PROCEDE DE PURIFICATION D’UN SEL DE LITHIUM DU

BISfFLUOROSULFONYÜIMIDE

DOMAINE DE L'INVENTION

La présente invention concerne un procédé de purification d’un sel de lithium de bis(fluorosulfonyl)imide.

ARRIERE-PLAN TECHNIQUE

Les anions de type sulfonylimide, de par leur très faible basicité, sont de plus en plus utilisés dans le domaine du stockage d’énergie sous forme de sels inorganiques dans les batteries, ou de sels organiques dans les super condensateurs ou dans le domaine des liquides ioniques. Le marché des batteries étant en plein essor et la réduction des coûts de fabrication des batteries devenant un enjeu majeur, un procédé de synthèse à grande échelle et à bas coût de ce type d’anions est nécessaire.

Dans le domaine spécifique des batteries Li-ion, le sel actuellement le plus utilisé est le LiPF ₆ mais ce sel montre de nombreux désavantages tels qu’une stabilité thermique limitée, une sensibilité à l’hydrolyse et donc une plus faible sécurité de la batterie. Récemment de nouveaux sels possédant le groupement FS0 ₂ ont été étudiés et ont démontré de nombreux avantages comme une meilleure conductivité ionique et une résistance à l’hydrolyse. L’un de ces sels, le LiFSI (LiN(FS0 ₂ ) ₂ ) a montré des propriétés très intéressantes qui font de lui un bon candidat pour remplacer le LiPF ₆ .

L’identification et la quantification des impuretés dans les sels et/ou électrolytes, et la compréhension de leurs impacts sur les performances de la batterie deviennent primordiales. Par exemple, les impuretés possédant un proton mobile, en raison de leur interférence avec les réactions électrochimiques, conduisent à des performances et une stabilité globale moindre des batteries Li-ion. L’application des batteries Li-ion nécessite d’avoir des produits de haute pureté (minimum d’impuretés).

Divers procédés de purification du LiFSI sont connus. Toutefois, ces procédés présentent plusieurs inconvénients : utilisation de quantité importante de solvants, équipements encombrants, nombre d’équipements élevés, risque d’hydrolyse du LiFSI en sulfates, coût d’investissement élevé à l’échelle industrielle, ...

Il existe donc un besoin d’un procédé de purification de sel de lithium de bis(fluorosulfonyl)imide permettant de remédier, au moins en partie, à au moins l’un des inconvénients susmentionnés. DESCRIPTION DE L’INVENTION

La présente invention concerne un procédé de purification d’un sel de lithium de bis(fluorosulfonyl)imide en solution dans une composition C1 comprenant au moins un solvant S1 , ledit procédé comprenant au moins une étape d’extraction liquide-liquide en continu.

Le procédé de purification du sel de lithium de bis(fluorosulfonyl)imide selon l’invention comprend avantageusement une étape d’extraction liquide-liquide en continu avec au moins un solvant d’extraction pour extraire ledit sel de lithium de bis(fluorosulfonyl)imide de la composition C1 susmentionnée.

Dans le cadre de l’invention, on utilise de manière équivalente les termes « sel de lithium de bis(fluorosulfonyl)imide », « lithium bis(sulfonyl)imidure », « LiFSI », « LiN(FS0 ₂ ) _{2 »} , « lithium de bis(sulfonyl)imide », ou « bis(fluorosulfonyl)imidure de lithium ».

Le solvant d’extraction peut être un solvant aqueux ou un solvant organique.

L’étape d’extraction liquide-liquide peut être réalisée avec un mélange de solvants, tels que par exemple un mélange d’un solvant aqueux et d’un ou plusieurs solvant(s) organique(s), ou encore un mélange de solvants organiques différents.

Selon un mode de réalisation, le solvant d’extraction est l’eau, de préférence de l’eau désionisée.

Dans le cadre de l’invention, on utilise de manière équivalente les termes « eau désionisée » et « eau déminéralisée ».

Selon un autre mode de réalisation, le solvant d’extraction est un solvant organique, choisi dans le groupe constitué des esters, des nitriles, des éthers, des solvants chlorés, des solvants aromatiques, et de leurs mélanges. Par exemple on peut citer le diéthylcarbonate, le diméthylcarbonate, l’éthylméthyl carbonate, le méthyl-t-butyl éther, le cyclopentylméthyl éther, l’acétate d’éthyle, l’acétate de propyle, l’acétate de méthyle, l’acétate de butyle, le propionate de méthyle, le dichlorométhane, le tétrahydrofurane, l’acétronitrile, le diéthyléther, et leurs mélanges. De préférence, le solvant d’extraction est choisi parmi les éthers, les esters, et leurs mélanges, et préférentiellement le solvant d’extraction est choisi parmi le méthyl-t-butyl éther, le cyclopentylméthyl éther, l’acétate d’éthyle, l’acétate de propyle, l’acétate de butyle, et leurs mélanges.

Le procédé de purification selon l’invention peut comprendre en outre une ou plusieurs étapes supplémentaires d’extraction liquide-liquide pouvant être ou non réalisée(s) en continu.

L’étape d’extraction liquide-liquide en continu peut être réalisée dans un extracteur choisi parmi les colonnes d’extractions, et les mélangeurs-décanteurs. Dans le cadre de l’invention, on entend par « extracteur », un équipement permettant de mettre en œuvre l’extraction liquide-liquide.

Les mélangeurs-décanteurs sont bien connus de l’homme du métier. Il s’agit typiquement d’un appareil unique comprenant une chambre de mélange et une chambre de décantation, la chambre de mélange comprenant un mobile d’agitation permettant avantageusement le mélange des deux phases liquides. Dans la chambre de décantation, la séparation des phases se fait par gravité.

L’alimentation de la chambre du décanteur à partir de la chambre du mélangeur peut se faire par surverse, par le fond de la chambre de mélange, ou par une paroi perforée entre la chambre du mélangeur et la chambre du décanteur.

La colonne d’extraction peut comprendre :

- au moins un garnissage tel que par exemple un garnissage vrac et/ou un garnissage structuré. Il peut s’agir d’anneaux de Rashig, d’anneaux de Pall, d’anneaux de Saddle, des selles de Berl, des selles Intalox, ou des billes ;

et/ou

- des plateaux tels que par exemple des plateaux perforés, des plateaux à clapets fixes, des plateaux à clapets mobiles, des plateaux à calottes, ou leurs combinaisons ;

et/ou

- des dispositifs d’atomisation d’une phase dans une autre, telles que par exemple des buses

Dans le cadre de l’invention, on entend par « garnissage », une structure solide propre à accroître la surface de contact entre les deux liquides mis en contact.

La hauteur et/ou le diamètre de la colonne d’extraction dépende(nt) typiquement de la nature des liquides à séparer.

La colonne d’extraction peut être statique ou agitée. De préférence, la colonne d’extraction est agitée, préférentiellement mécaniquement. Elle comprend par exemple des mobiles d’agitation fixés sur un arbre rotatif axial. Parmi les mobiles d’agitation, on peut par exemple citer les turbines (par exemple les turbines à pales droites dites de Rushton ou turbines à pales incurvées ou turbines à pales courbes), les hélices (par exemple les hélices à pales profilées), les disques, et leurs combinaisons. L’agitation permet avantageusement la formation de fines gouttelettes pour disperser une phase liquide dans l’autre, et ainsi augmenter l’aire interfaciale d’échange. De préférence, la vitesse d’agitation est choisie de sorte à maximiser l’aire interfaciale d’échange. La colonne d’extraction peut également comprendre des chicanages solidaires des parois latérales de ladite colonne. Les chicanages permettent avantageusement de limiter le phénomène de remélange axial.

