電解液生產工藝---精餾和脫水

– 對于(yu)使(shi)用的(de)有機原料分別采取精(jing)餾或脫水(shui)處理以達到鋰(li)電池電解液使(shi)用標準。

– 在精餾或脫(tuo)水(shui)階段，需要(yao)對有(you)機溶劑(ji)檢測的項目有(you)：純 度、水(shui)分(fen)、總醇含量。

液體電解液生產工藝---產品罐

– 在對有(you)機溶劑完成精餾或脫(tuo)水(shui)后(hou)，檢測(ce)合格后(hou)經(jing)過管道進(jin)入產品罐、等(deng)待使用(yong)。

– 根(gen)據電(dian)解液物料配比，在產品(pin)罐處通(tong)過電(dian)子(zi)計量準確(que)稱取有機(ji)溶劑。

– 如(ru)果產品罐中的有機(ji)溶劑短時間(jian)未使用(yong)，需(xu)要再次對(dui)其(qi)進(jin)行純度、水(shui)分、總(zong)醇(chun)含量(liang)的檢測，繼而(er)根據(ju)生產的需(xu)要準確進(jin)入(ru)反應釜(fu)。

體電解液生產工藝---反應釜

– 依據物料(liao)配比和(he)加(jia)(jia)入先后順(shun)序，有機溶劑(ji)依次加(jia)(jia)入反應(ying) 釜充分攪拌、混勻，然(ran)后通過(guo)鋰(li)鹽專用加(jia)(jia)料(liao)口或手(shou)套箱加(jia)(jia)入所需(xu)的鋰(li)鹽和(he)電解液添加(jia)(jia)劑(ji)。

– 在加入物料開始到結束(shu),應控制反應釜的(de)攪拌速度、釜 內溫度等(deng)。不同(tong)的(de)物料配比攪拌混勻的(de)時間不同(tong)，但都必(bi)須使電(dian)解(jie)液混合(he)均(jun)勻，此時對電(dian)解(jie)液檢測(ce)的(de)項目有(you)： 水(shui)分、電(dian)導(dao)率、色度、酸度 。

液體電解液生產工藝---灌裝

– 經檢測(ce)合(he)格(ge)的(de)液體電解液被灌(guan)入(ru)合(he)格(ge)的(de)包裝桶，充入(ru)氬(ya)氣保護，最(zui)終(zhong)進入(ru)倉庫等待出(chu)廠。

– 由于(yu)電(dian)解(jie)液自身的物理、化(hua)學(xue)性(xing)質(zhi)等因(yin)素(su)，入庫的電(dian)解(jie)液應在(zai)短(duan)時(shi)間內使用(yong)，防止環(huan)境等因(yin)素(su)導致電(dian)解(jie)液的變質(zhi)。

液體電解液---使用注意事項

– 電解液桶有氬氣保護，有一定壓力，在使用中切勿拆卸氣相閥頭和液相閥頭，也不允許隨意按下快開接頭的凸頭，以免造成泄漏或其它危險。接管時一定要戴防護眼罩，使(shi)用時一定(ding)要使(shi)用專用快開接頭(tou)

– 檢測合格的電解(jie)液(ye)(ye)(ye)建議一次(ci)性(xing)用完，開(kai)封的電解(jie)液(ye)(ye)(ye)很容 易因為沒有氣(qi)氛保護等原(yuan)因而變(bian)質，請(qing)客(ke)戶在使(shi)用過(guo)程中注意及時充(chong)入氬氣(qi)保護，防止變(bian)色 電解(jie)液(ye)(ye)(ye)不建議使(shi)用玻(bo)璃器皿盛(sheng)放，玻(bo)璃的主要成(cheng)分(fen)是氧(yang)化硅，氧(yang)化硅和氫氟(fu)酸(suan)反應生(sheng)成(cheng)腐蝕性(xing)、易揮發的氣(qi)體(ti)(ti)四氟(fu)化硅，此(ci)氣(qi)體(ti)(ti)有毒會對人造成(cheng)傷害

