電解液生產工藝---精餾和脫水

– 對于(yu)使用(yong)的有機原料分別(bie)采(cai)取精餾或脫水處理以達到(dao)鋰電(dian)池(chi)電(dian)解液使用(yong)標準。

– 在精餾或脫水(shui)階(jie)段，需(xu)要對有機溶劑檢測(ce)的項目(mu)有：純 度、水(shui)分、總醇含(han)量。

液體電解液生產工藝---產品罐

– 在(zai)對有機溶劑(ji)完(wan)成精餾或(huo)脫水后(hou)，檢測合格后(hou)經過管道進入產(chan)品罐、等待使用。

– 根(gen)據電解液物料配比，在產品罐(guan)處通過電子計量準確(que)稱(cheng)取有機溶劑。

– 如果產品罐中(zhong)的(de)有機溶劑(ji)短時間(jian)未使用，需要(yao)再次對其(qi)進行純度、水分、總醇含量的(de)檢測(ce)，繼而根據(ju)生產的(de)需要(yao)準確進入反應釜。

體電解液生產工藝---反應釜

– 依(yi)據物料(liao)配比和加入(ru)先后(hou)順序，有機(ji)溶劑依(yi)次加入(ru)反應 釜充分(fen)攪拌、混勻(yun)，然后(hou)通過鋰鹽專用加料(liao)口或手套箱加入(ru)所需的(de)鋰鹽和電(dian)解液添加劑。

– 在(zai)加(jia)入物料開始到結(jie)束,應控制反應釜(fu)的攪(jiao)拌速度、釜(fu) 內溫(wen)度等。不同的物料配(pei)比(bi)攪(jiao)拌混(hun)(hun)勻(yun)的時(shi)間(jian)不同，但(dan)都必(bi)須使電(dian)解液混(hun)(hun)合均勻(yun)，此時(shi)對電(dian)解液檢測的項(xiang)目有： 水(shui)分、電(dian)導率、色度、酸度 。

液體電解液生產工藝---灌裝

– 經檢測(ce)合(he)格的(de)液體(ti)電解液被灌(guan)入合(he)格的(de)包裝桶，充入氬氣保護，最終進入倉庫等待出廠(chang)。

– 由于電(dian)解(jie)液自(zi)身的物理、化學性質(zhi)等(deng)因(yin)素，入庫(ku)的電(dian)解(jie)液應(ying)在短時間內使(shi)用，防止環境等(deng)因(yin)素導致電(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，使用(yong)時(shi)一定要使用(yong)專用(yong)快開接頭(tou)

– 檢測合格的電(dian)解液建議一次性(xing)用完(wan)，開封的電(dian)解液很容 易因為沒有(you)(you)氣(qi)氛(fen)保(bao)護等原因而(er)變質，請(qing)客戶在使用過程(cheng)中注意及時充入氬(ya)氣(qi)保(bao)護，防止變色(se) 電(dian)解液不建議使用玻璃(li)器皿盛放，玻璃(li)的主要成(cheng)(cheng)分是氧化(hua)硅(gui)，氧化(hua)硅(gui)和氫氟酸反(fan)應生成(cheng)(cheng)腐蝕性(xing)、易揮發的氣(qi)體四氟化(hua)硅(gui)，此(ci)氣(qi)體有(you)(you)毒會對(dui)人造成(cheng)(cheng)傷害

– 現場(chang)可以使用(yong)的電解液容器(qi)和(he)管道材料包括：不銹(xiu)鋼(gang)、 塑料PP/PE、四氟乙烯(xi)等

– 本產品對人體(ti)有害，有輕微刺激和麻醉作用(yong)。使用(yong)過程中(zhong)避免身體(ti)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，在電池的充放電過程中不與正(zheng)負極發生電化學反應

– 較高的(de)介電常數和較小的(de)黏度以(yi)使鋰鹽有足(zu)夠高的(de)溶解度，從而(er)保證(zheng)高的(de)電導率(lv)

– 熔(rong)點(dian)低、沸點(dian)高，從而使工作溫度范圍(wei)較寬

– 與電極(ji)材(cai)料有較好的相容(rong)性，即(ji)電極(ji)能夠在(zai)電解液中(zhong)表(biao) 現出(chu)優良的電化學性能

– 電池循環(huan)效(xiao)率、成本、環(huan)境因素等(deng)方(fang)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(tan)酸酯(zhi)類(lei)(lei)(lei)溶(rong)劑具有較好的(de)電化學(xue)穩定性且熔點較低，在(zai) 鋰(li)離子電池(chi)中(zhong)得到廣泛的(de)使用。碳(tan)酸酯(zhi)類(lei)(lei)(lei)的(de)溶(rong)劑就其結構而言，主(zhu)要分為兩(liang)類(lei)(lei)(lei)：

– 環狀碳酸酯 PC和EC

– 鏈狀碳(tan)酸酯(zhi) DMC、EMC、DEC

有機溶劑---醚

醚類(lei)有(you)機(ji)溶劑黏度較小，但是(shi)醚類(lei)性(xing)質活潑，抗氧化(hua)性(xing)不(bu)(bu)好，故(gu)不(bu)(bu)常用(yong)作鋰(li)離子電池電解液(ye)(ye)的主要成(cheng)分， 一般做為碳酸(suan)酯的共溶劑或添加劑來提(ti)高電解液(ye)(ye)的電導(dao)率。醚類(lei)溶劑就(jiu)其結構而言，也可以分為兩類(lei)：

– 環狀醚 THF

– 鏈狀醚 DME

有機溶劑---含硫有機溶劑

鋰(li)離子電池所使用(yong)的含硫有(you)機溶劑主要有(you)兩類，分別是：

– 砜類(lei) DMSO和EMS

– 亞硫酸酯 ES 和PS

有機溶劑---其它

?– 羧酸酯類?

