锂离子电池电解液质料及生产工艺详解
液体电解液生产工艺---流程图


电解液生产工艺---精馏和脱水
关于使用的有机质料划分接纳精馏或脱水处理以抵达锂 电池电解液使用标准。。。。
在精馏或脱水阶段,,,,需要对有机溶剂检测的项目有:纯 度、水分、总醇含量。。。。
液体电解液生产工艺---产品罐
在对有机溶剂完成精馏或脱水后,,,,检测及格后经由管道 进入产品罐、期待使用。。。。
凭证电解液物料配比,,,,在产品罐处通过电子计量准确称 取有机溶剂。。。。
若是产品罐中的有机溶剂短时间未使用,,,,需要再次对其 举行纯度、水分、总醇含量的检测,,,,继而凭证生产的需 要准确进入反映釜。。。。
体电解液生产工艺---反映釜
依据物料配比和加入先后顺序,,,,有机溶剂依次加入反映 釜充分搅拌、混匀,,,,然后通过锂盐专用加料口或手套箱 加入所需的锂盐和电解液添加剂。。。。
在加入物料最先到竣事,应控制反映釜的搅拌速率、釜 内温度等。。。。差别的物料配比搅拌混匀的时间差别,,,,但都 必需使电解液混淆匀称,,,,此时对电解液检测的项目有: 水分、电导率、色度、酸度
液体电解液生产工艺---灌装
经检测及格的液体电解液被灌入及格的包装桶,,,,充入 氩气�;;;;�,,,,最终进入客栈期待出厂。。。。
由于电解液自身的物理、化学性子等因素,,,,入库的电 解液应在短时间内使用,,,,防止情形等因素导致电解液 的变质
液体电解液---使用注重事项
电解液桶有氩气�;;;;�,,,,有一定压力,,,,在使用中切勿拆卸 气相阀头和液相阀头,,,,也不允许随意按下快开讨论的凸 头,,,,以免造成走漏或其它危险。。。。接受时一定要戴防护眼 罩,,,,使用时一定要使用专用快开讨论
检测及格的电解液建议一次性用完,,,,开封的电解液很容 易由于没有气氛�;;;;さ仍蚨渲�,,,,宴客户在使用历程 中注重实时充入氩气�;;;;�,,,,防止变色 电解液不建议使用玻璃器皿盛放,,,,玻璃的主要因素是氧 化硅,,,,氧化硅和氢氟酸反映天生侵蚀性、易挥发的气体 四氟化硅,,,,此气体有毒会对人造成危险
– 现场可以使用的电解液容器和管道质料包括:不锈钢、 塑料PP/PE、四氟乙烯等
– 本产品对人体有害,,,,有稍微刺激和麻醉作用。。。。使用历程中阻止身体直接接触
液体电解液的组成
有机溶剂
锂盐
添加剂
有机溶剂---有机溶剂的选择标准
有机溶剂对电极应该是惰性的,,,,在电池的充放电历程中 不与正负极爆发电化学反映
较高的介电常数和较小的黏度以使锂盐有足够高的消融 度,,,,从而包管高的电导率
熔点低、沸点高,,,,从而使事情温度规模较宽
与电极质料有较好的相容性,,,,即电极能够在电解液中表 现出优良的电化学性能
电池循环效率、本钱、情形因素等方面的思量
液体电解液的组成---有机溶剂
碳酸酯
醚
含硫有机溶剂
其它
有机溶剂---碳酸酯
碳酸酯类溶剂具有较好的电化学稳固性且熔点较低,,,,在 锂离子电池中获得普遍的使用。。。。碳酸酯类的溶剂就其结 构而言,,,,主要分为两类:
环状碳酸酯 PC和EC
链状碳酸酯 DMC、EMC、DEC
有机溶剂---醚
醚类有机溶剂黏度较小,,,,可是醚类性子生动,,,,抗氧化 性欠好,,,,故不常用作锂离子电池电解液的主要因素,,,, 一般做为碳酸酯的共溶剂或添加剂来提高电解液的电 导率。。。。醚类溶剂就其结构而言,,,,也可以分为两类:
环状醚 THF
链状醚 DME
有机溶剂---含硫有机溶剂
锂离子电池所使用的含硫有机溶剂主要有两类,,,,划分 是:
砜类 DMSO和EMS
亚硫酸酯 ES 和PS
有机溶剂---其它
羧酸酯类„
氟代、氯代的碳酸酯
有机溶剂---常见的有机溶剂
|
有机溶剂 |
沸点/℃ |
熔点/℃ |
