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多氟多關(guān)于雙氟磺酰亞胺鋰/鈉的專利申請了十幾個(gè)，量產(chǎn)時(shí)到底用的是哪個(gè)工藝？未來能否取代六氟？從近期一個(gè)論壇實(shí)錄中，我找到了答案。先來看一下這段實(shí)錄：

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接下來我介紹一下我們NaFSI的情況，因?yàn)榫褪俏覀兡壳八褂玫拟c電池的主要的電解質(zhì)還是以六氟磷酸鈉為主，但是六氟磷酸鹽，它的固有性質(zhì)，粘度比較高，在這種它的溶液粘度比較高，如果溶液粘度高，就不能把電極極片涂得很厚，動(dòng)力學(xué)性能會(huì)受很大的影響。

(資料圖片)

六氟磷酸鋰或者鈉，因?yàn)樗旧硪玫匠酥鼷}陽離子，它還有要用到大量的磷元素和氟元素。FSI鹽，因?yàn)樗闹饕貋碓炊急容^廣泛，包括氮、硫這種元素都是很廉價(jià)的元素。同樣的摩爾數(shù)下，氟的用量也會(huì)少得多。對氟元素的資源依存度， FSI鹽也只有六氟磷酸鹽的40%。所以雖然目前看起來 FSI 相對來講價(jià)格要高一些，但是如果我們從長線的資源看漲的這么一個(gè)趨勢來看，其實(shí) FSI鹽，它會(huì)更早的達(dá)到一個(gè)成本平衡，在未來會(huì)具有成本優(yōu)勢。我們通過無水法工藝改進(jìn)我們的生產(chǎn)方式之后，我們的NaFSI鹽的生產(chǎn)成本可以降低15%，裝置投資可以降低30%，生產(chǎn)效率可以提高 50% 以上。

這是我們的NaFSI的一個(gè)技術(shù)迭代和一個(gè)產(chǎn)能規(guī)劃。

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這段實(shí)錄信息量很大。

從雙氟磺酰亞胺鋰/鈉應(yīng)用情況看，首先，由于六氟磷酸鈉的分子式是NaPF6,雙氟磺酰亞胺鈉的分子式是NaN(SO2 F2 )2，六氟會(huì)用到大量的磷和氟這兩個(gè)較昂貴的元素，而雙氟相比六氟用氟量下降60%，也不用磷元素，取而代之的是白菜價(jià)的硫、氧、氮等元素，所以從原料成本看，雙氟成本比六氟成本低不少，現(xiàn)階段成本高的原因是工藝不完善，制造成本太高。工藝改進(jìn)后雙氟成本價(jià)格可低于六氟，多氟多的新工藝已經(jīng)可以做到這一點(diǎn)。

從性能看，鈉電池用雙氟磺酰亞胺鈉可以提升能量密度。目前采用六氟磷酸鈉體系的鈉離子電池能量密度已經(jīng)達(dá)到140-150，采用雙氟磺酰亞胺鈉后能量密度達(dá)到160問題不大，對標(biāo)磷酸鐵鋰不是夢。這也會(huì)大大增加鈉離子電池和雙氟磺酰亞胺鈉的需求量。鋰電池中雙氟磺酰亞胺鋰做主鹽的性能也更佳，只要價(jià)格降低，很可能逐步成為主鹽。目前大火的半固態(tài)電池，對雙氟磺酰亞胺鋰的需求量也很大。

接下來我們再看看多氟多目前已經(jīng)應(yīng)用的雙氟磺酰亞胺鋰/鈉的創(chuàng)新工藝。在此之前，先了解一下現(xiàn)在同行的主流工藝。

而多氟多說的的“無水反應(yīng)一步法”法，我比對了多氟多的十幾項(xiàng)專利，鎖定了符合這條路線的專利。下面進(jìn)行解讀。

技術(shù)路線：一種雙氟磺酰亞胺堿金屬鹽的制備方法，包括以下步驟：

1)將鹵代磺酰異氰酸酯與鹵代磺酸進(jìn)行反應(yīng)，制備雙鹵代磺酰亞胺酸；所述鹵代采用的鹵素原子為溴原子或碘原子；（優(yōu)選地，鹵代磺酰異氰酸酯采用包括以下步驟的方法制備而成：將鹵代氰液體與三氧化硫液體進(jìn)行反應(yīng)，收集鹵代磺酰異氰酸酯；所述鹵代氰為溴氰或碘氰。采用溴氰或碘氰作為原料，與三氧化硫進(jìn)行液液反應(yīng)，具有較快的反應(yīng)速度。）

