高品質(zhì)六氟磷酸鋰對(duì)電池性能的影響

對(duì)電池性能的影響高品質(zhì)六氟磷酸鋰2024/5/251目錄六氟磷酸鋰優(yōu)點(diǎn)2對(duì)電池性能影響3產(chǎn)品生產(chǎn)工藝4不同產(chǎn)品對(duì)比分析5多氟多企業(yè)概況12024/5/252一、多氟多企業(yè)概況企業(yè)概況發(fā)展歷程技術(shù)創(chuàng)新2024/5/253為實(shí)施國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程，于1999年成立，股票代碼“002407”主要從事高性能無(wú)機(jī)氟化物、鋰離子電池材料和光伏材料研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，是世界無(wú)機(jī)氟化工行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模最大、市場(chǎng)占有率最高的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)公司占地面積38萬(wàn)平方米，注冊(cè)資本22256萬(wàn)元，總資產(chǎn)23億元，年綜合產(chǎn)能24萬(wàn)噸，其中六氟磷酸鋰2200噸，擁有職工1300余人，中高級(jí)職稱50余人千噸級(jí)晶體六氟磷酸鋰研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化分別被列為國(guó)家863項(xiàng)目、河南省重大科技專項(xiàng)，同時(shí)被列為國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)專項(xiàng)，累計(jì)獲得資金支持4000余萬(wàn)元。2012年產(chǎn)品已陸續(xù)投產(chǎn)，質(zhì)量受到國(guó)內(nèi)外客戶的好評(píng)。1.1公司概況2024/5/2541999年12月21日成立,公司成立時(shí)注冊(cè)資本300萬(wàn)元，股東34個(gè)2004年，經(jīng)過(guò)四次增資和五年發(fā)展，多氟多公司凈資產(chǎn)達(dá)5400萬(wàn)元2007年，總股本8000萬(wàn)元2010年深交所中小企業(yè)板成功掛牌上市，總股本10700萬(wàn)元1.2發(fā)展歷程2011年經(jīng)2次配股，股本曾至22256萬(wàn)元2011年2004年1999年2007年2010年2024/5/2551.3技術(shù)創(chuàng)新國(guó)家認(rèn)定企業(yè)技術(shù)中心2010年，企業(yè)技術(shù)中心通過(guò)國(guó)家發(fā)改委認(rèn)定國(guó)家認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室2006年，中心化驗(yàn)室通過(guò)中國(guó)合格評(píng)定委評(píng)定是河南省出入境檢驗(yàn)檢疫局指定檢測(cè)機(jī)構(gòu)河南省無(wú)機(jī)氟化學(xué)工程技術(shù)研究中心2009年，氟化學(xué)研究所通過(guò)河南省科技廳認(rèn)定河南省博士后研發(fā)基地2010年，博士后流動(dòng)站通過(guò)河南省人力資源和社會(huì)保障廳認(rèn)定2024/5/256技術(shù)專利化填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白：高分子比冰晶石再生冰晶石等生產(chǎn)技術(shù)等替代進(jìn)口：六氟磷酸鋰電池級(jí)氟化鋰國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品:無(wú)水氟化鋁高分子比冰晶石六氟磷酸鋰承擔(dān)國(guó)家級(jí)項(xiàng)目：國(guó)家863項(xiàng)目國(guó)家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程資源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)等申請(qǐng)專利：142項(xiàng)科技成果：40余項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)制定：40余項(xiàng)8項(xiàng)2項(xiàng)3項(xiàng)10項(xiàng)專利142項(xiàng)，授權(quán)78項(xiàng)科技成果40余項(xiàng)，國(guó)家、省部科技獎(jiǎng)13項(xiàng)主持制、修訂了50余項(xiàng)ISO、國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2024/5/2572024/5/258二、六氟磷酸鋰作為鋰離子電池電解質(zhì)優(yōu)點(diǎn)產(chǎn)品簡(jiǎn)介鋰離子電池需求選用六氟磷酸鋰的原因2024/5/259

