液體電解液生產(chǎn)工藝---流程圖

鋰離子電池電解液材料及生產(chǎn)工藝詳解"/>

液體電解液生產(chǎn)工藝---流程圖

電解液生產(chǎn)工藝---精餾和脫水

對(duì)于使用的有機(jī)原料分別采取精餾或脫水處理以達(dá)到鋰電池電解液使用標(biāo)準(zhǔn)。

在精餾或脫水階段，需要對(duì)有機(jī)溶劑檢測(cè)的項(xiàng)目有：純度、水分、總醇含量。

液體電解液生產(chǎn)工藝---產(chǎn)品罐

在對(duì)有機(jī)溶劑完成精餾或脫水后，檢測(cè)合格后經(jīng)過管道進(jìn)入產(chǎn)品罐、等待使用。

根據(jù)電解液物料配比，在產(chǎn)品罐處通過電子計(jì)量準(zhǔn)確稱取有機(jī)溶劑。

如果產(chǎn)品罐中的有機(jī)溶劑短時(shí)間未使用，需要再次對(duì)其進(jìn)行純度、水分、總醇含量的檢測(cè)，繼而根據(jù)生產(chǎn)的需要準(zhǔn)確進(jìn)入反應(yīng)釜。

液體電解液生產(chǎn)工藝---反應(yīng)釜

依據(jù)物料配比和加入先后順序，有機(jī)溶劑依次加入反應(yīng)釜充分?jǐn)嚢?、混勻，然后通過鋰鹽專用加料口或手套箱加入所需的鋰鹽和電解液添加劑。

在加入物料開始到結(jié)束,應(yīng)控制反應(yīng)釜的攪拌速度、釜內(nèi)溫度等。不同的物料配比攪拌混勻的時(shí)間不同，但都必須使電解液混合均勻，此時(shí)對(duì)電解液檢測(cè)的項(xiàng)目有：水分、電導(dǎo)率、色度、酸度

液體電解液生產(chǎn)工藝---灌裝

經(jīng)檢測(cè)合格的液體電解液被灌入合格的包裝桶，充入氬氣保護(hù)，最終進(jìn)入倉庫等待出廠。

由于電解液自身的物理、化學(xué)性質(zhì)等因素，入庫的電解液應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)使用，防止環(huán)境等因素導(dǎo)致電解液的變質(zhì)

液體電解液---使用注意事項(xiàng)

電解液桶有氬氣保護(hù)，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(xiǎn)。接管時(shí)一定要戴防護(hù)眼罩，使用時(shí)一定要使用專用快開接頭

檢測(cè)合格的電解液建議一次性用完，開封的電解液很容易因?yàn)闆]有氣氛保護(hù)等原因而變質(zhì)，請(qǐng)客戶在使用過程中注意及時(shí)充入氬氣保護(hù)，防止變色電解液不建議使用玻璃器皿盛放，玻璃的主要成分是氧化硅，氧化硅和氫氟酸反應(yīng)生成腐蝕性、易揮發(fā)的氣體四氟化硅，此氣體有毒會(huì)對(duì)人造成傷害

現(xiàn)場(chǎng)可以使用的電解液容器和管道材料包括：不銹鋼、塑料PP/PE、四氟乙烯等

本產(chǎn)品對(duì)人體有害，有輕微刺激和麻醉作用。使用過程中避免身體直接接觸

液體電解液的組成

有機(jī)溶劑

鋰鹽

添加劑

有機(jī)溶劑---有機(jī)溶劑的選擇標(biāo)準(zhǔn)

有機(jī)溶劑對(duì)電極應(yīng)該是惰性的，在電池的充放電過程中不與正負(fù)極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)

較高的介電常數(shù)和較小的黏度以使鋰鹽有足夠高的溶解度，從而保證高的電導(dǎo)率

熔點(diǎn)低、沸點(diǎn)高，從而使工作溫度范圍較寬

與電極材料有較好的相容性，即電極能夠在電解液中表現(xiàn)出優(yōu)良的電化學(xué)性能

電池循環(huán)效率、成本、環(huán)境因素等方面的考慮

液體電解液的組成---有機(jī)溶劑

碳酸酯

醚

含硫有機(jī)溶劑

其它

有機(jī)溶劑---碳酸酯

碳酸酯類溶劑具有較好的電化學(xué)穩(wěn)定性且熔點(diǎn)較低，在鋰離子電池中得到廣泛的使用。碳酸酯類的溶劑就其結(jié)構(gòu)而言，主要分為兩類：