De préférence, la colonne d’extraction est une colonne d’extraction liquide-liquide à contre-courant. En particulier, la phase liquide ayant la masse volumique la plus faible est alimentée dans la partie inférieure de la colonne d’extraction tandis que la phase liquide ayant la masse volumique la plus élevée est introduite dans la partie supérieure de la colonne d’extraction.

La colonne d’extraction peut comprendre une zone de tranquillisation, située au-dessus du point d’alimentation de la phase ayant la masse volumique la plus élevée, pour recueillir une phase « légère », et une zone de tranquillisation située en-dessous du point d’alimentation de la phase ayant la masse volumique la plus faible, pour recueillir une phase « lourde ».

Selon un mode de réalisation préféré, le procédé susmentionné comprend:

(i) une étape comprenant au moins une extraction liquide-liquide du LiFSI à partir de la composition C1 avec au moins un solvant d’extraction SE1 permettant de récupérer un raffinât Ri o comprenant le solvant S1 , et un extrait E1 0 comprenant LiFSI et le solvant d’extraction SE1 ;

(ii) une étape comprenant au moins une extraction liquide-liquide de l’extrait Ei ₀ , avec au moins un solvant d’extraction SE2, permettant de récupérer un raffinât R _{2 0} comprenant le solvant d’extraction SE1 , et un extrait E _{2 0} comprenant LiFSI et le solvant d’extraction SE2 ;

au moins une des étapes (i) ou (ii) comprenant une extraction liquide-liquide réalisée en continu.

Selon un mode de réalisation, le procédé selon l’invention comprend :

(i) une étape comprenant :

- au moins une extraction liquide-liquide du LiFSI à partir de la composition C1 avec au moins un solvant d’extraction SE1 permettant de récupérer un raffinât R1 .0 comprenant le solvant S1 , et un extrait Ei . ₀ comprenant LiFSI et le solvant d’extraction SE1 ,

- l’extraction liquide-liquide pouvant être répétée n fois, avec n allant de 1 à 10, de préférence de 1 à 4, chaque extraction conduisant à un raffinât Ri _n et à un extrait Ei _n , chaque extraction liquide-liquide étant effectuée à partir du raffinât obtenu à l’extraction précédente Ri _n -i _, ,

- en cas de répétition, l’étape (i) comprend le rassemblement de Ei ₀ avec chacun des extraits formés pour former un extrait E, (ii) une étape comprenant :

- au moins une extraction liquide-liquide de l’extrait obtenu à l’étape (i), avec au moins un solvant d’extraction SE2, permettant de récupérer un raffinât R _{2 0} comprenant le solvant d’extraction SE1 , et un extrait E _{2 0} comprenant LiFSI et le solvant d’extraction SE2 ;

- l’extraction liquide-liquide pouvant être répétée m fois, avec m allant de 1 à 10, de préférence de 1 à 4, chaque extraction conduisant à un raffinât R _{2 m} et à un extrait E _{2 m} , chaque extraction liquide-liquide étant effectuée à partir du raffinât obtenu à l’extraction précédente R _{2 m-i} ,

- en cas de répétition, l’étape (ii) comprend le rassemblement de E ₂₀ avec chacun des extraits formés pour obtenir un extrait E’ ;

au moins une des étapes (i) ou (ii) comprenant une extraction liquide-liquide réalisée en continu.

Selon un mode de réalisation, le procédé est tel que :

- l’étape (i) comprend une ou plusieurs extractions liquide-liquide réalisées en continu ; ou

- l’étape (ii) comprend une ou plusieurs extractions liquide-liquide réalisées en continu ; ou

- chacune des étapes (i) et (ii) comprend une ou plusieurs extractions liquide-liquide réalisées en continu.

De préférence, le procédé est tel que :

- toutes les extractions liquide-liquide de l’étape (i) sont réalisées en continu ; ou

- toutes les extractions liquide-liquide de l’étape (ii) sont réalisées en continu ; ou

- toutes les extractions liquide-liquide de l’étape (i) et de l’étape (ii) sont réalisées en continu.

Selon un mode de réalisation, le procédé selon l’invention est tel que :

- (1 ) l’extraction liquide-liquide de l’étape (i) est réalisée dans une colonne d’extraction en continu, de préférence à contre-courant, et l’extraction (les extractions) de l’étape (ii) est(sont) réalisée(s) au moyen de plusieurs mélangeurs- décanteurs en série (en continu ou en discontinu) ;

- (2) l’extraction liquide-liquide de l’étape (i) est réalisée dans une colonne d’extraction en continu, de préférence à contre-courant, et l’extraction liquide- liquide de l’étape (ii) est réalisée dans une colonne d’extraction en continu ;

- (3) l’extraction (les extractions) de l’étape (i) est(sont) réalisée(s) au moyen de plusieurs mélangeurs-décanteurs en série (en continu ou en discontinu) ; et l’extraction liquide-liquide de l’étape (ii) est réalisée dans une colonne d’extraction en continu, de préférence à contre-courant ;

- (4) l’extraction (les extractions) de l’étape (i) est(sont) réalisée(s) au moyen de plusieurs mélangeurs-décanteurs en série (en continu ou en discontinu) ; et l’extraction (les extractions) de l’étape (ii) est(sont) réalisée(s) au moyen de plusieurs mélangeurs-décanteurs en série (en continu ou en discontinu), au moins une extraction étant réalisée continu.

Etape (i)

L’extraction liquide-liquide de l’étape (i) permet avantageusement le transfert du LiFSI de la composition C1 comprenant le solvant S1 vers le solvant d’extraction SE1 . Le raffinât R1 0 est avantageusement appauvri en LiFSI (par rapport à la composition C1 initiale), tandis que l’extrait Ei ₀ est avantageusement enrichi en LiFSI (par rapport au solvant d’extraction SE1 initial). R1 0 correspond en particulier à la composition C1 initiale mais appauvrie en LiFSI.

L’extraction liquide-liquide dans l’étape (i) peut être répétée n fois, avec n allant de 1 à 10, de préférence de 1 à 4, chaque extraction conduisant à un raffinât Ri _n et à un extrait Em, chaque extraction liquide-liquide étant effectuée à partir du raffinât obtenu à l’extraction précédente Ri _n -i . Par exemple, si n = 1 , une extraction liquide-liquide du LiFSI est opérée à partir du raffinât Ri o, avec le solvant d’extraction SE1 pour conduire à un raffinât Rn comprenant le solvant S1 , et un extrait E1 .1 comprenant LiFSI et le solvant d’extraction SE1 . Le raffinât R1 1 est avantageusement appauvri en LiFSI (par rapport au raffinât Rio initial), tandis que l’extrait Ei ₀ est avantageusement enrichi en LiFSI (par rapport au solvant d’extraction SE1 utilisé dans cette extraction). Par exemple, si n = 2, une première extraction liquide-liquide du LiFSI est opérée à partir du raffinât Ri o, avec le solvant d’extraction SE1 pour conduire à un raffinât R1 1 comprenant le solvant S1 , et un extrait E1 .1 comprenant LiFSI et le solvant d’extraction SE1 . Ensuite, une seconde extraction liquide-liquide du LiFSI est opérée à partir du raffinât R1 1 , avec le solvant d’extraction SE1 pour conduire à un raffinât R _{I 2} comprenant le solvant S1 , et un extrait E _{I .2} comprenant LiFSI et le solvant d’extraction SE1 . Le raffinât R _{I 2} est avantageusement appauvri en LiFSI (par rapport au raffinât Rn initial), tandis que l’extrait E _{I 2} est avantageusement enrichi en LiFSI (par rapport au solvant d’extraction SE1 utilisé dans cette extraction).

