KR100971065B1 - 리튬이온전지용 전해액의 제조방법 및 이를 사용한리튬이온전지 - Google Patents

리튬이온전지용 전해액의 제조방법 및 이를 사용한리튬이온전지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 헥사플루오로인산 리튬을 전해질로 사용한 리튬이온전지용 전해액 제조에 있어서, 취급이 용이하지 않은 무수 플루오르화수소 용매를 사용하지 않고, 또한 고가의 설비나 복잡한 조작을 필요로 하지 않으며, 추가적으로 결정화 공정을 행하지 않아 저렴하게 헥사플루오로인산 리튬을 전해질로 사용한 전해액을 제조하는 방법을 제공하는 것, 및 상기 방법으로 얻어진 전해액을 사용한 리튬이온전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 비수성 유기용매 중에서, 삼염화인과 염소, 및 염화리튬을 반응시키는 공정과, 용매 중에 생성된 반응 생성물과 플루오르화수소를 반응시키는 공정을 포함하는, 헥사플루오로인산 리튬을 전해질로 한 리튬이온전지용 전해액의 제조방법에 관한 것이다.

Description

리튬이온전지용 전해액의 제조방법 및 이를 사용한 리튬이온전지{Method for producing electrolyte solution for lithium ion battery and lithium ion battery using same}
본 발명은 헥사플루오로인산 리튬을 전해질로서 사용한 리튬이온전지용 전해액의 제조방법 및 이를 사용한 리튬이온전지에 관한 것이다.
리튬이온전지 등에 유용한 전해질인 헥사플루오로인산 리튬의 제조방법은 여러가지가 제안되어 있고, 일반적인 전해액 제조는 먼저 헥사플루오로인산 리튬을 제조하고, 소정의 리튬전지용 용매에 용해시켜서 전해액으로 하는 방법이 행해지고 있다. 헥사플루오로인산 리튬의 제조방법에 대해서는, 예를 들면, 무용매로 고체의 플루오르화리튬과 기체의 오플루오르화인을 반응시키는 방법(특허문헌 1)이 있다. 이 방법에 있어서는, 플루오르화리튬의 표면에 반응 생성물의 피막이 형성되어, 반응이 완전히 진행되지 않아 미반응의 플루오르화리튬이 잔존할 우려가 있다. 또한, 마찬가지로 무용매로 오염화인과 플루오르화리튬에 무수 플루오르화수소를 첨가하여 반응시키는 방법(특허문헌 2)도 있다. 이는 반응의 제어가 용이하지 않아, 어는점 이하 수십℃까지의 냉각이 필요하다.
한편, 용매를 사용한 헥사플루오로인산 리튬의 제조방법에서는, 무수 플루오르화수소를 용매로서 용해시킨 플루오르화리튬에 가스상의 오플루오르화인을 반응시키고, 생성된 헥사플루오로인산 리튬을 결정화시켜서 취출(取出)한다는 방법(특허문헌 5)이 있다.
이 방법에서는 헥사플루오로인산 리튬의 반응율은 높지만, 증기압이 높고, 또한 독성, 부식성을 갖는 무수 플루오르화수소를 용매로서 대량으로 사용해야만 하기 때문에, 핸들링이 용이하지 않다. 또한 원료의 하나인 오플루오르화인을 별도 공정으로 제조할 필요가 있는 것과, 헥사플루오로인산 리튬의 결정화 공정이 필요한 것 등, 비용상승으로 이어질 요소가 많다.
또한, 유기용매 중에서 플루오르화리튬과 오플루오르화인을 반응시키는 방법(특허문헌 3)이 있다. 이 방법에서는 반응의 제어 및 순도의 측면에서 이점은 크지만, 전술한 바와 같이 별도 공정으로 원료의 하나인 오플루오르화인 가스를 제조하여 취급할 필요가 있기 때문에 비용의 과제가 남는다.
