電解液生產工藝---精餾和脫水

– 對(dui)于使用的有(you)機原料分別(bie)采取精(jing)餾或(huo)脫水處理以達到(dao)鋰電池(chi)電解液使用標準。

– 在精(jing)餾或脫(tuo)水(shui)階段，需要對(dui)有(you)機溶劑檢測的項目有(you)：純 度(du)、水(shui)分、總醇含量(liang)。

液體電解液生產工藝---產品罐

– 在(zai)對有機(ji)溶劑(ji)完(wan)成精餾或(huo)脫水后，檢測(ce)合格后經過(guo)管(guan)道進入產品(pin)罐、等待使用。

– 根據電解(jie)液物(wu)料配比，在(zai)產(chan)品罐處通過電子(zi)計量準(zhun)確稱取有機(ji)溶劑。

– 如(ru)果(guo)產品罐中的(de)(de)有(you)機溶劑短(duan)時(shi)間未使用(yong)，需要再次對其進行純度、水分、總醇含量的(de)(de)檢測，繼而根據生產的(de)(de)需要準確進入(ru)反應釜。

體電解液生產工藝---反應釜

– 依據(ju)物料配比和(he)加(jia)(jia)入(ru)先后順序，有機溶劑(ji)(ji)依次加(jia)(jia)入(ru)反應(ying) 釜充分攪拌、混(hun)勻(yun)，然后通過鋰鹽專(zhuan)用加(jia)(jia)料口或手套箱(xiang)加(jia)(jia)入(ru)所需的鋰鹽和(he)電解液添(tian)加(jia)(jia)劑(ji)(ji)。

– 在加入物(wu)料開始(shi)到(dao)結(jie)束,應(ying)控制反(fan)應(ying)釜的(de)攪(jiao)拌(ban)速度、釜 內溫度等。不(bu)同的(de)物(wu)料配比(bi)攪(jiao)拌(ban)混(hun)勻的(de)時間不(bu)同，但都必須(xu)使(shi)電解(jie)液(ye)混(hun)合均勻，此時對電解(jie)液(ye)檢測的(de)項目(mu)有： 水分、電導率(lv)、色度、酸度 。

液體電解液生產工藝---灌裝

– 經檢測合(he)格(ge)的液體電解液被灌入(ru)(ru)合(he)格(ge)的包裝桶(tong)，充入(ru)(ru)氬(ya)氣保護，最終進(jin)入(ru)(ru)倉庫等待出廠。

– 由于電解(jie)液自身的(de)物理、化(hua)學性質等因素(su)，入庫(ku)的(de)電解(jie)液應在短時間內使用(yong)，防(fang)止環境等因素(su)導致電解(jie)液的(de)變質。

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，使用時一(yi)定要使用專用快(kuai)開接頭

– 檢測合(he)格的(de)電(dian)解(jie)液建(jian)議(yi)一次(ci)性用(yong)完，開封的(de)電(dian)解(jie)液很容 易因為沒有氣(qi)氛保護等(deng)原(yuan)因而(er)變質(zhi)，請客戶(hu)在(zai)使用(yong)過程中注(zhu)意及時(shi)充入氬(ya)氣(qi)保護，防止變色 電(dian)解(jie)液不建(jian)議(yi)使用(yong)玻璃器皿盛放，玻璃的(de)主要成分是氧化硅(gui)(gui)，氧化硅(gui)(gui)和(he)氫氟酸反(fan)應生(sheng)成腐蝕性、易揮發的(de)氣(qi)體四氟化硅(gui)(gui)，此(ci)氣(qi)體有毒會(hui)對(dui)人造成傷害(hai)

– 現場可以使用的電解液容器和管(guan)道材料包括：不銹鋼、 塑(su)料PP/PE、四(si)氟乙烯等

– 本產品(pin)對人體有害，有輕(qing)微(wei)刺激和麻醉作(zuo)用。使用過程中避免身體直接接觸

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，在電池的充放電(dian)過程中不(bu)與正負極發生電(dian)化學(xue)反應

– 較(jiao)高的(de)(de)介電常數和較(jiao)小的(de)(de)黏(nian)度(du)以(yi)使(shi)鋰鹽有(you)足夠高的(de)(de)溶(rong)解度(du)，從而(er)保證高的(de)(de)電導率(lv)

– 熔點低、沸點高，從而使(shi)工作溫度范圍較寬

– 與電極(ji)材料有較好(hao)的相(xiang)容性(xing)，即電極(ji)能(neng)(neng)夠在電解液中表 現出優良的電化學性(xing)能(neng)(neng)

– 電池循環效率、成本(ben)、環境因素等方面的考(kao)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(tan)酸酯類(lei)溶劑具有(you)較(jiao)好的電(dian)化學穩定性且熔點較(jiao)低，在(zai) 鋰離子電(dian)池中得到(dao)廣泛的使(shi)用。碳(tan)酸酯類(lei)的溶劑就(jiu)其結構而言，主(zhu)要分為兩類(lei)：

– 環狀碳(tan)酸酯 PC和(he)EC

– 鏈(lian)狀碳(tan)酸酯 DMC、EMC、DEC

有機溶劑---醚

醚(mi)類有機溶劑黏度(du)較小，但是醚(mi)類性(xing)質活潑，抗氧化性(xing)不(bu)好，故不(bu)常用作鋰離子電(dian)池(chi)電(dian)解液(ye)的主要成分， 一般做為碳酸酯的共溶劑或添(tian)加(jia)劑來提高(gao)電(dian)解液(ye)的電(dian)導率。醚(mi)類溶劑就其結(jie)構而言，也可以(yi)分為兩類：

– 環狀醚 THF

– 鏈狀醚 DME

有機溶劑---含硫有機溶劑

鋰(li)離子(zi)電池(chi)所(suo)使(shi)用的含硫有機(ji)溶(rong)劑(ji)主要(yao)有兩類，分別是：

– 砜類 DMSO和(he)EMS

– 亞硫(liu)酸酯 ES 和PS

有機溶劑---其它

?– 羧酸酯類?