Lorsque l’extraction liquide-liquide de l’étape (i) est répétée n fois, l’étape (i) comprend à l’issue des extractions liquide-liquide le rassemblement de Ei ₀ avec chacun des extraits formés (par exemple E1 1 si n = 1 , E1 1 et E _{I 2} si n = 2...) pour obtenir un unique extrait E. L’extraction liquide-liquide de l’étape (ii) peut être réalisée sur l’extrait obtenu à l’étape (i), à savoir :

E-i o si l’extraction de l’étape (i) n’est pas répétée, ou

E si l’extraction liquide-liquide de l’étape (ii) est répétée.

Le raffinât FL o peut comprendre une teneur massique en LiFSI inférieure ou égale à 40% en masse, de préférence comprise entre 10% et 40%, avantageusement entre 10% et 35% par rapport à la masse totale dudit raffinât Ri o.

L’extrait Ei ₀ peut comprendre une teneur massique en LiFSI supérieure ou égale à 10% en masse, de préférence comprise entre 10% et 50%, avantageusement entre 10 % et 40% par rapport à la masse totale dudit extrait Ei ₀ .

Le raffinât R1 1 peut comprendre une teneur massique en LiFSI inférieure ou égale à 35% en masse, de préférence comprise entre 5% et 35%, avantageusement entre 5% et 30% par rapport à la masse totale dudit raffinât R1 1.

L’extrait E1 1 peut comprendre une teneur massique en LiFSI supérieure ou égale à 5% en masse, de préférence comprise entre 5% et 40%, avantageusement entre 5% et 30% par rapport à la masse totale dudit extrait E1 1.

Le raffinât Ri ₂ peut comprendre une teneur massique en LiFSI inférieure ou égale à 30% en masse, de préférence comprise entre 1 % et 30%, avantageusement entre 1 % et 25% par rapport à la masse totale dudit raffinât R _{I 2} .

L’extrait Ei ₂ peut comprendre une teneur massique en LiFSI supérieure ou égale à 5% en masse, de préférence comprise entre 5% et 35%, avantageusement entre 5% et 30% par rapport à la masse totale dudit extrait E _{I 2} .

Le raffinât Ri ₃ peut comprendre une teneur massique en LiFSI inférieure ou égale à 25% en masse, de préférence comprise entre 1 % et 25%, avantageusement entre 1 % et 20% par rapport à la masse totale dudit raffinât R _{I 3} .

L’extrait E _{I 3} peut comprendre une teneur massique en LiFSI supérieure ou égale à 2% en masse, de préférence comprise entre 2% et 30%, avantageusement entre 2% et 25% par rapport à la masse totale dudit extrait E _{I 3} .

Le raffinât Ri _n avec n strictement supérieur à 3 peut comprendre une teneur massique en LiFSI inférieure ou égale à 15% en masse, de préférence comprise entre 0,5% et 15%, avantageusement entre 0.5 % et 10% par rapport à la masse totale dudit raffinât Ri _n . L’extrait E peut comprendre une teneur massique en LiFSI supérieure ou égale à 5% en masse, de préférence comprise entre 5 % et 40 %, avantageusement entre 10 % et 30% par rapport à la masse totale dudit extrait E.

Chacune de(des) l'extraction (s) liquide-liquide de l’étape (i) peut(vent) être réalisée(s) :

- à une température allant de 5 à 50, de préférence de 10 à 30, et en particulier la température est la température ambiante (23 °C) ;

et/ou

- à une pression allant de 0,5 à 3 bars abs, de préférence de 0,5 à 2 bars abs, et en particulier la pression est la pression atmosphérique.

La composition C1 susmentionnée peut comprendre LiFSI dans une teneur massique allant de 5% à 55%, de préférence de 5% à 50%, préférentiellement de 10% à 55%, avantageusement de 10% à 50%, par exemple de 10% à 40%, en particulier de 15% à 40%, et préférentiellement de 25% à 35% en masse, par rapport à la masse totale de la composition C1 .

Selon un mode préféré, la composition C1 susmentionnée comprend de 10% à 55%, et encore plus préférentiellement de 15% à 40% en poids de LiFSI par rapport au poids total de la composition C1 .

La composition C1 susmentionnée peut comprendre le solvant S1 dans une teneur massique supérieure ou égale à 45%, de préférence allant de 45% à 95%, de préférence de 50% à 95%, préférentiellement de 45% à 90%, avantageusement de 50% à 90%, par exemple de 60% à 90%, en particulier de 60% à 85%, et préférentiellement de 65% à 75% en masse, par rapport à la masse totale de la composition C1 .

La composition C1 comprenant le sel de lithium de bis(fluorosulfonyl)imide peut provenir d’une synthèse quelconque du sel de lithium de bis(fluorosulfonyl)imide, comprenant en particulier les étapes suivantes :

i) synthèse du bis(chlorosulfonyl)imide ;

ii) fluoration du bis(chlorosulfonyl)imide en bis(fluorosulfonyl)imide ;

iii) préparation d’un sel alcalin ou alcalino-terreux du bis(fluorosulfonyl)imide par neutralisation du bis(fluorosulfonyl)imide ;

iv) échange de cation pour obtenir le sel de lithium du bis(fluorosulfonyl)imide.

A l’issue de ces étapes, on obtient de préférence le sel de lithium du bis(fluorosulfonyl)imide en solution dans un solvant (correspondant en particulier au solvant S1 ), à une concentration massique comprise entre 5% et 55% en masse par rapport à la masse totale de la solution.

Un tel procédé est par exemple décrit dans le document WO 2015/158979. La composition C1 peut également comprendre des impuretés ioniques issues du procédé de préparation mis en oeuvre, telles que par exemple des ions alcalins ou alcalino- terreux et des ions chlorures.

L’extraction liquide-liquide de l’étape (i) permet avantageusement le transfert du LiFSI et des impuretés ioniques éventuelles de la composition C1 comprenant le solvant S1 vers le solvant d’extraction SE1 . Le raffinât Ri o est avantageusement appauvri en LiFSI (par rapport à la composition C1 initiale), tandis que l’extrait Ei ₀ est avantageusement enrichi en LiFSI et en impuretés ioniques éventuelles (par rapport au solvant d’extraction SE1 initial). Il en va avantageusement de même en cas de répétition de l’extraction liquide-liquide n fois, à savoir que le Ri _n est avantageusement appauvri en LiFSI (par rapport à la composition Ri _n -i), tandis que l’extrait Ei _n est avantageusement enrichi en LiFSI et en impuretés ioniques éventuelles (par rapport au solvant d’extraction SE1 utilisé dans l’extraction).

Selon un mode de réalisation, le solvant S1 susmentionné est choisi dans le groupe constitué des esters, des nitriles, des éthers, des solvants chlorés, des solvants aromatiques, et de leurs mélanges. De préférence, le solvant S1 est choisi parmi le dichlorométhane, l’acétate d’éthyle, l’acétate de butyle, le tétrahydrofurane, l’acétronitrile, le diéthyléther, et leurs mélanges. De préférence, le solvant organique S1 est l’acétate de butyle.