또한, 용매로서 무수 플루오르화수소 또는 극성 유기용매인 CH3CN을 사용하여, 삼염화인과 염소, 플루오르화수소를 반응시켜서 오플루오르화인을 얻고, 추가적으로 동일 반응기에 플루오르화리튬을 첨가하여, 오플루오르화인과 반응시켜서 헥사플루오로인산 리튬을 제조하는 방법(특허문헌 4)도 있다.
이 방법에서는 오플루오르화인의 제조도 동일 반응기 내에서 행하기 때문에 효율적이지만, 증기압이 높은 오플루오르화인의 생성을 경유하기 때문에, 가압 반응기 등의 고가의 설비와 복잡한 조작이 필요하며, 또한 기본적으로 결정화 공정이 필요하기 때문에 전해액 제조에 대해 근본적인 비용절감은 곤란한 등 많은 과제가 남아 있다.
특허문헌 1 : 일본국 특허공개 소64-72901호 공보
특허문헌 2 : 일본국 특허공개 평10-72207호 공보
특허문헌 3 : 일본국 특허공개 평9-165210호 공보
특허문헌 4 : 일본국 특허공개 평10-81505호 공보
특허문헌 5 : 일본국 특허공개 평6-56413호 공보
발명의 개요
본 발명에 있어서의 과제는, 헥사플루오로인산 리튬을 전해질로 사용한 리튬이온전지용 전해액 제조에 있어서, 전술한 바와 같이, 취급이 용이하지 않은 무수 플루오르화수소 용매를 사용하지 않고, 또한 고가의 설비나 복잡한 조작을 필요로 하지 않으며, 추가적으로 결정화 공정을 행하지 않아 저렴하게 헥사플루오로인산 리튬을 전해질로 사용한 전해액을 제조하여, 리튬이온전지용으로 사용하는 것에 있다.
본 발명자 등은 이러한 과제를 감안하여 예의 연구한 결과, 헥사플루오로인산 리튬을 전해질로 사용한 리튬이온전지용 전해액의 제조에 있어서, 취급이 용이하지 않은 무수 플루오르화수소 용매를 사용하지 않고, 또한 고가의 설비나 복잡한 조작을 필요로 하지 않으며, 추가적으로 결정화 공정을 행하지 않아 저렴하게 헥사플루오로인산 리튬을 전해질로 사용한 전해액을 얻을 수 있는 방법을 발견하고, 본 발명에 도달하였다.
본 발명에 따르면, 비수성 유기용매 중에서, 삼염화인과 염소 및 염화리튬을 반응시키는 공정(a)과, 용매 중에 생성된 공정(a)의 반응 생성물과 플루오르화수소를 반응시키는 공정(b)을 포함하는, 헥사플루오로인산 리튬을 전해질로 한 리튬이온전지용 전해액의 제조방법이 제공된다. 추가적으로, 이 제조방법은 공정(b)의 반응 생성물에 염화리튬을 첨가하는 공정(c)을 포함해도 좋다.
상세한 설명
본 발명에 따르면, 헥사플루오로인산 리튬을 전해질로 하는 리튬이온전지용 전해액의 제조에 있어서, 취급이 곤란한 무수 플루오르화수소 용매를 사용하지 않고, 고가의 설비나 복잡한 조작을 필요로 하지 않으며, 또한 결정화 공정을 행하지 않아 저렴하게 고순도의 리튬이온전지용 전해액을 얻을 수 있다. 또한, 이 전해액을 사용한 리튬이온전지를 제공할 수 있다.
본 발명의 헥사플루오로인산 리튬을 포함하는 리튬이온전지용 전해액의 제조방법은, 반응 수율이 높고, 기본적으로 대기압에서 반응을 행하는 것이 가능하기 때문에, 반응 제어가 용이하며, 추가적으로, 반응용매로서 리튬전지용 비수성 유기용매를 사용함으로써, 결정화하여 헥사플루오로인산 리튬 분말을 취출하지 않아도 직접 반응용액을 리튬이온전지용 전해액으로서 사용할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 리튬이온전지용 전해액의 제조방법은, 상기 리튬전지용 비수성 유기용매 중 어느 1종류, 또는 수종류의 혼합용매 중에서 실시된다.
