電解液生產工藝---精餾和脫水

– 對于使(shi)用的有機(ji)原料分別采取(qu)精餾或脫(tuo)水處理以達到鋰電池電解液(ye)使(shi)用標準。

– 在精餾(liu)或(huo)脫水階段，需要對有機溶劑(ji)檢測的(de)項(xiang)目(mu)有：純 度、水分、總醇含量。

液體電解液生產工藝---產品罐

– 在對(dui)有(you)機溶劑(ji)完成精(jing)餾或脫(tuo)水后，檢測合格后經過管道進入產品罐、等待使(shi)用。

– 根(gen)據電(dian)解液物料(liao)配比，在(zai)產品罐處通過(guo)電(dian)子計量(liang)準(zhun)確稱取(qu)有機溶(rong)劑。

– 如果(guo)產(chan)(chan)品罐中(zhong)的(de)有機溶(rong)劑(ji)短(duan)時(shi)間未使用，需(xu)要(yao)再次對其進(jin)(jin)行純(chun)度、水分(fen)、總醇含量的(de)檢測，繼(ji)而根據生產(chan)(chan)的(de)需(xu)要(yao)準確(que)進(jin)(jin)入反(fan)應釜。

體電解液生產工藝---反應釜

– 依據物料配比和加入(ru)先后順(shun)序，有機溶(rong)劑依次加入(ru)反應 釜充分攪拌、混勻，然后通過鋰鹽專用(yong)加料口(kou)或手(shou)套(tao)箱加入(ru)所需的鋰鹽和電解液(ye)添加劑。

– 在(zai)加(jia)入(ru)物料(liao)開始到結(jie)束(shu),應(ying)控制反應(ying)釜(fu)的攪拌速度(du)、釜(fu) 內溫度(du)等。不(bu)同的物料(liao)配比攪拌混勻(yun)的時(shi)間不(bu)同，但都必須使電解液(ye)混合均勻(yun)，此時(shi)對電解液(ye)檢測的項(xiang)目有： 水(shui)分(fen)、電導(dao)率、色度(du)、酸度(du) 。

液體電解液生產工藝---灌裝

– 經檢測合格(ge)的液體(ti)電解(jie)液被灌(guan)入(ru)合格(ge)的包裝(zhuang)桶(tong)，充入(ru)氬氣(qi)保護(hu)，最終(zhong)進入(ru)倉庫等待出廠。

– 由于電解液(ye)自(zi)身的物理、化(hua)學性質(zhi)等(deng)(deng)因(yin)素(su)，入庫的電解液(ye)應在(zai)短時間內使(shi)用(yong)，防止環境等(deng)(deng)因(yin)素(su)導致電解液(ye)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，使用時一(yi)定要使用專(zhuan)用快(kuai)開接頭(tou)

– 檢(jian)測合格的電解液(ye)建議(yi)一次性(xing)用(yong)完(wan)，開封的電解液(ye)很容(rong) 易因(yin)為沒(mei)有(you)(you)氣(qi)(qi)氛保護等原因(yin)而變質，請客戶(hu)在(zai)使(shi)用(yong)過程中(zhong)注(zhu)意及時(shi)充入氬(ya)氣(qi)(qi)保護，防(fang)止變色 電解液(ye)不(bu)建議(yi)使(shi)用(yong)玻(bo)璃器皿盛放，玻(bo)璃的主要成(cheng)分(fen)是氧(yang)化硅(gui)(gui)，氧(yang)化硅(gui)(gui)和氫氟酸(suan)反應(ying)生成(cheng)腐(fu)蝕性(xing)、易揮(hui)發的氣(qi)(qi)體四氟化硅(gui)(gui)，此氣(qi)(qi)體有(you)(you)毒(du)會對人造成(cheng)傷害

– 現場可以使用的電解液容器和管道(dao)材料(liao)包(bao)括：不銹(xiu)鋼(gang)、 塑(su)料(liao)PP/PE、四氟(fu)乙(yi)烯等

– 本產品對人(ren)體(ti)有害，有輕微(wei)刺(ci)激(ji)和麻醉作用。使用過程中避免身體(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(fang)電過(guo)程(cheng)中(zhong)不與(yu)正負極發生電化學反應

– 較高(gao)的介電(dian)常數(shu)和(he)較小的黏度(du)(du)以使(shi)鋰鹽有足夠高(gao)的溶(rong)解度(du)(du)，從而保(bao)證高(gao)的電(dian)導率(lv)

– 熔點(dian)低、沸(fei)點(dian)高(gao)，從(cong)而使工作溫度范圍較寬

– 與電極材料有較好的相容(rong)性，即電極能夠(gou)在電解(jie)液中表 現出優良的電化學(xue)性能

– 電池循環效率、成本、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(suan)酯類(lei)(lei)溶(rong)劑具(ju)有較好的(de)電化(hua)學穩定性且熔點(dian)較低，在 鋰離子電池中得到廣(guang)泛的(de)使用。碳(tan)酸(suan)酯類(lei)(lei)的(de)溶(rong)劑就其結構而言，主要分為兩(liang)類(lei)(lei)：

– 環狀碳酸(suan)酯(zhi) PC和EC

– 鏈狀碳酸酯 DMC、EMC、DEC

有機溶劑---醚

醚類有機溶劑黏度較小，但是(shi)醚類性(xing)質活(huo)潑，抗氧化(hua)性(xing)不好，故不常用作鋰離子電池(chi)電解液的(de)(de)主要(yao)成分， 一(yi)般做為碳酸酯(zhi)的(de)(de)共溶劑或添加劑來(lai)提(ti)高電解液的(de)(de)電導率(lv)。醚類溶劑就(jiu)其結構而言，也可以分為兩類：

– 環狀醚 THF

– 鏈狀醚 DME

有機溶劑---含硫有機溶劑

鋰離(li)子電池所使用的含硫(liu)有(you)機溶(rong)劑主要(yao)有(you)兩類，分別(bie)是：

– 砜(feng)類(lei) DMSO和EMS

– 亞硫酸酯 ES 和PS

有機溶劑---其它

?– 羧酸酯類?