黏度 |
相对介电常数 |
|
EC |
248 |
39 |
1.86 |
89.6 |
|
PC |
241.7 |
-42.9 |
2.530 |
64.4 |
|
DMC |
90 |
3 |
0.59 |
3.1 |
|
EMC |
108 |
-55 |
0.65 |
2.9 |
|
DEC |
127 |
-43 |
0.75 |
2.8 |
|
MPC |
130 |
-43 |
0.78 |
2.8 |
|
DMSO |
189 |
18.4 |
1.991 |
42.5 |
|
GBL |
206 |
-42 |
1.751 |
39.1 |
|
|
||||
锂盐---选择锂盐的标准
在有机溶剂中有足够高的消融度,,,,以包管电解液具有较高的电导率 阴离子具有较高的氧化和还原稳固性,,,,在电解液中稳固
性好,,,,还原产品有利于电极钝化膜的形成
具有较好的情形亲和性,,,,剖析产品对情形污染小
易于制备和纯化,,,,生产本钱低
液体电解液的组成---锂盐
无机锂盐
有机锂盐
新型的硼酸锂盐
无机锂盐---LiClO4
组成的电解液电导率较高,,,,热稳固性强,,,,可是结构中的氯处在高价态,,,,使阴离子具有较强的氧化性,,,,在高温等条件下容易与有机溶剂爆发强烈反映,,,,带来清静隐患。。。。
无机锂盐---LiAsF
是一种性能优良的锂盐,,,,与醚类有机溶剂组成的电解液具有很是高的电导率,,,,可是它的还原产品含有剧毒As,,,,具有致癌作用,,,,情形污染严重且价钱偏高。。。。
无机锂盐---LiBF4
由于BF4半径较小,,,,容易缔合,,,,形成电解液的电导率较小因而很少使用。。。。
在高温、低温情形下,,,,LiBF4的电化学性能会比LiPF6、LiAsF6优异。。。。
无机锂盐---LiPF6
由于PF6的缔合能力较差,,,,形成LiPF6电解液的电导率较大,,,,高于其它所有无机锂盐。。。。别的它的电化学稳固性强,,,,阴极的剖析电压达5.1V,,,,远高于锂离子电池要求的4.2V,,,,且不侵蚀铝集流体。。。。
LiPF6的热稳固性不如其它锂盐,,,,纵然在高纯状态下也能爆发剖析。。。。例如在80 ℃可能爆发剖析
LiPF6→LiF+PF5
天生的气态PF5具有较强的路易斯酸性,,,,会与溶剂分子中氧原子上的孤电子对作用使溶剂爆发剖析反映ROCOOR+PF5→RF+R1OR2+烯烃+CO2
有机锂盐
常见的有机锂盐LiCF3SOLiN(CF3SO2)2LiC(SO2CF3)3
一般具有较大的半径,,,,电荷漫衍较量疏散,,,,电子离域化作用强,,,,这样可以减小锂盐的晶格能,,,,消弱正负离子之间的相互作用,,,,增大消融度,,,,同时也有助于热稳固性和电化学性能的提高。。。。
– 可是它们都会在一定的电压条件下侵蚀铝集流体,,,,因此限制了它们的使用。。。。
新型的硼酸锂盐LiBOB
LiBOB中硼原子同具有强烈吸电子能力的草酸根中的氧原子相连,,,,电荷漫衍较量疏散,,,,使得它的电化学稳固性较好。。。。
与LiPF6相比,,,,LiBOB在第一次充放电历程中不可逆容量较低,,,,50℃高温下的循环性能较量优越,,,,形成的钝化膜越发有利于抑制石墨的剥离。。。。„
LiBOB在有机溶剂中的消融度不高且纯化较难
添加剂一般具有以下特点
较少用量即能改善电池的一种或几种性能
对电池性能无副作用
与有机溶剂有较好的相溶性
价钱相对较低
无毒性或毒性较小
不与电池中其它质料爆发副反映
常见添加剂的类型
负极的成膜添加剂„
过充�;;;;さ奶砑蛹�„
阻燃添加剂„
提高电导率的添加剂„
崎岖温性能添加剂
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