本发明涉及一种用于制备双(氟磺酰基)酰亚胺的盐、优选双(氟磺酰基)酰亚胺锂(lifsi)的工艺。
背景技术：
1、双(氟磺酰基)酰亚胺及其盐、特别是双(氟磺酰基)酰亚胺的锂盐(lifsi)是多个技术领域中、包括在电池电解质中的有用的化合物。
2、用于制造双(氟磺酰基)酰亚胺的碱金属盐的若干种方法和工艺目前正在开发中并且已经在文献和专利文件中进行了描述。
3、在所描述的各种技术中，大多数使用在溶剂中用氟化剂进行的氟化反应。例如，us2019/0292054(日本触媒株式会社(nippon shokubai co.,ltd.))披露了一种用于生产双(氟磺酰基)酰亚胺的碱金属盐的方法，该方法包括使双(氟磺酰基)酰亚胺与碱金属化合物在含有有机溶剂的反应溶液中反应，该有机溶剂选自碳酸盐溶剂、环醚溶剂、分子中具有两个或更多个氧原子的直链醚溶剂、环酯溶剂、环丁砜溶剂、n,n-二甲基甲酰胺、二甲亚砜和n-甲基噁唑烷酮。
4、ep 3825278(上海如鲲新材料有限公司(shanghai rolechem co.,ltd.))披露了一种用于从双(氟磺酰基)酰亚胺和m+nxn--开始制备双(氟磺酰基)酰亚胺盐的方法，其中m选自li、na、k、rb和cs；并且x是包括b、o、n、p和si中的至少一种元素的阴离子，并且n等于或大于2；其中将这两种成分混合到非水性溶剂中，进行反应并且然后进行后处理(例如，过滤、真空浓缩以及在不良溶剂中重结晶)以获得最终产物。
5、us10,505,228(synthio化学有限责任公司(synthio chemicals,llc.))披露了一种用于从包含非水性溶剂、吸湿性金属盐和水的液体溶液中除去水的方法。更具体地，该方法包括混合以下成分：(i)包含酸性形式的吸湿性碱金属盐和第一溶剂的液体溶液、(ii)碱金属碱和(iii)非质子电解质溶剂。所得混合物产生包含水、第一溶剂或其组合的蒸气。然后将蒸气从混合物中除去以减少水的量以产生非质子电解质溶液。碱金属碱典型地包括碱金属碳酸盐、碱金属氢氧化物、碱金属碳酸氢盐或其组合。示例性锂碱包括氢氧化锂、碳酸锂、碳酸氢锂及其组合。us10,505,228的实例3披露了hfsi与碳酸锂之间在大量水中的反应。
6、在此专利中披露的工艺中，披露了作为后续步骤的中和与蒸馏或干燥步骤。结果是，在该工艺期间反应介质中的水含量可以是相对高的并且在中和步骤结束时保持为高的，这可能产生fsi副产物。此外，整个工艺需要很长的时间。
技术实现思路
1、本申请人面临开发用于制造特征在于低水含量的高纯度的双(氟磺酰基)酰亚胺盐的溶液的方法的问题。
2、本申请人还面临开发其中fsi副产物的形成可以被限制或还可以被避免，使得获得高纯度的双(氟磺酰基)酰亚胺盐并且限制对一个或多个后纯化步骤的需要的方法的问题。
3、面对以上技术问题，本申请人出人意料地开发了一种方法，其中在中和步骤之前和期间保持非常低的水浓度，这可限制不希望的fsi副产物的形成。
4、此外，本申请人开发的该方法的特征在于低能耗，这使得其适合于工业应用。
5、因此，在第一实施例中，本发明涉及一种用于制造包含至少一种有机非质子溶剂和至少一种双(氟磺酰基)酰亚胺的溶液[溶液(s1)]的方法。
6、根据本发明的本发明方法有利地提供了在适合于非水性电解质配制品的溶剂中的溶液(s1)，该溶液的处理比固体形式容易得多。
1.一种用于制造包含至少一种有机非质子溶剂和至少一种由下式(i)表示的双(氟磺酰基)酰亚胺盐的溶液[溶液(s1)]的方法：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，金属阳离子mn+是碱金属阳离子，其优选地选自na、li、k、rb和cs。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，化合物(am)选自包括以下、更优选地由以下组成的组：lioh、naoh、koh、rboh、csoh、lioh.h2o、naoh.h2o、koh.h2o、rboh.h2o、csoh.h2o、li2co3、na2co3、k2co3、rb2co3、cs2co3、lihco3、nahco3、khco3、rbhco3和cshco3。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述化合物(am)的量是每1mol的hfsi为1mol至10mol、优选1mol至5mol。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述(s)选自包括以下的组：碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、二甲氧基甲烷、1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,3-二噁烷、4-甲基-1,3-二氧戊环、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丙酸甲酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、环丁砜、3-甲基环丁砜、二甲基亚砜、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基噁唑烷酮、乙腈、戊腈、苯甲腈、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、硝基甲烷和硝基苯。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，步骤(a)和步骤(b)中的每一个在以下条件下进行：
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述溶液(s1)包含基于该溶液的总重量在5与70wt.％之间的所述具有式(i)的盐。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，在步骤(b)中，将水、和所述溶剂(s)的至少一部分作为混合物[混合物(m2)]同时除去。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述混合物(m2)是共沸物并且步骤(b)是经由共沸蒸馏进行的。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法包括：
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述方法在步骤(b)之后包括：
13.一种溶液(s1)，其包含至少一种有机非质子溶剂、至少一种由下式(i)表示的双(氟磺酰基)酰亚胺盐：
14.根据权利要求14所述的溶液(s1)，该溶液是通过根据权利要求1至11中任一项所述的方法可获得的。
15.根据权利要求13和14中任一项所述的溶液(s1)在非水性电池电解质中的用途。