– 氟代、氯代的碳(tan)酸酯(zhi)

鋰鹽---選擇鋰鹽的標準

– 在有(you)(you)機溶(rong)劑(ji)中有(you)(you)足夠高的(de)(de)溶(rong)解度，以保證電(dian)(dian)解液具有(you)(you)較高的(de)(de)電(dian)(dian)導率 陰離子(zi)具有(you)(you)較高的(de)(de)氧化和還原穩定性，在電(dian)(dian)解液中穩定性好，還原產(chan)物有(you)(you)利于(yu)電(dian)(dian)極鈍化膜的(de)(de)形成

– 具有較好的環境親和(he)性，分解(jie)產(chan)物對環境污染小

– 易(yi)于制(zhi)備和純化(hua)，生產成本低(di)

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(gou)成的(de)電解液電導率較高，熱穩定性(xing)強，但是結構(gou)中的(de)氯(lv)處在最(zui)高價(jia)態，使陰(yin)離子(zi)具有較強的(de)氧化性(xing)，在高溫等(deng)條件下容易與有機(ji)溶(rong)劑(ji)發生強烈反應，帶(dai)來(lai)安全隱(yin)患。

無機鋰鹽---LiAsF

– 是一(yi)種性能(neng)優(you)良的鋰鹽，與醚類有機溶劑構成的電(dian)(dian)解液具(ju)有非(fei)常高(gao)的電(dian)(dian)導率(lv)，但是它的還原(yuan)產物含有劇毒(du)As，具(ju)有致癌作用，環境污(wu)染嚴重且價格偏(pian)高(gao)。

無機鋰鹽---LiBF4

– 由于BF4半徑較小，容易締合，形成電解(jie)液(ye)的電導率(lv)較小因而很少使用。

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

無機鋰鹽---LiPF6

– 由于PF6的締合能力較差，形成(cheng)LiPF6電(dian)(dian)(dian)解(jie)液的電(dian)(dian)(dian)導率較大，高于其它所有無機(ji)鋰(li)鹽。此(ci)外它的電(dian)(dian)(dian)化學穩定性強，陰(yin)極的分解(jie)電(dian)(dian)(dian)壓達5.1V，遠高于鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)(dian)(dian)池要求的4.2V，且不腐蝕鋁集流體。

– LiPF6的熱(re)穩定性不如其它鋰鹽，即使在(zai)高純狀態下也能發(fa)生(sheng)分解(jie)。例(li)如在(zai)80 ℃可能發(fa)生(sheng)分解(jie)LiPF6→LiF PF5

– 生成的(de)氣(qi)態PF5具有較(jiao)強的(de)路易斯酸性，會與溶(rong)(rong)劑分子中(zhong)氧原子上的(de)孤電(dian)子對作(zuo)用(yong)使溶(rong)(rong)劑發生分解反(fan)應(ying)ROCOOR PF5→RF R1OR2 烯烴 CO2

有機鋰鹽

– 常見的(de)有機鋰(li)鹽(yan)LiCF3SOLiN(CF3SO2)2LiC(SO2CF3)3

– 一(yi)般具(ju)有較(jiao)大的(de)(de)半徑，電(dian)荷(he)分(fen)布比較(jiao)分(fen)散(san)，電(dian)子(zi)(zi)離域(yu)化(hua)作用強，這樣可以減小鋰鹽(yan)的(de)(de)晶格能，消(xiao)弱正負離子(zi)(zi)之間的(de)(de)相互作用，增大溶解度(du)，同(tong)時(shi)也有助于熱穩定(ding)性(xing)和電(dian)化(hua)學(xue)性(xing)能的(de)(de)提(ti)高。

– 但是它們(men)(men)都會在一定的電壓條件下(xia)腐蝕鋁集流體，因此限(xian)制了它們(men)(men)的使用(yong)。

新型的硼酸鋰鹽LiBOB

– LiBOB中硼原子(zi)同具有強烈吸電(dian)子(zi)能力的(de)草酸根(gen)中的(de)氧原子(zi)相連，電(dian)荷分布比較(jiao)分散，使得它的(de)電(dian)化學(xue)穩定(ding)性較(jiao)好。

– ?與LiPF6相比，LiBOB在第一次充(chong)放電過(guo)程中不可逆容量較(jiao)低，50℃高溫下的循(xun)環性能(neng)比較(jiao)優越，形(xing)成的鈍化膜更(geng)加有利于抑制石墨的剝離。?

– LiBOB在有機溶劑中的(de)溶解度不(bu)高且純化較難

添加劑一般具有以下特點

– 較(jiao)少用(yong)量即能(neng)改善電池的一種或幾(ji)種性能(neng)

– 對電(dian)池性能無副作用

– 與有(you)機溶(rong)劑有(you)較好的(de)相(xiang)溶(rong)性

– 價格相對較低

– 無毒性或毒性較小

– 不與(yu)電池中(zhong)其它材料發生副反應

常見添加劑的類型

– 負極的成膜添加劑?

– 過充保護的添加劑?

– 阻燃添加劑?

– 提高電導率的添(tian)加劑?

– 高低(di)溫性能(neng)添加劑