鋰離子電池主要由正極、負(fù)極、電解液及隔膜組成電解質(zhì)是鋰離子電池不可或缺的主要原材料，其性能與電池的充放電性能、使用壽命、容量有密切的關(guān)系。六氟磷酸鋰是目前鋰離子電池中最常用的電解質(zhì)，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）在電極上，尤其是碳負(fù)極上，形成適當(dāng)?shù)腟EI膜；（2）對(duì)正極集流體實(shí)現(xiàn)有效的鈍化；（3）有較寬廣的電化學(xué)穩(wěn)定窗口；（4）在各種非水溶劑中有適當(dāng)?shù)娜芙舛群洼^高的電導(dǎo)率；（5）有較好的環(huán)境友好性

理化性質(zhì)：白色結(jié)晶或粉末，比重1.50。易潮解，當(dāng)水份大于10ppm時(shí)吸潮分解。熱穩(wěn)定性差，分解溫度低，60℃就開(kāi)始分解，180℃分解50%2.1產(chǎn)品簡(jiǎn)介2024/5/2510鋰離子電池所需的電解質(zhì)鹽應(yīng)具有以下特性：能保證在電解液中有較高的電導(dǎo)率應(yīng)具有較寬的電化學(xué)穩(wěn)定性窗口要有良好的熱穩(wěn)定性具有良好的環(huán)境親和性易于制備和純化，生產(chǎn)成本低2.2鋰離子電池需求2024/5/2511簡(jiǎn)單的鋰鹽不能滿足低介電體系中溶解度的要求2.3選用六氟磷酸鋰的原因2024/5/2512簡(jiǎn)單的陰離子為核，通過(guò)路易斯酸穩(wěn)定的復(fù)雜陰離子基團(tuán)組成的復(fù)雜陰離子鋰鹽可滿足溶解度要求，但鋰鹽化學(xué)穩(wěn)定性同樣非常關(guān)鍵，LiAlX4（X為鹵元素），由于AlX3具有較強(qiáng)的路易斯酸性，與其進(jìn)行絡(luò)合的X-不能完全抵消其活性，造成其對(duì)非水性溶劑的腐蝕，特別是醚類溶劑2024/5/2513在對(duì)多種鋰電池用電解質(zhì)鹽各種相互關(guān)聯(lián)、相互制約的研究比較中，六氟磷酸鋰因綜合性能優(yōu)越被采用，而并非某一方面具有特殊性能電化學(xué)穩(wěn)定性：LiClO4>LiAsF6>LiPF6>LiBF4>LiCF3SO3>LiAlCl4電導(dǎo)率:LiAsF6>LiPF6>LiClO4>LiBF4耐氧化性:LiAsF6>LiPF6>LiBF4>LiClO42024/5/2514LiAsF6環(huán)境污染嚴(yán)重LiClO4強(qiáng)氧化劑，容易引起電池爆炸，安全性差LiBF4熱穩(wěn)定性差、易于水解且電導(dǎo)率較低；氧化電位低LiN(CF3SO2)2電導(dǎo)率低，高壓時(shí)與集流體鋁發(fā)生反應(yīng)LiCF3SO3

電導(dǎo)率低，正極鋁集流體腐蝕的問(wèn)題綜上所述：六氟磷酸鋰是最佳鋰離子電池電解質(zhì)2024/5/2515三、高品質(zhì)六氟磷酸鋰對(duì)電池性能影響水分影響游離酸影響金屬雜質(zhì)離子影響2024/5/25161.什么是傳統(tǒng)機(jī)械按鍵設(shè)計(jì)？傳統(tǒng)的機(jī)械按鍵設(shè)計(jì)是需要手動(dòng)按壓按鍵觸動(dòng)PCBA上的開(kāi)關(guān)按鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)功能的一種設(shè)計(jì)方式。傳統(tǒng)機(jī)械按鍵設(shè)計(jì)要點(diǎn)：1.合理的選擇按鍵的類型，盡量選擇平頭類的按鍵，以防按鍵下陷。2.開(kāi)關(guān)按鍵和塑膠按鍵設(shè)計(jì)間隙建議留0.05~0.1mm，以防按鍵死鍵。3.要考慮成型工藝，合理計(jì)算累積公差，以防按鍵手感不良。