環(huán)狀碳酸酯PC和EC

鏈狀碳酸酯DMC、EMC、DEC

有機(jī)溶劑---醚

醚類有機(jī)溶劑黏度較小，但是醚類性質(zhì)活潑，抗氧化性不好，故不常用作鋰離子電池電解液的主要成分，一般做為碳酸酯的共溶劑或添加劑來提高電解液的電導(dǎo)率。醚類溶劑就其結(jié)構(gòu)而言，也可以分為兩類：

環(huán)狀醚THF

鏈狀醚DME

有機(jī)溶劑---含硫有機(jī)溶劑

鋰離子電池所使用的含硫有機(jī)溶劑主要有兩類，分別是：

砜類DMSO和EMS

亞硫酸酯ES和PS

有機(jī)溶劑---其它

羧酸酯類

氟代、氯代的碳酸酯

有機(jī)溶劑---常見的有機(jī)溶劑

鋰鹽---選擇鋰鹽的標(biāo)準(zhǔn)

在有機(jī)溶劑中有足夠高的溶解度，以保證電解液具有較高的電導(dǎo)率陰離子具有較高的氧化和還原穩(wěn)定性，在電解液中穩(wěn)定

性好，還原產(chǎn)物有利于電極鈍化膜的形成

具有較好的環(huán)境親和性，分解產(chǎn)物對(duì)環(huán)境污染小

易于制備和純化，生產(chǎn)成本低

液體電解液的組成---鋰鹽

無機(jī)鋰鹽

有機(jī)鋰鹽

新型的硼酸鋰鹽

無機(jī)鋰鹽---LiClO4

構(gòu)成的電解液電導(dǎo)率較高，熱穩(wěn)定性強(qiáng)，但是結(jié)構(gòu)中的氯處在最高價(jià)態(tài)，使陰離子具有較強(qiáng)的氧化性，在高溫等條件下容易與有機(jī)溶劑發(fā)生強(qiáng)烈反應(yīng)，帶來安全隱患。

無機(jī)鋰鹽---LiAsF

是一種性能優(yōu)良的鋰鹽，與醚類有機(jī)溶劑構(gòu)成的電解液具有非常高的電導(dǎo)率，但是它的還原產(chǎn)物含有劇毒As，具有致癌作用，環(huán)境污染嚴(yán)重且價(jià)格偏高。

無機(jī)鋰鹽---LiBF4

由于BF4半徑較小，容易締合，形成電解液的電導(dǎo)率較小因而很少使用。

在高溫、低溫情況下，LiBF4的電化學(xué)性能會(huì)比LiPF6、LiAsF6優(yōu)異。

無機(jī)鋰鹽---LiPF6

由于PF6的締合能力較差，形成LiPF6電解液的電導(dǎo)率較大，高于其它所有無機(jī)鋰鹽。此外它的電化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，陰極的分解電壓達(dá)5.1V，遠(yuǎn)高于鋰離子電池要求的4.2V，且不腐蝕鋁集流體。

LiPF6的熱穩(wěn)定性不如其它鋰鹽，即使在高純狀態(tài)下也能發(fā)生分解。例如在80℃可能發(fā)生分解LiPF6→LiF+PF5

生成的氣態(tài)PF5具有較強(qiáng)的路易斯酸性，會(huì)與溶劑分子中氧原子上的孤電子對(duì)作用使溶劑發(fā)生分解反應(yīng)ROCOOR+PF5→RF+R1OR2+烯烴+CO2

有機(jī)鋰鹽

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

一般具有較大的半徑，電荷分布比較分散，電子離域化作用強(qiáng)，這樣可以減小鋰鹽的晶格能，消弱正負(fù)離子之間的相互作用，增大溶解度，同時(shí)也有助于熱穩(wěn)定性和電化學(xué)性能的提高。

但是它們都會(huì)在一定的電壓條件下腐蝕鋁集流體，因此限制了它們的使用。

新型的硼酸鋰鹽LiBOB

LiBOB中硼原子同具有強(qiáng)烈吸電子能力的草酸根中的氧原子相連，電荷分布比較分散，使得它的電化學(xué)穩(wěn)定性較好。

與LiPF6相比，LiBOB在第一次充放電過程中不可逆容量較低，50℃高溫下的循環(huán)性能比較優(yōu)越，形成的鈍化膜更加有利于抑制石墨的剝離。

LiBOB在有機(jī)溶劑中的溶解度不高且純化較難

添加劑一般具有以下特點(diǎn)

較少用量即能改善電池的一種或幾種性能

對(duì)電池性能無副作用

與有機(jī)溶劑有較好的相溶性

價(jià)格相對(duì)較低

無毒性或毒性較小

不與電池中其它材料發(fā)生副反應(yīng)

常見添加劑的類型

負(fù)極的成膜添加劑

過充保護(hù)的添加劑

阻燃添加劑

提高電導(dǎo)率的添加劑

高低溫性能添加劑