L’(les) extraction(s) liquide-liquide de l’étape (i) susmentionnée peut être réalisée avec un solvant d’extraction SE1 ou un mélange de solvants d’extraction SE1 .

Le solvant d’extraction SE1 est avantageusement choisi de sorte :

- à être non miscible au solvant S1 de la composition C1 initiale dans lequel LiFSI est en solution ; et/ou

- à ce que LiFSI et les éventuelles impuretés ioniques soient solubles dedans ; et/ou

- à avoir une masse volumique différente du solvant S1 .

Par « non miscible », on entend des solvants qui ne se mélangent pas et qui forment un mélange hétérogène caractérisé par la formation de 2 phases liquides distinctes, la phase liquide dont la masse volumique est la plus faible étant située au-dessus de l’autre.

Le solvant d’extraction SE1 peut être choisi parmi un solvant aqueux, et un solvant organique choisi dans le groupe constitué des esters, des nitriles, des éthers, des solvants chlorés, des solvants aromatiques, et de leurs mélanges. Par exemple on peut citer le diéthylcarbonate, le diméthylcarbonate, l’éthylméthyl carbonate, le méthyl-t-butyl éther, le cyclopentylméthyl éther, l’acétate d’éthyle, l’acétate de propyle, l’acétate de méthyle, l’acétate de butyle, le propionate de méthyle, le dichlorométhane, le tétrahydrofurane, l’acétronitrile, le diéthyléther, et leurs mélanges.

De préférence, le solvant d’extraction SE1 est un solvant aqueux, préférentiellement de l’eau désionisée. L’extraction liquide-liquide de l’étape (i) peut être réalisée dans un extracteur tel que défini précédemment, à savoir une colonne d’extraction ou un mélangeur-décanteur notamment tels que définis ci-dessus.

Selon un mode de réalisation, au moins une extraction liquide-liquide de l’étape (i) est réalisée dans une colonne d’extraction.

Selon un mode de réalisation, au moins une extraction liquide-liquide de l’étape (i) est réalisée dans un mélangeur-décanteur. De préférence, dans ce cas, l’extraction liquide-liquide est répétée n fois, avantageusement dans plusieurs mélangeurs-décanteurs en série. Le transfert entre chaque mélangeur-décanteur peut se faire par pompe ou par l’effet de la gravité.

Le rapport massique solvant d’extraction SE1/composition C1 peut aller de 0,2 à 5, de préférence de 0,2 à 4,0, préférentiellement de 0,2 à 3,0, et encore plus préférentiellement de 0,2 à 1 ,0.

Le rapport massique solvant d’extraction SE1 /composition C1 peut aller de 0,2 à 5,0, de préférence de 0,5 à 5,0, de préférence encore de 0,5 à 4,0, et avantageusement de 0,5 à 3,0.

Il s’agit du rapport massique au départ de l’extraction, à savoir en entrée d’extracteur.

Le rapport massique solvant d’extraction SE1/Ri ₀ peut aller de 0,1 à 3,0, de préférence de 0,2 à 2,5, et avantageusement de 0,2 à 2,0; et/ou

- le rapport massique solvant d’extraction SEI/R1 1 peut aller de 0,1 à 3,0, de préférence de 0,2 à 2,5, et avantageusement de 0,2 à 2,0; et/ou

- le rapport massique solvant d’extraction SEI/R1 2 peut aller de 0,1 à 3,0, de préférence de 0,2 à 2,5, et avantageusement de 0,2 à 2,0; et/ou

- le rapport massique solvant d’extraction SEI/R _{1 3} peut aller de 0,1 à 3,0, de préférence de 0,2 à 2,5, et avantageusement de 0,2 à 2,0.

L’extraction liquide-liquide de l’étape (i) peut être réalisée dans une colonne d’extraction à contre-courant.

Selon un mode de réalisation, lorsque l’extraction liquide-liquide de l’étape (i) est réalisée dans une colonne d’extraction à contre-courant, la composition C1 comprenant LiFSI et le solvant S1 , est notamment alimentée dans la partie inférieure de la colonne, tandis que le solvant d’extraction SE1 est notamment alimenté dans la partie supérieure de ladite colonne. L’extrait E1 0 obtenu est en particulier recueilli dans la partie inférieure de ladite colonne, en particulier dans une zone de tranquillisation située en-dessous du point d’alimentation de la composition C1 ; tandis que le raffinât R1 0 est en particulier recueilli dans la partie supérieure de ladite colonne, notamment dans une zone de tranquillisation située au- dessus du point d’alimentation du solvant d’extraction SE1 .

Chaque extraction liquide-liquide de l’étape (i) peut conduire à un extrait comprenant au moins 25%, de préférence au moins 30%, préférentiellement au moins 35%, plus préférentiellement au moins 40%, et avantageusement au moins 45%, et en particulier au moins 50% de la masse de LiFSI initialement présente dans la composition initiale (avant ladite extraction).

Par exemple :

- l’extraction liquide-liquide de l’étape (i) à partir de la composition C1 conduit à un extrait Ei ₀ comprenant au moins 25%, de préférence au moins 30%, préférentiellement au moins 35%, plus préférentiellement au moins 40%, et avantageusement au moins 45%, et en particulier au moins 50% de la masse de LiFSI initialement présente dans la composition C1 ;

- l’extraction liquide-liquide de l’étape (i) à partir du raffinât Ri o conduit à un extrait E1 1 comprenant au moins 25%, de préférence au moins 30%, préférentiellement au moins 35%, plus préférentiellement au moins 40%, et avantageusement au moins 45%, et en particulier au moins 50% de la masse de LiFSI initialement présente dans Ri o

Le procédé selon l’invention peut comprendre une étape supplémentaire de concentration de l’extrait obtenu à l’étape (i) (Ei ₀ ou E), entre l’étape (i) et l’étape (ii). Dans ce cas particulier, l’étape (ii) est réalisée sur l’extrait concentré. L’étape de concentration peut être réalisée par tout moyen d’évaporation connu de l’homme du métier, par exemple avec un évaporateur sous pression réduite, à une pression inférieure à 50 mbar abs (de préférence inférieure à 30 mbar abs), et/ou à une température comprise entre 25°C et 60 °C, de préférence entre 25°C et 50°C, préférentiellement entre 30°C fe45°C, par exemple à 40 °C.

L’extraction liquide-liquide de l’étape (ii) permet avantageusement le transfert du LiFSI de l’extrait Ei . ₀ comprenant le solvant d’extraction SE1 vers le solvant d’extraction SE2. Le raffinât R _{2 0} est avantageusement appauvri en LiFSI (par rapport à la composition Ei ₀ initiale ou E initiale), tandis que l’extrait E _{2 0} est avantageusement enrichi en LiFSI (par rapport au solvant d’extraction SE2 initial).