– 現場(chang)可以使用的電解(jie)液容器和管(guan)道材(cai)料包括：不(bu)銹鋼、 塑料PP/PE、四氟乙烯等

– 本產品對人體有害，有輕微刺激和麻醉作用。使用過程中(zhong)避(bi)免身體直接接觸(chu)

液體電解液的組成

– 有機溶劑

– 鋰鹽

– 添加劑

有機溶劑---有機溶劑的選擇標準

– 有機溶劑對電極應該是惰性的，在電池的充放(fang)電過程中不與正(zheng)負極發(fa)生(sheng)電化(hua)學(xue)反應

– 較高(gao)的(de)介電常數(shu)和較小的(de)黏(nian)度以(yi)使鋰鹽有足夠高(gao)的(de)溶解(jie)度，從而保(bao)證(zheng)高(gao)的(de)電導(dao)率

– 熔點(dian)低、沸點(dian)高，從而(er)使工作溫度范圍較(jiao)寬

– 與電極材料有較好(hao)的相容性，即(ji)電極能(neng)夠(gou)在電解(jie)液(ye)中表 現出優良的電化(hua)學性能(neng)

– 電(dian)池循環效(xiao)率、成本(ben)、環境因素等方面的考慮

液體電解液的組成---有機溶劑

– 碳酸酯

– 醚

– 含硫有機溶劑

– 其它

有機溶劑---碳酸酯

碳酸酯(zhi)(zhi)類溶劑(ji)具有較好(hao)的電化學穩定性(xing)且熔點較低，在 鋰(li)離(li)子(zi)電池(chi)中得到廣(guang)泛的使(shi)用。碳酸酯(zhi)(zhi)類的溶劑(ji)就其結構而言，主要(yao)分(fen)為兩類：

– 環(huan)狀碳(tan)酸酯 PC和EC

– 鏈狀碳(tan)酸(suan)酯(zhi) DMC、EMC、DEC

有機溶劑---醚

醚(mi)類有機溶(rong)劑黏度較小(xiao)，但是醚(mi)類性質活潑(po)，抗氧化(hua)性不好，故不常用作(zuo)鋰離子電(dian)(dian)池電(dian)(dian)解液的(de)(de)(de)主要成分(fen)， 一般做為碳酸酯的(de)(de)(de)共溶(rong)劑或(huo)添加劑來提高(gao)電(dian)(dian)解液的(de)(de)(de)電(dian)(dian)導率。醚(mi)類溶(rong)劑就(jiu)其結(jie)構而(er)言，也(ye)可(ke)以分(fen)為兩(liang)類：

– 環狀醚 THF

– 鏈狀醚 DME

有機溶劑---含硫有機溶劑

鋰離(li)子電(dian)池所使用的含硫(liu)有機溶劑(ji)主要(yao)有兩(liang)類(lei)，分別是(shi)：

– 砜類 DMSO和EMS

– 亞硫酸酯(zhi) ES 和(he)PS

有機溶劑---其它

?– 羧酸酯類?

– 氟代(dai)、氯代(dai)的碳(tan)酸酯

鋰鹽---選擇鋰鹽的標準

– 在(zai)有機溶劑中(zhong)有足夠高(gao)的溶解度，以保證電解液具有較高(gao)的電導率 陰離子具有較高(gao)的氧化和還原穩定(ding)性，在(zai)電解液中(zhong)穩定(ding)性好，還原產物有利于(yu)電極鈍化膜的形成

– 具有較好的環境(jing)(jing)親和性(xing)，分解產(chan)物對(dui)環境(jing)(jing)污染小

– 易(yi)于制備(bei)和純化(hua)，生(sheng)產成本(ben)低

液體電解液的組成---鋰鹽

– 無機鋰鹽

– 有機鋰鹽

– 新型的硼酸鋰鹽

無機鋰鹽---LiClO4

– 構成的(de)(de)(de)電解液電導(dao)率較(jiao)高，熱穩定性(xing)強，但是結構中的(de)(de)(de)氯處(chu)在最高價態，使(shi)陰離(li)子(zi)具有較(jiao)強的(de)(de)(de)氧化性(xing)，在高溫(wen)等條件下容易(yi)與有機溶(rong)劑發生強烈反應，帶來安全隱(yin)患。

