鋰電池電解液的保存環(huán)境
商業(yè)化的六氟磷酸鋰的電解液不能超過(guò)60攝氏度。如果溶劑還有碳酸二甲酯,碳酸二乙酯等沸點(diǎn)較低的溶劑,也不建議高溫。電解液溶劑一般是混合溶劑。最好在-10~40℃。
鋰電池電解液保存使用方法
鋰電池的電解液是電池的一個(gè)重要組成部分,對(duì)三元鋰電池的性能有很大的影響。鋰電池電解液主要是由有機(jī)溶劑組成的,適合的溶劑需其介電常數(shù)高,粘度小,常用的有烷基碳酸鹽如PC、EC等極性強(qiáng),介電常數(shù)高。
1、使用油桶車周轉(zhuǎn)。
2、使用前,生產(chǎn)人員必須通知注液工序QC檢測(cè)電解液的含水量(取樣,包括電解液桶里和緩存罐里未用完的電解液,環(huán)境要求手套箱露點(diǎn)小于-28℃),測(cè)試合格后方可生產(chǎn)。
3、從電解液桶里補(bǔ)充電解液到緩存罐時(shí),兩個(gè)人配合操作,A先打開緩存罐閥門1,如圖1,B再打開SP快速閥門2,如圖2,然后觀察緩存罐上面的透明管子里面的電解液液面高度,要求在電解液高度不超過(guò)塑料管最上端時(shí)先關(guān)閉閥門2,再關(guān)閉閥門1,如圖4。
4、電解液桶里壓力低于0.01Mpa時(shí)或壓不出電解液時(shí),說(shuō)需向電解液桶內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)猓涞獨(dú)鈮毫椴怀^(guò)0.2Mpa,左邊壓力表顯示。電解液用完后切換SP快速接頭時(shí)必須先用DMC清洗干凈快速接頭,再用無(wú)水酒精清洗后烘干或晾干。
5、班次轉(zhuǎn)換前,須把緩存罐內(nèi)的所有閥門關(guān)閉,密封保存;當(dāng)緩存罐內(nèi)的電解檢驗(yàn)不合格時(shí),需排空罐內(nèi)的電解液,用專用容器盛放排出的電解液,用堿中和處理。
6、電解液用完后,空桶做好標(biāo)識(shí)、回收。
7、鋰電池電解液應(yīng)保存在陰涼處,溫度小于25℃,遠(yuǎn)離火源、熱源。
8、配制和存放電解液應(yīng)用耐堿器具,并將堿慢慢倒入蒸餾水或去離子水中,并用干凈耐堿棒攪動(dòng),禁止將水倒入電解液中。
鋰電池電解液的處理技術(shù)
1、液氮條件下回收電解液
童東革在鋰電池回收過(guò)程中處理電解液采用碳酸丙烯酯(PC)回收電解質(zhì);PC的脫出速率最大,2h后可將電解質(zhì)完全脫出。為了避免發(fā)生火災(zāi)和爆炸,在液氮保護(hù)下,將廢電池切開,取出活性物質(zhì)。將活性物質(zhì)置于PC等電解質(zhì)溶劑中浸泡一段時(shí)間,以浸出電解質(zhì),然后在惰性氣氛中過(guò)濾。PC可回收,重復(fù)使用多次。回收的電解質(zhì)根據(jù)情況進(jìn)行純化,回收LiPF6。
2、高溫?zé)峤鈸]發(fā)電解液
現(xiàn)階段大多實(shí)驗(yàn)研究對(duì)電解液的重視不夠,采用高溫?zé)峤饣虮簾囯姵兀捎陔娊庖旱臒峤鉁囟容^低(180C左右),任由電解液自由分解揮發(fā),電解液在熱解過(guò)程中生成HF,LiF等有毒氣體,在大規(guī)模鋰電池回收過(guò)程中,需要加大對(duì)尾氣的二次處理。
3、堿溶液處理
趙東江等采用稀堿水浸泡單體電池,電解液生成的HF會(huì)發(fā)生如下反應(yīng):HF
+NaOH→NaF+H20,再對(duì)電池進(jìn)行粉碎處理,此種處理方法可以有效減少HF的產(chǎn)生,但是不能實(shí)現(xiàn)含氟電解液的回收。
4、NMP處理電解液
液態(tài)的電解液分散吸附于電極和隔膜的空隙中,因此,可選擇適當(dāng)?shù)娜軇垡译妗-甲基吡咯烷酮(NMP)]在50C時(shí)浸出,將固形物與溶劑分離后,通過(guò)減壓蒸餾回收循環(huán)利用溶劑,剩余的則是純電解質(zhì)。減壓蒸餾的溶劑,沸點(diǎn)應(yīng)低于電解質(zhì)鋰鹽的分解溫度(約80C),并且應(yīng)當(dāng)是無(wú)水操作。按此種方法可以以經(jīng)濟(jì)環(huán)保的手段,獲取電解液最大的回收價(jià)值。
有機(jī)溶劑是電解液的主體部分,與電解液的性能密切相關(guān),一般用高介電常數(shù)溶劑與低粘度溶劑混合使用;常用電解質(zhì)鋰鹽有高氯酸鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰等,但從成本、安全性等多方面考慮,六氟磷酸鋰是商業(yè)化鋰離子電池采用的主要電解質(zhì);添加劑的使用尚未商品化,但一直是有機(jī)電解液的研究熱點(diǎn)之一。
自1991年鋰離子電池電解液開發(fā)成功,鋰離子電池很快進(jìn)入了筆記本電腦、手機(jī)等電子信息產(chǎn)品市場(chǎng),并且逐步占據(jù)主導(dǎo)地位。目前鋰離子電池電解液產(chǎn)品技術(shù)也正處于進(jìn)一步發(fā)展中。在鋰離子電池電解液研究和生產(chǎn)方面,國(guó)際上從事鋰離子電池專用電解液的研制與開發(fā)的公司主要集中在日本、德國(guó)、韓國(guó)、美國(guó)、加拿大等國(guó),以日本的電解液發(fā)展最快,市場(chǎng)份額最大。
國(guó)內(nèi)常用電解液體系有EC+DMC、EC+DEC、EC+DMC+EMC、EC+DMC+DEC等。不同的電解液的使用條件不同,與電池正負(fù)極的相容性不同,分解電壓也不同。電解液組成為lmol/L LiPF/EC+DMC+DEC+EMC,在性能上比普通電解液有更好的循環(huán)壽命、低溫性能和安全性能,能有效減少氣體產(chǎn)生,防止電池鼓脹。EC/DEC、EC/DMC電解液體系的分解電壓分別是4.25V、5.10V。
據(jù)Bellcore研究,LiPF/EC+DMC與碳負(fù)極有良好的相容性,例如在LixC6/LiMnO4電池中,以LiPF/EC+DMC為電解液,室溫下可穩(wěn)定到4.9V,55℃可穩(wěn)定到4.8V,其液相區(qū)為-20℃~130℃,突出優(yōu)點(diǎn)是使用溫度范圍廣,與碳負(fù)極的相容性好,安全指數(shù)高,有好的循環(huán)壽命與放電特性。