– 氟代、氯代的(de)碳酸酯

鋰鹽---選擇鋰鹽的標準

– 在(zai)有機溶(rong)劑中(zhong)有足夠高的(de)溶(rong)解度，以(yi)保證電(dian)解液具有較(jiao)高的(de)電(dian)導率 陰(yin)離子具有較(jiao)高的(de)氧化和(he)還原穩定(ding)(ding)性，在(zai)電(dian)解液中(zhong)穩定(ding)(ding)性好(hao)，還原產物有利于電(dian)極鈍化膜的(de)形成

– 具有較好的環境親和(he)性，分解產物對環境污染(ran)小

– 易于制備和純(chun)化(hua)，生產(chan)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

– 構成的(de)(de)(de)電(dian)解液電(dian)導率較(jiao)(jiao)高(gao)，熱(re)穩定性(xing)強，但是(shi)結構中的(de)(de)(de)氯處在最高(gao)價態，使(shi)陰離子具有(you)較(jiao)(jiao)強的(de)(de)(de)氧化性(xing)，在高(gao)溫(wen)等(deng)條件下(xia)容(rong)易與有(you)機溶劑發生(sheng)強烈(lie)反(fan)應，帶來安全隱患。

無機鋰鹽---LiAsF

– 是(shi)一種(zhong)性能優良的(de)(de)(de)鋰鹽，與醚類有(you)機(ji)溶劑構成的(de)(de)(de)電解液具有(you)非常高(gao)的(de)(de)(de)電導率，但是(shi)它的(de)(de)(de)還(huan)原產物含有(you)劇毒As，具有(you)致癌作用，環(huan)境污(wu)染嚴重且價(jia)格偏高(gao)。

無機鋰鹽---LiBF4

– 由于BF4半徑較小，容易締合，形(xing)成(cheng)電解液的電導率較小因而很少使用(yong)。

– 在高溫、低(di)溫情況下(xia)，LiBF4的電(dian)化學性能(neng)會比LiPF6、LiAsF6優異(yi)。

無機鋰鹽---LiPF6

– 由于PF6的(de)締合能力較(jiao)差(cha)，形(xing)成(cheng)LiPF6電(dian)(dian)(dian)解液的(de)電(dian)(dian)(dian)導率較(jiao)大，高于其它(ta)所有無(wu)機鋰鹽。此外(wai)它(ta)的(de)電(dian)(dian)(dian)化學穩定性(xing)強，陰極的(de)分解電(dian)(dian)(dian)壓達5.1V，遠高于鋰離子電(dian)(dian)(dian)池要(yao)求的(de)4.2V，且(qie)不腐蝕鋁集流體。

– LiPF6的熱(re)穩定(ding)性不如(ru)(ru)其它鋰鹽(yan)，即(ji)使在(zai)高純狀態(tai)下也(ye)能(neng)(neng)發生(sheng)分解(jie)。例如(ru)(ru)在(zai)80 ℃可能(neng)(neng)發生(sheng)分解(jie)LiPF6→LiF PF5

– 生成的氣態PF5具有較強的路(lu)易斯酸性，會與溶劑分子(zi)中(zhong)氧原(yuan)子(zi)上(shang)的孤(gu)電子(zi)對作(zuo)用使溶劑發生分解反應ROCOOR PF5→RF R1OR2 烯烴 CO2

有機鋰鹽

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

– 一般具有較(jiao)大的(de)半徑，電(dian)荷分(fen)(fen)布比較(jiao)分(fen)(fen)散，電(dian)子離(li)域化(hua)作(zuo)用強，這樣可以減小鋰鹽的(de)晶格能，消弱正負離(li)子之間的(de)相(xiang)互作(zuo)用，增大溶解度，同時也有助(zhu)于熱(re)穩定性和電(dian)化(hua)學(xue)性能的(de)提高。

– 但是它(ta)們都(dou)會在一(yi)定的電壓條件下腐蝕鋁(lv)集流體，因此限(xian)制了它(ta)們的使用。

新型的硼酸鋰鹽LiBOB

– LiBOB中硼原子同具有強烈吸電(dian)子能(neng)力(li)的(de)(de)草酸(suan)根中的(de)(de)氧原子相連，電(dian)荷分布比較(jiao)(jiao)分散，使得它(ta)的(de)(de)電(dian)化學穩定性較(jiao)(jiao)好。

– ?與LiPF6相比(bi)，LiBOB在第一(yi)次(ci)充放(fang)電過程中(zhong)不可逆容量(liang)較低，50℃高溫下(xia)的循環性能比(bi)較優越，形成的鈍化膜更加有(you)利于抑制石墨的剝離。?

– LiBOB在有機溶劑中的溶解度不高且純化較(jiao)難

添加劑一般具有以下特點

– 較少(shao)用量即能(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(yong)

– 與(yu)有機溶劑有較好的相溶性

– 價格相對較低

– 無毒性或(huo)毒性較小

– 不與(yu)電池(chi)中其(qi)它材料發生副反應(ying)

常見添加劑的類型

– 負極的成膜添加(jia)劑?

– 過充保護的添(tian)加劑?

– 阻燃添加劑?

– 提高(gao)電導率的(de)添加(jia)劑(ji)?

– 高低溫性能(neng)添(tian)加劑