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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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