六氟磷酸锂的一些资料

以锂离子电池为代表的电化学储能技术由于操作无污染、循环性好等优异性能，在近三十年得到了广泛的应用。目前主要有两大类应用场景，其一为手机、电子计算机等3C电子产品，其二为电动/混动汽车。随着经济的不断发展导致电子产品消费市场的不断扩大以及政策鼓励、环保要求等促进了新能源汽车的发展，锂离子电池市场需求不断扩大。
锂离子电池的依靠Li+在正负两极间往返嵌入和脱嵌来实现充放电的过程。通常意义上，锂离子电池主要分为四部分：电池正极、电解液、电池负极、隔膜。电解液是在电池正、负极之间起传导作用的离子导体‚它本身的性能及其与正负极形成的界面状况很大程度上影响电池的性能，被誉为锂离子电池的血液。
电解液一般可分为溶剂、锂盐、添加剂三部分。电解液中的锂盐又可分为有机锂盐、无机锂盐。六氟磷酸锂是当前已商品化的电解质锂盐，虽然其热稳定性差，在受热时易分解。且分解产物容易与碳酸酯类的溶剂发生反应。同时六氟磷酸锂对水较为敏感，会与水反应生成氢氟酸，氢氟酸会与电池的阳极材料发送反应。尽管如此六氟磷酸锂的综合性能仍优于其他锂盐，是目前锂盐市场的主流产品。
六氟磷酸锂合成较为困难，存在一定的技术门槛。主要体现在以下方面，其一是原料的纯度要求极高，其二是生产过程设计到无水无尘环境控制，其三是高腐蚀性、高毒害性、存在一定的环境保护问题。工艺难度之外，还存在整个工业化过程投资较大，周期长，下游客户认证时间长等特点。这都加深了六氟磷酸锂大规模生产的难度。
电池级别的六氟磷酸锂对锂盐的纯度要求极高，制备过程中对金属离子、水分子等含量控制较为苛刻。目前主流的合成方法为氟化氢溶剂法，这一方法可制取得到高纯度六氟磷酸锂，且工艺难题中氟化氢的腐蚀性问题已经得到解决。在制备过程中需要对反应体系的温度进行严格控制。氟化锂首先溶于氢氟酸溶液，待温度稳定后加入五氯化磷（控制成本），使反应充分进行。反应结束后升温，通过惰性气体去除HF，最终得到六氟磷酸锂晶体。
目前锂盐生产过程会产生大量含氟、氯化氢的废液，未来生产过程中如果能将废液资源化利用，生产盐酸、冰晶石等材料，将有利于经济效益以及环境保护。同时在提高生产工艺方面也可进行大量工作，最终目的是尽可能提高产品的纯度，降低生产成本。
本文撰写过程中主要参考了赵永锋的高品质六氟磷酸锂晶体的绿色制备工艺及应用，以及沙顺萍的锂离子电池电解质材料六氟磷酸锂的制备及性能研究。向两位表示由衷的感谢。