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2017福建省新型电池产业技术创新战略联盟年会读书报告==多氟多化工股份有限公司的总工程师薛旭金发表了“锂离子电池电解质发展概况”
作者: 佚名 发布日期: 2017-12-10 8:59:10 浏览次数: 615

2017福建省新型电池产业技术创新战略联盟年会读书报告3

彭建明

2017.11.20.

由福建省科学技术厅和三明市人民政府主办,三明市科学技术局、福建省新型电池产业技术创新战略联盟和福建省电池技术协会承办的第二十三次鼓岭科学会议暨2017福建省新型电池产业技术创新战略联盟年会已于20171111日至12日在福建省三明市梅园国际大酒店成功召开。来自中国大陆、中国台湾以及韩国的相关领域的知名教授和专家学者参加了此次会议并发表了主题演讲。我有幸作为参会人员之一聆听了此次大会。

锂离子电池的构成可以分为正极材料、负极材料、隔膜、电解液和其他辅助部件。每一部分都发挥着非常关键的不可替代的作用,而电解液有锂离子电池血液的称号。电解液的性能直接决定着正负极材料性能的发挥。作为锂离子电池正极材料的研究人员,工作中也时常使用电解液,但对电解液的认识也就仅使用而已,缺乏全面的了解。多氟多化工股份有限公司的总工程师薛旭金在会上发表了题为锂离子电池电解质发展概况的演讲,在演讲中薛总工程师详细介绍了电解液,使得我对电解液有了新的认识。

首先就电解液的组分而言,电解液由有机溶剂、锂盐和添加剂组成。其中的有机溶剂可分为常规溶剂和新型溶剂,常规溶剂有环状碳酸酯和线性碳酸酯,ECPC属于环状碳酸酯,DMCDECEMC属于线性碳酸酯。新型溶剂有羧酸酯、亚硫酸酯和氯代溶剂。锂盐也分为常规锂盐和新型锂盐,LiPF6LiBF4属于常规锂盐,新型锂盐包括LiBOBLiODFBLiTFSILi2DFBLiFSI。这些锂盐各有特点:LiPF6电导率高、能形成稳定SEI膜、有效钝化正极铝箔、有较宽的电化学稳定窗口,但热稳定性差、分解温度在80-160之间。LiBOB热稳定性好、电化学窗口大、高温性能好、可形成SEI膜,分解温度在300以上,但溶解度相对较小、电导率低、在空气中易吸湿。LiODFB热稳定性好、分解温度在300以上、高温性能好,但是合成工艺复杂、提纯难度大。LiBF4热稳定性好、分解温度在300以上、易对铝钝化、对水相对不敏感,但是电导率低、难以形成SEI膜。LiFSI热稳定性和化学稳定性好、电导率高、对铝集流体的腐蚀小、在负极上能形成好的SEI膜、循环性和高温性好,但其合成工艺复杂。添加剂可以分为成膜添加剂、阻燃添加剂、防过充添加剂和锂盐稳定剂等。

就电解液的制备工艺而言,因电解液组分十分复杂,所以制备电解液是难度很高的工作,其制备工艺十分复杂。仅以常见的LiPF6常规锂盐为例,其制备工艺可分为气固反应法、有机溶剂法、离子交换法和氢氟酸溶剂法。不同的方法存在不同的问题,气固反应法制备均一多孔的难度大,有机溶剂法很难获得高纯度的产品,离子交换法成本高,目前多数企业采用氢氟酸溶剂法。氢氟酸溶剂法制备可以理解为四大步骤:首先从工业级氟化氢和碳酸锂中得到高纯氟化氢和高纯碳酸锂;其次将高纯氟化氢分别与五氯化磷和高纯碳酸锂反应,分别得到五氟化磷和氟化锂;再将氟化锂与氢氟酸反应得到氟化氢锂,最后将五氟化磷和氟化氢锂反应得到六氟磷酸锂。经过长期的发展电解液仍然面临核心技术问题,比如其在正极上的氧化分解、钴溶出破坏负极SEI、分解产气等。

国内目前生产电解液的企业很多,但市场份额主要被神田化学、多氟多、常熟新泰、湖北宏源和关东电化这五家大企业瓜分。在新能源汽车热潮到来的今天,一些大且强的电解液研发企业会对其最新的电解液技术保密,对其最新最好的电解液产品保留自用,以期自家的锂离子电池优于其他电池企业的产品。这些企业即使在锂离子电池领域是新人,但也能分一杯锂离子电池的羹。

 

 

 

 

 

 

 

以上内容根据发言现场记录,未经发言人员的修改和审阅。

 

 

 
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