사용되는 비수성 유기용매는, 화학적 안정성이 높고, 또한 헥사플루오로인산 리튬의 용해도가 높은 쇄상(鎖狀) 또는 환상(環狀)의 탄산에스테르화합물, 또는 둘 이상의 산소원자를 갖는 에테르화합물이 바람직하다. 이러한 용매는, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 1,2-디메톡시에탄 등을 들 수 있다.
본 발명의 제조방법은, 먼저 비수성 유기용매에 원료인 삼염화인과 염화리튬을 첨가하고, 여기에 염소가스를 불어넣음으로써, 상기 비수성 유기용매 중에서 반응이 실시되고, 그 다음, 이 반응 생성물을 포함하는 용매 중에 플루오르화수소를 도입하여, 반응 생성물과 반응시키는 것이다.
본 발명에 있어서, 염화리튬, 염소, 삼염화인의 각각의 몰비는 1~1.1:1:1~2이고, 삼염화인의 양은 염소가스와 동량 또는 염소가스보다도 많이 첨가할 필요가 있다. 염소가스의 양이 삼염화인보다도 많으면, 과잉의 염소가스가 용매와 반응하여 불순물이 생성되기 때문이다. 이 때문에 삼염화인의 양을 염소가스보다도 1~2 배몰의 범위에서 많이 첨가할 필요가 있다. 또한, 염화리튬의 양은 원료비용의 측면에서, 염소가스의 1~1.1 배몰이 바람직하다. 보다 바람직하게는 1.05~1.1 배몰이다.
다음으로, 비수성 유기용매에 대한 원료의 첨가량은, 비수성 유기용매 1리터에 대해 염화리튬이 400 g 이하, 바람직하게는 100 g 이하로 할 필요가 있다. 염화리튬의 양이 비수성 유기용매 1리터에 대해 400 g을 초과하면 생성물이 포화가 되어, 미반응의 염화리튬이 생겨 반응의 진행이 불가능해진다.
이 반응을 행할 때의 온도는, 하한이 -40℃, 바람직하게는 5℃이고, 상한은 100℃, 바람직하게는 50℃이다. 반응온도가 -40℃ 미만에서는, 비수성 유기용매가 응고되어 버리기 때문에 반응이 진행되지 않는다. 또한 100℃ 보다도 높은 경우, 착색이나 부반응의 원인이 되기 때문에 바람직하지 않다.
상기 반응시의 압력은 특별히 한정되지 않지만, 생성되는 가스성분은 없고, 대기압에서 반응은 신속하게 100% 진행되기 때문에, 특별한 내압 반응기를 필요로 하지 않아, 기본적으로 대기압 부근에서 행한다.
또한 반응시에 빛이 조사되면, 비수성 유기용매와 염소의 반응이 발생할 우려가 있기 때문에, 반응시에는 차광된 조건하에서 행하는 것이 바람직하다.
한편, 염소가스 불어넣기 완료 후, 반응기 내에 첨가한 염화리튬 분말은, 반응식 1에 의해 전부 또는 일부 용해되어, 헥사클로로인산 리튬으로 추정되는 중간체 화합물이 된다.
Figure 112008044586122-pct00001
다음으로, 생성된 헥사클로로인산 리튬의 플루오르화를 행하기 위해, 무수 플루오르화수소를 반응기 내에 도입한다. 이때, 무수 플루오르화수소는 가스상이어도 액상이어도 상관없다. 이하의 반응식 2에 의해 목적 생성물인 헥사플루오로인산 리튬이 얻어진다.
