啶絡(luò)合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的連續(xù)化制備雙氟磺酰亞胺鋰的方法，其特征在于，所述銅絡(luò)合物催化劑和鐵絡(luò)合物催化劑中，銅原子和鐵原子的摩爾量之比為1:(0.75-1.5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的連續(xù)化制備雙氟磺酰亞胺鋰的方法，其特征在于，所述銅絡(luò)合物催化劑為cu(ncme)4bf4。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)化制備雙氟磺酰亞胺鋰的方法，其特征在于，所述鐵絡(luò)合物催化劑為鐵多吡啶絡(luò)合物，所述鐵多吡啶絡(luò)合物為將鐵離子和2,2':6',2"-三聯(lián)吡啶反應(yīng)得到。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)化制備雙氟磺酰亞胺鋰的方法，其特征在于，所述鋰鹽為licl和li2o、lioh、lihco3和li2co3中的至少一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)化制備雙氟磺酰亞胺鋰的方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為二氯甲烷、二氯乙烷、正己烷、環(huán)己烷、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、乙醚、丙醚、異丙醚或丁醚中的任一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的連續(xù)化制備雙氟磺酰亞胺鋰的方法，其特征在于，包括以下步驟：