L’extraction liquide-liquide dans l’étape (ii) peut être répétée m fois, avec m allant de 1 à 10, de préférence de 1 à 4, chaque extraction conduisant à un raffinât R _{2 m} et à un extrait E _{2 m} , chaque extraction liquide-liquide étant effectuée à partir du raffinât obtenu à l’extraction précédente R _{2 m} -i . Par exemple, si m = 1 , une extraction liquide-liquide du LiFSI est opérée à partir du raffinât R _{2 0} comprenant le solvant SE1 , avec le solvant d’extraction SE2 pour conduire à un raffinât R _{2 I} comprenant le solvant SE1 , et un extrait E _{2. I} comprenant LiFSI et le solvant d’extraction SE2. Le raffinât R _{2 I} est avantageusement appauvri en LiFSI (par rapport au raffinât R _{2 0} initial), tandis que l’extrait E _{2 I} est avantageusement enrichi en LiFSI (par rapport au solvant d’extraction SE2 utilisé dans cette extraction). Par exemple, si m = 2, une première extraction liquide-liquide du LiFSI est opérée à partir du raffinât R _{2 0} , avec le solvant d’extraction SE2 pour conduire à un raffinât R _{2 I} comprenant le solvant S1 , et un extrait E _{2. I} comprenant LiFSI et le solvant d’extraction SE2. Ensuite, une seconde extraction liquide- liquide du LiFSI est opérée à partir du raffinât R _{2 I} , avec le solvant d’extraction SE2 pour conduire à un raffinât R ₂₂ comprenant le solvant S1 , et un extrait E _2.2 comprenant LiFSI et le solvant d’extraction SE2. Le raffinât R _{2 2} est avantageusement appauvri en LiFSI (par rapport au raffinât R _{2 I} initial), tandis que l’extrait E ₂₂ est avantageusement enrichi en LiFSI (par rapport au solvant d’extraction SE2 utilisé dans cette extraction).

Lorsque l’extraction liquide-liquide de l’étape (ii) est répétée m fois, l’étape (ii) comprend à l’issue des extractions liquide-liquide le rassemblement de E _{2 0} avec chacun des extraits formés (par exemple E _{2 I} si m = 1 , E _{2 I} et E ₂₂ si m = 2...) pour obtenir un unique extrait E’.

Le raffinât R _{2 0} peut comprendre une teneur massique en LiFSI inférieure ou égale à 50% en masse, de préférence comprise entre 10 % et 50 %, avantageusement entre 10 % et 45% par rapport à la masse totale dudit raffinât R ₂ o.

L’extrait E _{2 0} peut comprendre une teneur massique en LiFSI supérieure ou égale à 10% en masse, de préférence comprise entre 10 % et 50 %, avantageusement entre 10 % et 40% par rapport à la masse totale dudit extrait E _{2 0} .

Le raffinât R _{2 I} peut comprendre une teneur massique en LiFSI inférieure ou égale à 45% en masse, de préférence comprise entre 10 % et 45 %, avantageusement entre 10 % et 40% par rapport à la masse totale dudit raffinât R _{2 I} .

L’extrait E _{2 I} peut comprendre une teneur massique en LiFSI supérieure ou égale à 10% en masse, de préférence comprise entre 10 % et 40 %, avantageusement entre 10 % et 30% par rapport à la masse totale dudit extrait E _{2 I} .

Le raffinât R _{2 2} peut comprendre une teneur massique en LiFSI inférieure ou égale à 40% en masse, de préférence comprise entre 5 % et 40 %, avantageusement entre 5 % et 35% par rapport à la masse totale dudit raffinât R _{2 2} .

L’extrait E ₂₂ peut comprendre une teneur massique en LiFSI supérieure ou égale à 5% en masse, de préférence comprise entre 5 % et 30 %, avantageusement entre 5 % et 25% par rapport à la masse totale dudit extrait E ₂₂ . Le raffinât R ₂ 3 peut comprendre une teneur massique en LiFSI inférieure ou égale à 35% en masse, de préférence comprise entre 5 % et 35 %, avantageusement entre 5 % et 30% par rapport à la masse totale dudit raffinât R _{2 3} .

L’extrait E2 3 peut comprendre une teneur massique en LiFSI supérieure ou égale à 5% en masse, de préférence comprise entre 5 % et 25 %, avantageusement entre 5 % et 20% par rapport à la masse totale dudit extrait E2 3.

Le raffinât R _{2 m} avec m strictement supérieur à 3 peut comprendre une teneur massique en LiFSI inférieure ou égale à 20% en masse, de préférence comprise entre 1 % et 20 %, avantageusement entre 1 % et 15% par rapport à la masse totale dudit raffinât R _{2 m} .

L’extrait E’ peut comprendre une teneur massique en LiFSI supérieure ou égale à 5% en masse, de préférence comprise entre 5 % et 40 %, avantageusement entre 5 % et 30% par rapport à la masse totale dudit extrait E’.

Chacune de(des) l’extraction (s) liquide-liquide de l’étape (ii) peut(vent) être réalisée(s) :

- à une température allant de 5 à 50, de préférence de 10 à 30, et en particulier la température est la température ambiante (23 °C) ;

et/ou

- à une pression allant de 0,5 à 3 bars abs, de préférence de 0,5 à 2 bars abs, et en particulier la pression est la pression atmosphérique.

L’(les) extraction(s) liquide-liquide de l’étape (ii) susmentionnée peut être réalisée avec un solvant d’extraction SE2 ou un mélange de solvants d’extraction SE2.

Le solvant d’extraction SE2 est avantageusement choisi de sorte à être non miscible au solvant SE1 de l’extrait E1 0 (ou E) dans lequel LiFSI est en solution, et/ou à avoir une masse volumique différente de celle de SE1 .

Le solvant d’extraction SE2 peut être un solvant organique, de préférence choisi dans le groupe constitué des esters, des nitriles, des éthers, des cycloalcanes, des solvants chlorés, des solvants aromatiques, et de leurs mélanges. Par exemple on peut citer le diéthylcarbonate, le diméthylcarbonate, l’éthylméthyl carbonate, le méthyl-t-butyl éther, le cyclopentylméthyl éther, l’acétate d’éthyle, l’acétate de propyle, l’acétate de méthyle, l’acétate de butyle, le propionate de méthyle, le dichlorométhane, le tétrahydrofurane, l’acétronitrile, le diéthyléther, le cyclohexane, et leurs mélanges.

De préférence, le solvant d’extraction SE2 est un solvant organique choisi parmi le diéthylcarbonate, le diméthylcarbonate, l’éthylméthyl carbonate, le méthyl-t-butyl éther, le cyclopentylméthyl éther, l’acétate d’éthyle, l’acétate de propyle, l’acétate de méthyle l’acétate de butyle, le propionate de méthyle, le dichlorométhane, le tétrahydrofurane, l’acétronitrile, le diéthyléther, le cyclohexane, et leurs mélanges. En particulier, le solvant d’extraction SE2 est l’acétate de butyle ou un mélange acétate de butyle et cyclohexane, préférentiellement le solvant d’extraction SE2 est l’acétate de butyle.

L’extraction liquide-liquide de l’étape (ii) peut être réalisée dans un extracteur tel que défini précédemment, à savoir une colonne d’extraction ou un mélangeur-décanteur notamment tels que définis ci-dessus.

Selon un mode de réalisation, au moins une extraction liquide-liquide de l’étape (ii) est réalisée dans une colonne d’extraction, de préférence à contre-courant..

Selon un mode de réalisation, au moins une extraction liquide-liquide de l’étape (ii) est réalisée dans un mélangeur-décanteur. De préférence, dans ce cas, l’extraction liquide-liquide est répétée m fois, avantageusement dans plusieurs mélangeur-décanteur en série. Le transfert entre chaque mélangeur-décanteur peut se faire par pompe ou par l’effet de la gravité.