Figure 112008044586122-pct00002
무수 플루오르화수소의 도입량은, 중간 생성물인 헥사클로로인산 리튬과 전(前)반응에서의 과잉분의 삼염화인을 합한 양에 대해, 몰비로 6.01 배몰 이상 필요하다. 무수 플루오르화수소의 양이, 헥사클로로인산 리튬과 과잉분의 삼염화인의 합한 양과 동량 또는 적으면, 헥사클로로인산 리튬의 플루오르화가 충분히 진행되지 않아, 부분 플루오르화염소화인산 리튬 및 삼염화인이 잔존되어 버리기 때문에, 액중의 염소농도가 높아져, 리튬전지 특성에 악영향을 미칠 우려가 있다. 무수 플루오르화수소의 양이 헥사클로로인산 리튬과 과잉분의 삼염화인을 합한 양에 대해 몰비로 6.01 배몰 이상이면, 헥사클로로인산 리튬은 완전히 헥사플루오로인산 리튬에 반응할 뿐 아니라, 과잉분의 삼염화인도 증기압이 높은 삼플루오르화인과 반응하여, 나중의 감압처리 등으로 용이하게 제거하는 것이 가능해진다. 이 때문에, 무수 플루오르화수소의 양은, 헥사클로로인산 리튬과 과잉분의 삼염화인을 합한 양 이상 도입할 필요가 있다. 또한, 무수 플루오르화수소의 도입량은 원료비용의 측면에서, 헥사클로로인산 리튬과 과잉분의 삼염화인을 합한 양의 6.01~7.20 배몰의 범위가 바람직하다.
이 반응을 행할 때의 온도는, 하한이 -40℃, 바람직하게는 5℃이고, 상한은 100℃, 바람직하게는 50℃이다. 반응온도가 -40℃ 미만에서는, 비수성 유기용매가 응고되어 버리기 때문에 반응이 진행되지 않는다. 또한 100℃ 보다도 높은 경우, 착색이나 부반응의 원인이 되기 때문에 바람직하지 않다.
이 반응시의 압력은 특별히 한정되지 않지만, 부생성되는 염화수소를 제거하기 위해, 일반적으로 대기압 부근에서 행해진다.
얻어진 헥사플루오로인산 리튬 비수성 유기용액에 있어서, 액중에 존재하는 부생성된 염화수소, 삼플루오르화인, 과잉 도입분의 플루오르화수소는 감압처리, 버블링처리, 증류 등에 의해 제거 가능하고, 또한, 플루오르화수소에 한해서는 예를 들면 염화리튬의 재첨가에 의해 반응식 3에 의해 증기압이 높은 염화수소로 전화(轉化)시켜서 감압처리, 버블링처리, 증류 등에 의해 제거 가능하다. 리튬이온전지에 사용 가능한, 고순도의 헥사플루오로인산 리튬이 용해된 전해액이 얻어진다.
Figure 112008044586122-pct00003
이상과 같이 하여 얻어진 헥사플루오로인산 리튬용액으로부터 냉각이나 농축이라는 결정화 공정에 의해, 헥사플루오로인산 리튬 결정을 얻는 것도 가능하지만, 본 발명에서는 반응에 사용한 비수성 유기용매로서 리튬이온전지용 용매를 사용하고 있기 때문에, 반응에 의해 얻어진 용액으로부터 헥사플루오로인산 리튬을 결정화 공정에서 고체로서 취출하지 않고, 직접 리튬이온전지용 전해액 원료로서 사용하는 것이 가능하다.
이하, 본 발명을 실시예를 토대로 추가적으로 설명하나, 이러한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
폴리테트라플루오로에틸렌제 반응기 중에 500 g의 디메틸카보네이트, 72 g의 삼염화인, 21 g의 염화리튬을 첨가하고 교반 분산하였다. 이때 폴리테트라플루오로 에틸렌제 반응기는 차광처리한 것을 사용하였다. 이 분산액을 10℃로 유지하면서 염소가스를 35.5 g 도입하였다. 도입 완료 후의 용액은 고형분이 용해되어 담황색의 용액으로 되어 있고, 반응이 진행되어 헥사클로로인산 리튬이 생성되었다. 얻어진 용액에 66 g의 무수 플루오르화수소를 10℃로 유지하면서 도입하였다. 도입 완료 후의 용액은 담황색에서 무색으로 변화되고, 헥사플루오로인산 리튬이 생성되었다.