2)取步驟1)收集的雙鹵代磺酰亞胺酸與堿金屬氟氫化物在無溶劑和無催化劑下進(jìn)行反應(yīng)，收集雙氟磺酰亞胺堿金屬鹽粗品進(jìn)行純化即得。所述堿金屬氟氫化物選自氟氫化鋰、氟氫化鈉、氟氫化鉀中的一種。

本發(fā)明的雙氟磺酰亞胺堿金屬鹽的制備方法，采用堿金屬氟氫化物既作為氟化試劑，又作為堿金屬源，氟化反應(yīng)的副產(chǎn)物堿金屬溴化物或堿金屬碘化物能夠與雙氟磺酰亞胺酸成鹽，從而同時(shí)進(jìn)行氟化反應(yīng)和成鹽，能夠一鍋法合成雙氟磺酰亞胺堿金屬鹽，工藝簡 單，易于操作；通過雙溴磺酰亞胺酸或雙碘磺酰亞胺酸為原料進(jìn)行反應(yīng)，溴代或碘代化合物反應(yīng)活性高，更容易被氟取代，能夠在無溶劑和催化劑條件下進(jìn)行，有利于產(chǎn)物與反應(yīng)體系的分離與純化，同時(shí)有利于加快反應(yīng)速度，縮短反應(yīng)時(shí)間；反應(yīng)產(chǎn)物為溴化氫氣體或碘化氫氣體，有助于與雙氟磺酰亞胺堿金屬鹽的分離；同時(shí)溴代或碘代的鹵代磺酰異氰酸酯和鹵代磺酸進(jìn)行反應(yīng)，也具有無需催化劑和反應(yīng)時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)。

可以看出，比起目前應(yīng)用的方法，多氟多的技術(shù)將傳統(tǒng)的氟化和鋰化（成鹽）合二為一，一步完成，對傳統(tǒng)工藝進(jìn)行了顛覆性創(chuàng)新！該方法大大簡化工藝流程，從而大幅降低制造成本，同時(shí)將收率和純度做到極致。

顯然，多氟多的自主開發(fā)新工藝實(shí)現(xiàn)了雙氟磺酰亞胺鋰/鈉產(chǎn)品的低成本和高品質(zhì)，收率、純度都做到了行業(yè)天花板，幾乎沒有任何提升空間了。同行只需把多氟多作為行業(yè)標(biāo)桿即可，很難再實(shí)現(xiàn)超越。經(jīng)測算，該技術(shù)生產(chǎn)的雙氟成本低于相應(yīng)的六氟鹽，為雙氟逐步替代六氟打下了技術(shù)基礎(chǔ)。正如多氟多董秘所言，多氟多有信心把雙氟的行業(yè)地位做到六氟一樣，隨著采用新技術(shù)的1萬噸新產(chǎn)能的投放，會(huì)把本該屬于多氟多的市場份額搶回來。

正如董事長李世江所言：“六氟磷酸鋰會(huì)不會(huì)被取代？任何產(chǎn)品都有生命周期，但想告訴大家的是，取代也是多氟多來取代的，這是我們的一個(gè)信心。”

注：之前我根據(jù)多氟多的環(huán)評資料分析了多氟多雙氟的成本，該路線仍為三步法，成本已做到對標(biāo)六氟。但該環(huán)評資料編寫于2021年底，而新技術(shù)的申請專利為2022-6-27，新產(chǎn)線開工時(shí)間為也是2022年中，相信多氟多已經(jīng)變更了產(chǎn)線技術(shù)路線。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，技術(shù)路線變更時(shí)，環(huán)評只需將變動(dòng)內(nèi)容上報(bào)即可，無需重新申請和公示。故暫無發(fā)查到新環(huán)評資料。但新技術(shù)成本必定比原有技術(shù)低，新技術(shù)路線雙氟將低于六氟。

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$多氟多(SZ002407)$$鈉離子電池(BK0754)$$鋰電池(BK0557)$

關(guān)鍵詞： 六氟磷酸 堿金屬鹽 能量密度