Le rapport massique solvant d’extraction SE ₂ /E _{I 0} (ou SE ₂ /E) peut aller de 0,1 à 2, de préférence de 0,1 à 1 ,5 et avantageusement de 0,1 à 1 II s’agit du rapport massique au départ de l’extraction, à savoir en entrée d’extracteur.

Selon un mode de réalisation, lorsque l’extraction liquide-liquide de l’étape (ii) est réalisée dans une colonne d’extraction à contre-courant, l’extrait Ei ₀ (ou E) comprenant LiFSI et le solvant SE1 , est notamment alimenté dans la partie supérieure de la colonne, tandis que le solvant d’extraction SE2 est notamment alimenté dans la partie inférieure de ladite colonne. L’extrait E _{2 0} obtenu est en particulier recueilli dans la partie supérieure de ladite colonne, en particulier dans une zone de tranquillisation située au-dessus du point d’alimentation de l’extrait Ei ₀ (ou E) ; tandis que le raffinât R _{2 0} est en particulier recueilli dans la partie inférieure de ladite colonne, notamment dans une zone de tranquillisation située en-dessous du point d’alimentation du solvant d’extraction SE2.

Chaque extraction liquide-liquide de l’étape (ii) peut conduire à un extrait comprenant au moins 30%, de préférence au moins 35%, préférentiellement au moins 40%, plus préférentiellement au moins 45%, et avantageusement au moins 50% de la masse de LiFSI initialement présente dans la composition initiale (avant ladite extraction).

Par exemple :

- l’extraction liquide-liquide de l’étape (ii) à partir de l’extrait Ei ₀ (ou E) conduit à un extrait E _{2 0} comprenant au moins 20%, de préférence au moins 25%, préférentiellement au moins 30%, plus préférentiellement au moins 35%, et avantageusement au moins 40% de la masse de LiFSI initialement présente dans l’extrait Ei ₀ (ou E); - l’extraction liquide-liquide de l’étape (ii) à partir du raffinât R _{2 0} conduit à un extrait E _{2 I} comprenant au moins 20%, de préférence au moins 25%, préférentiellement au moins 30%, plus préférentiellement au moins 35%, et avantageusement au moins 40% de la masse de LiFSI initialement présente dans R _{2 0}

Etape iiii)

Selon un mode de réalisation, le procédé selon l’invention comprend :

(i) une étape comprenant :

- au moins une extraction liquide-liquide du LiFSI à partir de la composition C1 avec au moins un solvant d’extraction SE1 permettant de récupérer un raffinât R1 .0 comprenant le solvant S1 , et un extrait E1 .0 comprenant LiFSI et le solvant d’extraction SE1 ,

- l’extraction liquide-liquide pouvant être répétée n fois, avec n allant de 1 à 10, de préférence de 1 à 4, chaque extraction conduisant à un raffinât Ri _n et à un extrait Ei _n , chaque extraction liquide-liquide étant effectuée à partir du raffinât obtenu à l’extraction précédente Ri _{n-i ,} ,

- en cas de répétition, l’étape (i) comprend le rassemblement de Ei ₀ avec chacun des extraits formés pour obtenir un extrait E,

(ii) une étape comprenant :

- au moins une extraction liquide-liquide de l’extrait obtenu à l’étape (i), avec au moins un solvant d’extraction SE2, permettant de récupérer un raffinât R _{2 0} comprenant le solvant d’extraction SE1 , et un extrait E _{2 0} comprenant LiFSI et le solvant d’extraction SE2 ;

- l’extraction liquide-liquide pouvant être répétée m fois, avec m allant de 1 à 10, de préférence de 1 à 4, chaque extraction conduisant à un raffinât R _{2 m} et à un extrait E _{2 m} , chaque extraction liquide-liquide étant effectuée à partir du raffinât obtenu à l’extraction précédente R _{2 m-i} ,

- en cas de répétition, l’étape (ii) comprend le rassemblement de E ₂₀ avec chacun des extraits formés pour obtenir un extrait E’ ;

(iii) une étape comprenant :

- au moins une extraction liquide-liquide de l’extrait obtenu à l’étape (ii), avec au moins un solvant d’extraction SE3, permettant de récupérer un raffinât R ₃ o comprenant LiFSI et le solvant d’extraction SE2, et un extrait E ₃ O comprenant le solvant d’extraction SE1 et le solvant d’extraction SE3 ;

- l’extraction liquide-liquide pouvant être répétée p fois, avec p allant de 1 à 10, de préférence de 1 à 4, chaque extraction conduisant à un raffinât R _{3 P} et à un extrait E _{3 p} , chaque extraction liquide-liquide étant effectuée à partir du raffinât obtenu à l’extraction précédente R _{3 p-i} ,

- en cas de répétition, l’étape (iii) comprend le rassemblement de E _{3 0} avec chacun des extraits formés pour obtenir un extrait E” ;

au moins une des étapes (i) ou (ii) comprenant une extraction liquide-liquide réalisée en continu.

Selon un mode de réalisation, le procédé selon l’invention est tel que :

- (1 ) l’extraction liquide-liquide de l’étape (i) est réalisée dans une colonne d’extraction en continu, de préférence à contre-courant, et les extractions de l’étape

(ii) et de l’étape (iii) sont réalisées au moyen de plusieurs mélangeurs-décanteurs en série (en continu ou en discontinu) ; ou

- (2) l’extraction liquide-liquide de l’étape (i) est réalisée dans une colonne d’extraction en continu, de préférence à contre-courant, l’extraction liquide-liquide de l’étape (ii) est réalisée dans une colonne d’extraction en continu, de préférence à contre-courant, et l’extraction liquide-liquide de l’étape (iii) est réalisée dans une colonne d’extraction en continu, de préférence à contre-courant; ou

- (3) l’extraction (les extractions) de l’étape (i) est(sont) réalisée(s) au moyen de plusieurs mélangeurs-décanteurs en série (en continu ou en discontinu), l’extraction liquide-liquide de l’étape (ii) est réalisée dans une colonne d’extraction en continu, de préférence à contre-courant, et l’extraction liquide-liquide de l’étape

(iii) est réalisée dans une colonne d’extraction en continu, de préférence à contre- courant; ou

- (4) l’extraction liquide-liquide de l’étape (i) est réalisée dans une colonne d’extraction en continu, de préférence à contre-courant, l’extraction liquide-liquide de l’étape (ii) est réalisée dans une colonne d’extraction en continu, de préférence à contre-courant, et les extractions de l’étape (iii) sont réalisées au moyen de plusieurs mélangeurs-décanteurs en série (en continu ou en discontinu) ; ou

- (5) l’extraction liquide-liquide de l’étape (i) est réalisée dans une colonne d’extraction en continu, de préférence à contre-courant, les extractions de l’étape (ii) sont réalisées au moyen de plusieurs mélangeurs-décanteurs en série (en continu ou en discontinu), et l’extraction liquide-liquide de l’étape (iii) est réalisée dans une colonne d’extraction en continu, de préférence à contre-courant; ou

- (6) l’extraction (les extractions) de l’étape (i) est(sont) réalisée(s) au moyen de plusieurs mélangeurs-décanteurs en série (en continu ou en discontinu), l’extraction liquide-liquide de l’étape (ii) est réalisée dans une colonne d’extraction en continu, de préférence à contre-courant, et les extractions de l’étape (iii) sont réalisées au moyen de plusieurs mélangeurs-décanteurs en série (en continu ou en discontinu) ;

- (7) l’extraction (les extractions) de l’étape (i) est(sont) réalisée(s) au moyen de plusieurs mélangeurs-décanteurs en série (en continu ou en discontinu), les extractions de l’étape (ii) sont réalisées au moyen de plusieurs mélangeurs- décanteurs en série (en continu ou en discontinu), et l’extraction liquide-liquide de l’étape (iii) est réalisée dans une colonne d’extraction en continu, de préférence à contre-courant ;

- (8) l’extraction (les extractions) de l’étape (i) est(sont) réalisée(s) au moyen de plusieurs mélangeurs-décanteurs en série (en continu ou en discontinu), les extractions de l’étape (ii) sont réalisées au moyen de plusieurs mélangeurs- décanteurs en série (en continu ou en discontinu), et les extractions de l’étape (iii) sont réalisées au moyen de plusieurs mélangeurs-décanteurs en série (en continu ou en discontinu, au moins une extraction étant réalisée en continu.