다음으로 얻어진 용액 중의 과잉의 플루오르화수소를, 염화리튬의 재첨가에 의해 염화수소와 플루오르화리튬으로 전화시키고, 반응 중의 부생성물인 염화수소 및 삼플루오르화인과 함께 감압처리에 의해 제거하였다.
얻어진 용액을 NMR로 분석한 결과, 디메틸카보네이트의 분해 등은 보이지 않고, 생성물은 헥사플루오로인산 리튬 뿐이었다. 또한, NMR로부터 구한 용액 중의 헥사플루오로인산 리튬의 양은 75 g으로, 수율은 거의 100%인 것을 확인하였다. 또한 이 용액에 대해서, 리튬전지 특성에 악영향을 미치는 산성 불순물 농도는 10 ppm이고, 헥사플루오로인산 리튬 고체 환산으로 70 ppm이었다.
실시예 2
폴리테트라플루오로에틸렌제 반응기 중에 500 g의 디에틸카보네이트, 72 g의 삼염화인, 21 g의 염화리튬을 첨가하고 교반 분산하였다. 이때 폴리테트라플루오로에틸렌제 반응기는 차광처리한 것을 사용하였다. 이 분산액을 10℃로 유지하면서 염소가스를 35.5 g 도입하였다. 도입 완료 후의 용액은 고형분이 용해되어 담황색의 용액으로 되어 있고, 반응이 진행되어 헥사클로로인산 리튬이 생성되었다. 얻어 진 용액에 66 g의 무수 플루오르화수소를 10℃로 유지하면서 도입하였다. 도입 완료 후의 용액은 담황색에서 무색으로 변화되고, 헥사플루오로인산 리튬이 생성되었다.
다음으로 얻어진 용액 중의 과잉의 플루오르화수소를, 염화리튬의 재첨가에 의해 염화수소와 플루오르화리튬으로 전화시키고, 반응 중의 부생성물인 염화수소 및 삼플루오르화인과 함께 감압처리에 의해 제거하였다.
얻어진 용액을 NMR로 분석한 결과, 디에틸카보네이트의 분해 등은 보이지 않고, 생성물은 헥사플루오로인산 리튬 뿐이었다. 또한, NMR로부터 구한 용액 중의 헥사플루오로인산 리튬의 양은 75 g으로, 수율은 거의 100%인 것을 확인하였다. 또한 이 용액에 대해서, 리튬전지 특성에 악영향을 미치는 산성 불순물 농도는 14 ppm이고, 헥사플루오로인산 리튬 고체 환산으로 98 ppm이었다.
실시예 3
폴리테트라플루오로에틸렌제 반응기 중에 500 g의 메틸에틸카보네이트, 72 g의 삼염화인, 21 g의 염화리튬을 첨가하고 교반 분산하였다. 이때 폴리테트라플루오로에틸렌제 반응기는 차광처리한 것을 사용하였다. 이 분산액을 10℃로 유지하면서 염소가스를 35.5 g 도입하였다. 도입 완료 후의 용액은 고형분이 용해되어 담황색의 용액으로 되어 있고, 반응이 진행되어 헥사클로로인산 리튬이 생성되었다. 얻어진 용액에 66 g의 무수 플루오르화수소를 10℃로 유지하면서 도입하였다. 도입 완료 후의 용액은 담황색에서 무색으로 변화되고, 헥사플루오로인산 리튬이 생성되었다.
다음으로 얻어진 용액 중의 과잉의 플루오르화수소를, 염화리튬의 재첨가에 의해 염화수소와 플루오르화리튬으로 전화시키고, 반응 중의 부생성물인 염화수소 및 삼플루오르화인과 함께 감압처리에 의해 제거하였다.