– 氟(fu)代、氯代的碳酸酯

鋰鹽---選擇鋰鹽的標準

– 在有機(ji)溶(rong)劑(ji)中有足夠高的溶(rong)解(jie)度，以保證(zheng)電(dian)解(jie)液(ye)具有較高的電(dian)導率(lv) 陰離子(zi)具有較高的氧(yang)化(hua)和(he)還原穩(wen)定性，在電(dian)解(jie)液(ye)中穩(wen)定性好，還原產(chan)物有利于電(dian)極鈍化(hua)膜的形(xing)成

– 具(ju)有較好的環(huan)(huan)境親和性(xing)，分解產物(wu)對環(huan)(huan)境污染小

– 易(yi)于制備和純化，生產成本(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(cheng)的(de)電(dian)解液電(dian)導率較(jiao)高(gao)，熱穩定性強(qiang)，但是結構中的(de)氯(lv)處在最高(gao)價態，使(shi)陰離子(zi)具有較(jiao)強(qiang)的(de)氧化性，在高(gao)溫等條(tiao)件下(xia)容易與有機(ji)溶劑發生強(qiang)烈反應，帶來安全隱患。

無機鋰鹽---LiAsF

– 是(shi)一種(zhong)性(xing)能(neng)優良的(de)鋰鹽，與(yu)醚類有(you)(you)機溶(rong)劑構成的(de)電解液具有(you)(you)非常(chang)高的(de)電導率，但(dan)是(shi)它的(de)還(huan)原產物含(han)有(you)(you)劇毒As，具有(you)(you)致癌(ai)作用，環境污染(ran)嚴重且價格偏高。

無機鋰鹽---LiBF4

– 由于BF4半徑較小(xiao)，容易締合，形成電解液的(de)電導率較小(xiao)因(yin)而(er)很(hen)少使用(yong)。

– 在(zai)高(gao)溫、低溫情況下，LiBF4的電化(hua)學性能會(hui)比LiPF6、LiAsF6優異。

無機鋰鹽---LiPF6

– 由于(yu)PF6的(de)締合能力較(jiao)差，形成LiPF6電(dian)解(jie)液的(de)電(dian)導率較(jiao)大，高(gao)于(yu)其它所(suo)有無機鋰鹽。此外它的(de)電(dian)化學穩定性強(qiang)，陰極的(de)分解(jie)電(dian)壓達5.1V，遠高(gao)于(yu)鋰離(li)子電(dian)池要求的(de)4.2V，且不腐蝕(shi)鋁集流體。

– LiPF6的(de)熱穩定性不如其它鋰鹽，即使在高純狀態下(xia)也能發生(sheng)分解。例如在80 ℃可能發生(sheng)分解LiPF6→LiF PF5

– 生(sheng)成的(de)(de)氣態PF5具有較強的(de)(de)路易斯酸性，會與溶劑分子(zi)中氧原子(zi)上的(de)(de)孤電子(zi)對作(zuo)用使(shi)溶劑發生(sheng)分解反應(ying)ROCOOR PF5→RF R1OR2 烯烴 CO2

有機鋰鹽

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

– 一般具有較(jiao)大的(de)半徑，電(dian)荷(he)分布(bu)比較(jiao)分散，電(dian)子離域化作(zuo)用強，這樣可以減小鋰鹽的(de)晶格(ge)能，消弱正負離子之間的(de)相互作(zuo)用，增(zeng)大溶解度，同(tong)時也有助于熱(re)穩(wen)定性和電(dian)化學性能的(de)提高(gao)。

– 但是它們(men)都會在(zai)一定的(de)電壓條件下腐蝕鋁集流體(ti)，因此限制了它們(men)的(de)使用。

新型的硼酸鋰鹽LiBOB

– LiBOB中硼(peng)原子(zi)同具有強烈吸電子(zi)能(neng)力的(de)草(cao)酸(suan)根中的(de)氧(yang)原子(zi)相連(lian)，電荷分(fen)布比較(jiao)分(fen)散，使得(de)它(ta)的(de)電化(hua)學穩定(ding)性較(jiao)好。

– ?與(yu)LiPF6相比，LiBOB在第一次(ci)充放電過程中不可逆容量較低，50℃高(gao)溫(wen)下的(de)循(xun)環性能比較優越，形成的(de)鈍(dun)化(hua)膜更(geng)加(jia)有(you)利于抑制(zhi)石墨的(de)剝(bo)離(li)。?

– LiBOB在(zai)有機溶(rong)(rong)劑中(zhong)的溶(rong)(rong)解度不高且純化較難

添加劑一般具有以下特點

– 較(jiao)少用量即能改善電池的(de)一種或幾種性能

– 對電池性(xing)能無副作用

– 與有機溶(rong)劑有較(jiao)好的相溶(rong)性

– 價格相對較低

– 無毒(du)性或(huo)毒(du)性較小(xiao)

– 不(bu)與電(dian)池(chi)中(zhong)其它材(cai)料(liao)發生副反應

常見添加劑的類型

– 負極(ji)的成膜添(tian)加(jia)劑(ji)?

– 過充(chong)保護的添加(jia)劑(ji)?

– 阻燃添加劑?

– 提高電導率的添加劑?

– 高低溫(wen)性(xing)能(neng)添加劑