L’(les) extraction(s) liquide-liquide de l’étape (iii) susmentionnée peut être réalisée avec un solvant d’extraction SE3 ou un mélange de solvants d’extraction SE3.

Le solvant d’extraction SE3 peut être choisi dans le groupe constitué des esters, des nitriles, des éthers, des cycloalcanes, des alcanes, des solvants chlorés, des solvants aromatiques, et de leurs mélanges. Par exemple on peut citer le diéthylcarbonate, le diméthylcarbonate, l’éthylméthyl carbonate, le méthyl-t-butyl éther, le cyclopentylméthyl éther, l’acétate d’éthyle, l’acétate de propyle, l’acétate de méthyle l’acétate de butyle, le propionate de méthyle, le dichlorométhane, le tétrahydrofurane, l’acétronitrile, le diéthyléther, le cyclohexane, le pentane, l’heptane, l’hexane, et leurs mélanges.

De préférence, le solvant d’extraction SE3 est un solvant organique, de préférence choisi parmi le diéthylcarbonate, le diméthylcarbonate, l’éthylméthyl carbonate, le méthyl-t- butyl éther, le cyclopentylméthyl éther, l’acétate d’éthyle, l’acétate de propyle, l’acétate de méthyle l’acétate de butyle, le propionate de méthyle, le dichlorométhane, le tétrahydrofurane, l’acétronitrile, le diéthyléther, le cyclohexane, le pentane, l’heptane, l’hexane, et leurs mélanges. En particulier, le solvant d’extraction SE3 est le cyclohexane.

Procédé

Le procédé selon l’invention peut également comprendre une étape supplémentaire de concentration de l’extrait obtenu à l’étape (ii) (E ₂ o ou E’) et/ou du raffinât obtenu à l’étape (iii) (R ₃ o ou R _{3 P} ). Dans ce cas particulier, toute étape ultérieure éventuelle à l’étape (ii) est réalisée sur l’extrait concentré. L’étape de concentration peut être réalisée par tout moyen d’évaporation connu de l’homme du métier, par exemple avec un évaporateur sous pression réduite.

L’étape de concentration peut être réalisée à une pression inférieure à 50 mbar abs (de préférence inférieure à 30 mbar abs), et/ou à une température comprise entre 25°C et 60 °C, de préférence entre 25 °C et 50 °C, préférentiftement entre 30 °C et 45 °C, par exemple à 40 °C.

L’étape de concentration peut être réalisée en deux temps, à savoir comprendre :

- une première étape de concentration réalisée dans un évaporateur sous pression réduite ; et

- une seconde étape de concentration réalisée dans un évaporateur à film mince à court trajet, dans les conditions suivantes :

- température comprise entre 30 °C et 95 °C, de préféence entre 30 °C et 90 °C, préférentiellement entre 40 °C et 85 °C ;

- pression comprise entre 10 ^-3 mbar abs et 5 mbar abs ;

- temps de séjour inférieur ou égal à 15 min, de préférence inférieur ou égal à 10 min, et avantageusement inférieur ou égal à 5 min.

Dans le cadre de l’invention, et sauf mention contraire, on entend par « temps de séjour », le temps qui s’écoule entre l’entrée de la solution dans l’évaporateur et la sortie de la première goutte de la solution.

Les évaporateurs à film mince à court trajet susmentionnés sont également connus sous la dénomination « Wiped film short path » (WFSP). Ils sont typiquement appelés ainsi car les vapeurs générées lors de l’évaporation effectuent un « court trajet » (courte distance) avant d’être condensées au condenseur. Parmi les évaporateurs à film mince à court chemin (short path), on peut notamment citer les évaporateurs commercialisés par les sociétés Buss SMS Ganzler ex Luwa AG, UIC Gmbh ou VTA Process.

Le procédé selon l’invention peut également comprendre en outre une étape supplémentaire de purification de l’extrait obtenu à l’issue de l’étape (ii) susmentionnée (E ₂ o ou E’, ledit E ₂ o ou E’ ayant éventuellement été soumis à une étape de concentration) ou à l’issue de l’étape (iii) susmentionnée (R _{3 0} ou R _{3 p} , ledit R _{3 0} ou R _{3 p} ayant éventuellement été soumis à une étape de concentration). L’étape de purification supplémentaire peut être réalisée par toute méthode conventionnelle connue. Il peut s’agir par exemple d’une étape de recristallisation. De préférence, l’étape de recristallisation est :

- réalisée à température inférieure ou égale à 25°C; et/ou

- réalisée dans un solvant organique choisi parmi les solvants chlorés, tel que par exemple le dichlorométhane, parmi les alcanes tels que pentane, hexane, cyclohexane, heptane, et les solvants aromatiques, tel que par exemple le toluène. De préférence, le LiFSI cristallisé à l’issue de l’étape de recristallisation est récupéré par filtration.

Le procédé selon l’invention permet avantageusement un meilleur transfert de masse du LiFSI d’une phase liquide dans une autre, ce qui a pour effet de minimiser la quantité de solvants utilisée. En outre, le procédé permet avantageusement de réduire la durée globale du procédé de purification, et de réduire les temps de contact entre les solvants et le LiFSI. En particulier, lorsqu’un des solvants d’extraction est l’eau, la réduction de la quantité d’eau et des temps de contact avec le LiFSI, permet avantageusement d’éviter l’hydrolyse dudit LiFSI et ainsi sa contamination par les sulfates générés par l’hydrolyse. De plus, le procédé selon l’invention permet avantageusement de minimiser la taille des équipements utilisés, ainsi que leur nombre, ce qui a pour conséquence une simplification du procédé et un coût d’investissement moindre. Ces avantages sont d’autant plus observés avec la mise en œuvre d’une extraction liquide-liquide dans une colonne d’extraction en continu.

Le procédé selon l’invention conduit avantageusement à un LiFSI de haute pureté, et en particulier comprenant une teneur réduite à la fois en eau et en sulfates. En particulier, le procédé conduit à un LiFSI ayant une pureté au moins égale à 99,5% en poids, avantageusement au moins égale à 99,95 % en poids, et préférentiellement au moins égale à 99,99% et comprenant éventuellement les impuretés suivantes dans les teneurs indiquées : 0 < H ₂ 0< 100 ppm (de préférence 0 < H ₂ 0< 50 ppm) , 0 < Cl < 10Oppm (de préférence 0 < CI-

< 50 ppm), 0 < S0 ² < 100 ppm (de préférence 0 < S0 ² < 50 ppm), 0 < F < 20 ppm, 0 < FS0 ₃ Li

< 20 ppm, 0 < FS0 ₂ NH ₂ < 5 ppm, 0 < K ⁺ < 50 ppm, et 0 < Na ⁺ < 80 ppm.

