六氟磷酸锂是锂电池工业中的重要基础材料。它是目前锂离子电池电解液主要的商用电解质盐，在锂离子电池电解液中质量百分比为11-16%，占锂离子电池电解液原材料成本的40-60%。随着锂电池行业的迅猛发展，对该材料的需求极其旺盛，导致其价格不断攀升。最新价格甚至高达60万元/吨。生产这一关键材料能够带来很好的经济效益，同时满足不断增长的新能源材料的需求。

传统方法合成六氟磷酸锂需要使用氢氟酸做氟化试剂，将五氯化磷氟化，生成的五氟化磷再与氟化锂反应，合成六氟磷酸锂[1]。这种方法是成熟的工艺路线，但却有着较严重的环境与安全问题：首先，氟化氢作为有毒、高腐蚀的试剂，对环境与操作人员危害较大，使用时有较高的安全风险；其次，该工艺会副产1:6的废酸，亦是一种腐蚀性物质，较难处理，也是环境安全隐患。因此，开发高效、安全、清洁的新工艺合成六氟磷酸锂，对于整个行业的健康发展很有必要。

扬州大学俞磊教授（点击查看介绍）长期从事有工业应用背景的合成化学研究，在长期研究的基础之上，该教授提出“元素转移反应”理论，即通过分析相关反应的元素来源、反应驱动力、产物去处等三个要素，化繁为简，进行高效的工业合成路线开发，以充分利用资源，并将对环境的影响降到最低 [2,3]。在该理论指导下，俞磊教授与天祝宏氟锂业科技发展有限公司合作，进行创造性的六氟磷酸锂新合成工艺的研发，成功实现了非氢氟酸法六氟磷酸锂合成新工艺。在该工艺路线中，通过萤石矿粉（氟化钙）与五氯化磷的直接反应，可以直接产生五氟化磷，进而与氟化锂继续反应，合成六氟磷酸锂 [4]。由于该方法中无需使用氟化氢，从而可以避免了相关安全与环境风险，显著提高了生产工艺的安全性与环保性，并降低成本至少20%以上[2]。值得一提的是，由于使用了非酸性反应环境，该技术还可以显著降低因酸性条件下设备腐蚀而带入的金属杂质，从而明显提高了产品质量。

最近，在前期工作的基础上，该团队进一步发展出更加先进的无氯合成六氟磷酸锂新工艺。与前期工作相比，该方法使用五氧化二磷为磷源，代替五氯化磷，创造性地通过氟-氧交换技术，将其中的氧置换为氟，产生五氟化磷，进而合成六氟磷酸锂（图1）。该方法是非氢氟酸法合成六氟磷酸锂工艺的一个新发展，由于不使用含氯磷源，可以显著降低所合成的六氟磷酸锂产品中氯离子含量，从而提高的下游产品的耐用性，避免因氯离子杂质而带来的产品质量问题：例如，氯会增强电解质材料对器件的腐蚀性[5]。

因此，该技术是合成低氯高纯六氟磷酸锂材料的关键，也是制造相关高性能锂电产品的关键，是生产适应严酷应用场景的高性能设备的关键基础材料，有很好的应用推广价值。

该工作发表于《中国化学快报》（Chinese Chemical Letters）。《中国化学快报》入选中国科技期刊卓越行动计划项目，2020年度影响因子6.779。X-MOL