얻어진 용액을 NMR로 분석한 결과, 메틸에틸카보네이트의 분해 등은 보이지 않고, 생성물은 헥사플루오로인산 리튬 뿐이었다. 또한, NMR로부터 구한 용액 중의 헥사플루오로인산 리튬의 양은 75 g으로, 수율은 거의 100%인 것을 확인하였다. 또한 이 용액에 대해서, 리튬전지 특성에 악영향을 미치는 산성 불순물 농도는 12 ppm이고, 헥사플루오로인산 리튬 고체 환산으로 84 ppm이었다.
다음으로 이 용액을 사용하여 테스트 셀을 제작하고, 충방전 시험에 의해 전해액으로서의 성능을 평가하였다. 먼저 합성한 헥사플루오로인산 리튬/메틸에틸카보네이트용액을 2배 정도 농축하고, 거기에 에틸렌카보네이트를 체적비로 메틸에틸카보네이트:에틸렌카보네이트=2:1이 되도록 첨가하여 1 mol/L의 헥사플루오로인산 리튬/(메틸에틸카보네이트, 에틸렌카보네이트 혼합용매) 전해액을 조합(調合)하였다.
이 전해액을 사용하여 음극에 흑연, 양극에 코발트산리튬을 사용한 테스트 셀을 조립하였다. 구체적으로는, 천연흑연 분말 95 중량부에, 바인더로서 5 중량부의 폴리플루오르화비닐리덴(PVDF)을 혼합하고, 추가적으로 N,N-디메틸포름아미드를 첨가하여 슬러리상으로 하였다. 이 슬러리를 니켈메쉬 상에 도포하고, 150℃에서 12시간 건조시킴으로써, 시험용 음극체로 하였다. 또한, 코발트산리튬 85 중량부에, 흑연 분말 10 중량부 및 PVDF 5 중량부를 혼합하고, 추가적으로 N,N-디메틸포 름아미드를 첨가하여 슬러리상으로 하였다. 이 슬러리를 알루미늄박 상에 도포하고, 150℃에서 12시간 건조시킴으로써, 시험용 양극체로 하였다. 폴리프로필렌 부직포를 세퍼레이터로 하고, 본 실시예의 반응용액을 전해액으로 하여, 상기 음극체 및 양극체를 사용하여 테스트 셀을 조립하였다. 계속해서 정전류 충방전 시험을, 충전, 방전 모두 0.35 mA/㎠로, 충전 4.2 V, 방전 2.5 V까지의 사이클을 반복해서 행하여 용량 유지율의 변화를 관찰하였다.
그 결과, 충방전 효율 거의 100%로, 100 사이클 종료 후의 용량 유지율은 전혀 변화하지 않았다.
실시예 4
폴리테트라플루오로에틸렌제 반응기 중에 500 g의 디메틸카보네이트, 69 g의 삼염화인, 21 g의 염화리튬을 첨가하고 교반 분산하였다. 이때 폴리테트라플루오로에틸렌제 반응기는 차광처리한 것을 사용하였다. 이 분산액을 25℃로 유지하면서 염소가스를 40 g 도입하였다. 도입 완료 후의 용액은 고형분이 용해되어 담황색의 용액으로 되어 있고, 반응이 진행되어 헥사클로로인산 리튬이 생성되었다. 얻어진 용액에 66 g의 무수 플루오르화수소를 10℃로 유지하면서 도입하였다. 도입 완료 후의 용액은 담황색에서 무색으로 변화되고, 헥사플루오로인산 리튬이 생성되었다.
다음으로 얻어진 용액 중의 과잉의 플루오르화수소를, 염화리튬의 재첨가에 의해 염화수소와 플루오르화리튬으로 전화시키고, 반응 중의 부생성물인 염화수소 및 삼플루오르화인과 함께 감압처리에 의해 제거하였다.
얻어진 용액을 NMR로 분석한 결과, 디메틸카보네이트의 분해로 생각되는 불 순물상이 1% 정도 보였다.