無機鋰鹽---LiAsF

– 是(shi)一(yi)種性能優良(liang)的鋰鹽，與醚類(lei)有機溶(rong)劑構成的電(dian)解(jie)液(ye)具(ju)有非常(chang)高的電(dian)導率(lv)，但是(shi)它的還(huan)原產物(wu)含有劇(ju)毒As，具(ju)有致癌作用，環境污染嚴重(zhong)且價格偏高。

無機鋰鹽---LiBF4

– 由于BF4半(ban)徑較小(xiao)，容易締合，形(xing)成(cheng)電解液的(de)電導率較小(xiao)因而很少使用。

– 在高溫、低溫情況下(xia)，LiBF4的電化(hua)學性能會比LiPF6、LiAsF6優異。

無機鋰鹽---LiPF6

– 由于(yu)PF6的締(di)合(he)能力(li)較(jiao)差，形(xing)成LiPF6電(dian)(dian)解液的電(dian)(dian)導率較(jiao)大，高于(yu)其它所(suo)有無(wu)機鋰鹽。此外(wai)它的電(dian)(dian)化學(xue)穩(wen)定性強(qiang)，陰極的分解電(dian)(dian)壓達5.1V，遠高于(yu)鋰離子(zi)電(dian)(dian)池要求(qiu)的4.2V，且不腐蝕(shi)鋁集流體。

– LiPF6的熱穩定性(xing)不如其它鋰鹽，即使(shi)在高純狀(zhuang)態下也能發生分(fen)(fen)解(jie)。例如在80 ℃可(ke)能發生分(fen)(fen)解(jie)LiPF6→LiF PF5

– 生(sheng)成(cheng)的氣態PF5具有(you)較強的路易斯酸性，會(hui)與溶(rong)(rong)劑分(fen)(fen)子(zi)中氧(yang)原子(zi)上的孤(gu)電子(zi)對作用使溶(rong)(rong)劑發生(sheng)分(fen)(fen)解反應ROCOOR PF5→RF R1OR2 烯(xi)烴 CO2

有機鋰鹽

– 常見的有機(ji)鋰鹽LiCF3SOLiN(CF3SO2)2LiC(SO2CF3)3

– 一般(ban)具有(you)較大的(de)半徑(jing)，電(dian)荷分布比(bi)較分散(san)，電(dian)子(zi)離(li)(li)域化作用強，這樣可以減小鋰(li)鹽的(de)晶格能，消弱正負離(li)(li)子(zi)之間的(de)相互作用，增大溶解度，同時也(ye)有(you)助于熱穩定性和電(dian)化學性能的(de)提高(gao)。

– 但是它們都會在(zai)一定的(de)(de)電壓條件下腐蝕(shi)鋁集流(liu)體，因此限制(zhi)了它們的(de)(de)使用。

新型的硼酸鋰鹽LiBOB

– LiBOB中硼原(yuan)(yuan)子同具有強烈吸電子能力的草(cao)酸根中的氧(yang)原(yuan)(yuan)子相連，電荷分布比較分散(san)，使得它(ta)的電化學(xue)穩定性較好。

– ?與LiPF6相比(bi)(bi)，LiBOB在第(di)一次充放電(dian)過程中不可逆容量(liang)較低(di)，50℃高溫下的循環性能比(bi)(bi)較優(you)越(yue)，形成的鈍化膜更(geng)加有利于抑制石墨的剝離。?

– LiBOB在有機(ji)溶劑中的溶解度不高且純化(hua)較難

添加劑一般具有以下特點

– 較少用量即能(neng)改(gai)善電(dian)池(chi)的一種或(huo)幾種性能(neng)

– 對電(dian)池性能無副作用

– 與有(you)機溶(rong)劑有(you)較(jiao)好的相溶(rong)性(xing)

– 價格相對較低

– 無毒性或毒性較小(xiao)

– 不與(yu)電(dian)池中(zhong)其它(ta)材料發生(sheng)副(fu)反應

常見添加劑的類型

– 負極的成(cheng)膜添加劑?

– 過充保(bao)護的添加劑?

– 阻燃添加劑?

– 提高(gao)電導率的(de)添加劑?

– 高(gao)低溫性能添加(jia)劑(ji)