Dans le cadre de l’invention, le terme de « ppm » s’entend de ppm en poids.

Dans le cadre de l’invention, par « compris entre x et y », ou « allant de x à y », on entend un intervalle dans lequel les bornes x et y sont incluses. Par exemple, la température «comprise entre 30 et 100 ° C » inclus notamment les valeurs 30 °C et 100°C.

Tous les modes de réalisation décrits ci-dessus peuvent être combinés les uns avec les autres. En particulier, chaque mode de réalisation d’une étape quelconque du procédé de l’invention peut être combiné avec un autre mode de réalisation particulier.

Les exemples suivants permettent d’illustrer l’invention, sans toutefois la limiter. EXEMPLES :

Exemple 1 : extraction du LiFSI contenu dans une phase organique par de l’eau

Trois mélangeurs décanteurs sont opérés en série. Le premier mélangeur est alimenté par une solution organique contenant LiFSI avec un débit de 360 g/h, et par de l’eau déminéralisée avec un débit de 180 g/h. La phase organique de départ contient 39,5 % pds de LiFSI. Le solvant organique est l’acétate de butyle.

Le premier mélangeur est associé à un décanteur qui permet d’obtenir une première phase aqueuse et une première phase organique, ces 2 phases étant soutirées en continu. La première phase organique soutirée du premier décanteur alimente le second mélangeur. Ce second mélangeur est également alimenté par de l’eau déminéralisée avec un débit de 180 g/h.

Le second mélangeur est associé à un décanteur qui permet d’obtenir une seconde phase aqueuse et une seconde phase organique, ces 2 phases étant soutirées en continu. La seconde phase organique soutirée du second décanteur alimente le troisième mélangeur. Ce troisième mélangeur est également alimenté par de l’eau déminéralisée avec un débit de 120 g/h.

Le troisième mélangeur est associé à un décanteur qui permet d’obtenir une troisième phase aqueuse et une troisième phase organique, ces 2 phases étant soutirées en continu.

Les 3 phases aqueuses sont regroupées pour obtenir une phase aqueuse d’extraction. La troisième phase organique constitue le raffinât et peut être recyclée dans le procédé de production de LiFSI.

Ce procédé permet d’extraire 93% du LiFSI contenu dans la phase organique. Les résultats sont compilés dans le tableau ci-dessous.

Exemple 2 : extraction du LiFSI contenu dans une phase aqueuse par de l’acétate de butyle

Trois mélangeurs décanteurs sont opérés en série. Le premier mélangeur est alimenté par une solution aqueuse contenant LiFSI avec un débit de 300 g/h, et par de l’acétate de butyle avec un débit de 150 g/h. La phase aqueuse de départ contient 41 ,2 % pds de LiFSI.

Le premier mélangeur est associé à un décanteur qui permet d’obtenir une première phase aqueuse et une première phase organique, ces 2 phases étant soutirées en continu. La première phase aqueuse soutirée du premier décanteur alimente le second mélangeur. Ce second mélangeur est également alimenté par de l’acétate de butyle avec un débit de 150 g/h. Le second mélangeur est associé à un décanteur qui permet d’obtenir une seconde phase aqueuse et une seconde phase organique, ces 2 phases étant soutirées en continu. La seconde phase aqueuse soutirée du second décanteur alimente le troisième mélangeur. Ce troisième mélangeur est également alimenté par de l’eau déminéralisée avec un débit de 150 g/h.

Le troisième mélangeur est associé à un décanteur qui permet d’obtenir une troisième phase aqueuse et une troisième phase organique, ces 2 phases étant soutirées en continu.

Les 3 phases organiques sont regroupées pour obtenir une phase organique d’extraction. La troisième phase aqueuse constitue le raffinât.

Ce procédé permet d’extraire 91 % du LiFSI contenu dans la phase organique. Les résultats sont compilés dans le tableau ci-dessous.

Exemple 3 : extraction du LiFSI contenu dans une phase organique par de l’eau

Trois mélangeurs décanteurs sont opérés en série. Le premier mélangeur est alimenté par une solution organique contenant LiFSI avec un débit de 43 kg/h, et par de l’eau déminéralisée avec un débit de 22 kg/h. La phase organique de départ contient 36,0 % pds de LiFSI. Le solvant organique est l’acétate de butyle.

Le premier mélangeur est associé à un décanteur qui permet d’obtenir une première phase aqueuse et une première phase organique, ces 2 phases étant soutirées en continu. La première phase organique soutirée du premier décanteur alimente le second mélangeur. Ce second mélangeur est également alimenté par de l’eau déminéralisée avec un débit de 15 kg/h.

Le second mélangeur est associé à un décanteur qui permet d’obtenir une seconde phase aqueuse et une seconde phase organique, ces 2 phases étant soutirées en continu. La seconde phase organique soutirée du second décanteur alimente le troisième mélangeur. Ce troisième mélangeur est également alimenté par de l’eau déminéralisée avec un débit de 1 1.2 kg/h.

Le troisième mélangeur est associé à un décanteur qui permet d’obtenir une troisième phase aqueuse et une troisième phase organique, ces 2 phases étant soutirées en continu.

Les 3 phases aqueuses sont regroupées pour obtenir une phase aqueuse d’extraction. La troisième phase organique constitue le raffinât et peut être recyclée dans le procédé de production de LiFSI.

Ce procédé permet d’extraire 95 % du LiFSI contenu dans la phase organique. Les résultats sont compilés dans le tableau ci-dessous.

Exemple 4 : extraction du LiFSI contenu dans une phase aqueuse par de l’acétate de butyle

Trois mélangeurs décanteurs sont opérés en série. Le premier mélangeur est alimenté par une solution aqueuse contenant LiFSI avec un débit de 35.7 kg/h, et par de l’acétate de butyle avec un débit de 14 kg/h. La phase aqueuse de départ contient 41 ,5 % pds de LiFSI.

Le premier mélangeur est associé à un décanteur qui permet d’obtenir une première phase aqueuse et une première phase organique, ces 2 phases étant soutirées en continu. La première phase aqueuse soutirée du premier décanteur alimente le second mélangeur. Ce second mélangeur est également alimenté par de l’acétate de butyle avec un débit de 14 kg/h. Le second mélangeur est associé à un décanteur qui permet d’obtenir une seconde phase aqueuse et une seconde phase organique, ces 2 phases étant soutirées en continu. La seconde phase aqueuse soutirée du second décanteur alimente le troisième mélangeur. Ce troisième mélangeur est également alimenté par de l’eau déminéralisée avec un débit de 13.5 kg/h.

Le troisième mélangeur est associé à un décanteur qui permet d’obtenir une troisième phase aqueuse et une troisième phase organique, ces 2 phases étant soutirées en continu.

Les 3 phases organiques sont regroupées pour obtenir une phase organique d’extraction. La troisième phase aqueuse constitue le raffinât.

Ce procédé permet d’extraire 94 % du LiFSI contenu dans la phase organique. Les résultats sont compilés dans le tableau ci-dessous.