실시예 5
폴리테트라플루오로에틸렌제 반응기 중에 500 g의 디메틸카보네이트, 72 g의 삼염화인, 21 g의 염화리튬을 첨가하고 교반 분산하였다. 이때 폴리테트라플루오로에틸렌제 반응기는 차광처리한 것을 사용하였다. 이 분산액을 10℃로 유지하면서 염소가스를 35.5 g 도입하였다. 도입 완료 후의 용액은 고형분이 용해되어 담황색의 용액으로 되어 있고, 반응이 진행되어 헥사클로로인산 리튬이 생성되었다. 얻어진 용액에 57 g의 무수 플루오르화수소를 10℃로 유지하면서 도입하였다. 도입 완료 후의 용액은 담황색에서 무색으로 변화되고, 헥사플루오로인산 리튬이 생성되었다.
다음으로 얻어진 용액 중의 과잉의 플루오르화수소를, 염화리튬의 재첨가에 의해 염화수소와 플루오르화리튬으로 전화시키고, 반응 중의 부생성물인 염화수소 및 삼플루오르화인과 함께 감압처리에 의해 제거하였다.
얻어진 용액을 NMR로 분석한 결과, 디메틸카보네이트의 분해 등은 보이지 않고, 생성물은 대부분 헥사플루오로인산 리튬이었지만, 부분 플루오르화염소화인산 리튬으로 생각되는 불순물상도 1% 정도 확인되고, 또한 용액에 잔류염소가 3000 pm 정도 있었다.
비교예 1
폴리테트라플루오로에틸렌제 반응기 중에 500 g의 무수 플루오르화수소를 첨가하고, 32 g의 플루오르화리튬을 용해시켰다. 또한, 별도의 반응기에서 오염화인과 무수 플루오르화수소를 반응시켜서, 오플루오르화인 가스를 얻고, 이를 전술한 플루오르화리튬용액에 155 g 불어넣어 반응시켰다. 얻어진 반응용액을 하룻밤에 걸쳐 천천히 -20℃까지 냉각함으로써, 헥사플루오로인산 리튬의 결정을 석출시켰다. 이 결정을 여과 분별하고, 실온에서 감압처리하여 부착된 플루오르화수소를 제거하였다. 이상의 조작에 의해, 1 mm 정도의 균일 입경의 헥사플루오로인산 리튬 결정 65 g이 얻어졌다. 이 결정 중의 산성 불순물의 농도는 300 ppm이었다.

Claims (5)

  1. 비수성 유기용매 중에서, 삼염화인과 염소 및 염화리튬을 반응시키는 공정(a)과, 용매 중에 생성된 공정(a)의 반응 생성물과 플루오르화수소를 반응시키는 공정(b)을 포함하는, 헥사플루오로인산 리튬을 전해질로 한 리튬이온전지용 전해액의 제조방법.
  2. 비수성 유기용매 중에서, 삼염화인과 염소 및 염화리튬을 반응시키는 공정(a)과, 용매 중에 생성된 공정(a)의 반응 생성물과 플루오르화수소를 반응시키는 공정(b) 및 공정(b)의 반응 생성물에 염화리튬을 첨가하는 공정(c)을 포함하는, 헥사플루오로인산 리튬을 전해질로 한 리튬이온전지용 전해액의 제조방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    제1항 또는 제2항의 비수성 유기용매가, 쇄상 또는 환상의 탄산에스테르, 또는 둘 이상의 산소원자를 갖는 에테르화합물인 것을 특징으로 하는 리튬이온전지용 전해액의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    제3항의 탄산에스테르가, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트, 에틸렌카보네이트, 및 프로필렌카보네이트만으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 리튬이온전지용 전해액의 제조방법.
  5. 제3항에 있어서,
    제3항의 에테르화합물이, 1,2-디메톡시에탄인 것을 특징으로 하는 리튬이온전지용 전해액의 제조방법.
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