傳統(tǒng)機(jī)械按鍵結(jié)構(gòu)層圖：按鍵開(kāi)關(guān)鍵PCBA六氟磷酸鋰分解，在環(huán)境水分大于或等于10×10-6時(shí)即發(fā)生反應(yīng)放出腐蝕性氣體HF，反應(yīng)方程式如下：LiPF6→LiF+PF5PF5+H2O→POF3+HF電解液分解PC+H2O→HO(CH2)3OH+CO2破壞SEI形成，消耗Li+離子H2O+e-+Li+→LiOH↓+1/2H2LiOH+e-+Li+→Li2O↓+1/2H23.1水的影響2024/5/2518對(duì)電解液影響六氟磷酸鋰的水解起催化作用，加速有機(jī)電解液的變質(zhì)催化有機(jī)溶劑的聚合，導(dǎo)致有機(jī)電解液黏度增加，電導(dǎo)率降低對(duì)電池影響消耗Li+離子HF+e-+Li+→LiF↓+1/2H2破壞SEI膜電極材料溶解4H++LiMn2O4+2e-→3λ-MnO2+Mn2++2H23.2游離酸的影響2024/5/2519金屬雜質(zhì)離子有比鋰離子低的還原電位，在充電過(guò)程中，金屬雜質(zhì)離子將首先嵌入到碳負(fù)極中，減少了鋰離子嵌入的位置，減小鋰離子電池的可逆容量金屬雜質(zhì)離子的析出還可能導(dǎo)致石墨電極表面無(wú)法形成有效的鈍化層，使整個(gè)電池遭到破壞3.3金屬雜質(zhì)離子影響2024/5/2520四、六氟磷酸鋰生產(chǎn)工藝國(guó)內(nèi)外工藝現(xiàn)狀多氟多工藝方法多氟多技術(shù)優(yōu)勢(shì)2024/5/2521制備均一多孔的LiF難度大，產(chǎn)業(yè)化難生產(chǎn)方法氣固反應(yīng)法有機(jī)溶劑法離子交換法氟化氫溶劑法很難獲得高純度的產(chǎn)品與有機(jī)溶劑法有同樣的問(wèn)題且成本高目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)均采用此方法氫氟酸-氟化鋰-五氯化磷氫氟酸-氯化鋰-五氯化磷氟化氫-氟化鋰-五氟化磷氟化氫-碳酸鋰-五氯化磷4.1國(guó)內(nèi)外工藝現(xiàn)狀2024/5/2522過(guò)量的五氟化磷LiF-HF溶液無(wú)水氟化氫五氯化磷五氟化磷反應(yīng)器氟化鋰工業(yè)鹽酸再生冰晶石六氟磷酸鋰1#反應(yīng)釜真空、干燥、過(guò)濾母液精餾精制工業(yè)級(jí)碳酸鋰2#反應(yīng)釜含鋰氟化鋁4.2多氟多工藝方法2024/5/2523以無(wú)水氟化氫、工業(yè)級(jí)碳酸鋰和五氯化磷為原料制備六氟磷酸鋰尚屬首例工藝路線創(chuàng)新采用了物理和化學(xué)方法進(jìn)行提純，有效減低了痕量雜質(zhì)含量采用雙反應(yīng)釜串聯(lián)，過(guò)量反應(yīng)，提高原材料利用率和產(chǎn)品收率設(shè)備創(chuàng)新環(huán)保創(chuàng)新噴涂耐腐、耐磨內(nèi)襯材料的反應(yīng)釜，降低雜質(zhì)過(guò)濾、洗滌、干燥操作一次完成，簡(jiǎn)化操作，避免轉(zhuǎn)移環(huán)節(jié)引進(jìn)雜質(zhì)副產(chǎn)含鋰廢渣可作為原料生產(chǎn)含鋰氟化鋁副產(chǎn)氯化氫氣體用于公司再生冰晶石生產(chǎn)線先進(jìn)性工藝過(guò)程創(chuàng)新4.3多氟多技術(shù)優(yōu)勢(shì)2024/5/2524五、不同企業(yè)六氟磷酸鋰對(duì)比分析雜質(zhì)含量結(jié)晶形貌微觀形貌電解液指標(biāo)長(zhǎng)循環(huán)對(duì)比倍率對(duì)比2024/5/2525檢測(cè)項(xiàng)目單位DFD公司A公司BHG/T:4067-2008主含量%游離酸（HF）ppm556465≤150水份ppm7116.3≤10DMC不溶物ppm188171200≤200Feppm1.001.021.14≤3Kppm0.010.010.01≤1Nappm0.210.200.11≤10Cappm0.360.520.73≤1Nippm0.090.120.15≤1Crppm0.340.380.18≤1Mgppm0.040.080.10≤1Cuppm0.010.010.03≤1SO42-ppm1.551.501.37≤10Cl-ppm0.850.601.13≤15.1雜質(zhì)含量2024/5/25265.2結(jié)晶形貌多氟多六氟磷酸鋰基線平直，特征峰清析，峰位和各峰強(qiáng)度比與標(biāo)準(zhǔn)譜圖十分吻合2024/5/2527×50×500×1000DFD公司A公司B5.3微觀形貌2024/5/2528檢測(cè)項(xiàng)目DFD公司A公司B行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外觀無(wú)色透明液體無(wú)色透明液體無(wú)色透明液體無(wú)色透明液體水分ppm7.28.97.3≤10色度Hazen＜20＜20＜20≤50游離酸（以HF計(jì)）ppm1418.315≤20電導(dǎo)率(25℃)ms/cm10.9110.8910.9511±0.5密度g/cm31.24971.24981.25061.2498±0.00055.4電解液指標(biāo)2024/5/2529公司DFD公司A公司B100周95.16%94.37%94.54%200周93.48%92.52%93.08%300周91.71%90.68%91.30%400周90.52%89.42%90.01%500周89.14%