鉅大LARGE | 點擊量:873次 | 2021年01月30日
鐵鋰離子電池電解液成份簡介及發展趨勢分析
鋰離子電池電解液:
鐵鋰離子電池電解液是電池中離子傳輸的載體。一般由鋰鹽和有機溶劑組成。電解液在鐵鋰離子電池正、負極之間起到傳導離子的用途,是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優點的保證。電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質鋰鹽、必要的添加劑等原料,在一定條件下、按一定比例配制而成的。
鐵鋰離子電池電解液成份簡介:
1.碳酸乙烯酯:分子式C3H4O3
透明無色液體(>35℃),室溫時為結晶固體.沸點:248℃/760mmHg,243-244℃/740mmHg;閃點:160℃;密度:1.3218;折光率:1.4158(50℃);熔點:35-38℃;本品是聚丙烯腈、聚氯乙烯的良好溶劑。可用作紡織上的抽絲液;也可直接作為脫除酸性氣體的溶劑及混凝土的添加劑;在醫藥上可用作制藥的組分和原料;還可用作塑料發泡劑及合成潤滑油的穩定劑;在電池工業上,可作為鋰離子電池電解液的優良溶劑。
2.碳酸丙烯酯:分子式C4H6O3
無色無氣味,或淡黃色透明液體,溶于水和四氯化碳,與乙醚,丙酮,苯等混溶。是一種優良的極性溶劑。本產品重要用于高分子作業、氣體分離工藝及電化學.特別是用來吸收天然氣、石化廠合成氨原料其中的二氧化碳,還可用作增塑劑、紡絲溶劑、烯烴和芳烴萃取劑等。
毒理數據:動物實驗經口服或皮膚接觸均未發現中毒。大鼠經口LD50=2,9000mg/kg。本品應儲存于陰涼、通風、干燥處,遠離火源,按一般低毒化學品規定儲運。
3.碳酸二乙酯:分子式CH3OCOOCH3
無色液體,稍有氣味;蒸汽壓1.33kPa/23.8℃;閃點25℃(可燃液體能揮發變成蒸氣,跑入空氣中.溫度升高,揮發加快。當揮發的蒸氣和空氣的混合物與火源接觸能夠閃出火花時,把這種短暫的燃燒過程叫做閃燃,把發生閃燃的最低溫度叫做閃點.閃點越低,引起火災的危險性越大.);熔點-43℃;沸點125.8℃;溶解性:不溶于水,可混溶于醇、酮、酯等多數有機溶劑;密度:相對密度(水=1)1.0;相對密度(空氣=1)4.07;穩定性:穩定;危險標記7(易燃液體);重要用途:用作溶劑及用于有機合成。
4.碳酸二甲酯:分子式C3H6O3
碳酸二甲酯是一種無毒、環保性能優異、用途廣泛的化工原料,它是一種重要的有機合成中間體,分子結構中含有羰基、甲基和甲氧基等官能團,具有多種反應性能,在生產中具有使用安全、方便、污染少、容易運輸等特點。由于碳酸二甲酯毒性較小,是一種具有發展前景的綠色化工產品。
DMC具有優良的溶解性能,其熔、沸點范圍窄,表面張力大,粘度低,介質界電常數小,同時具有較高的蒸發溫度和較快的蒸發速度,因此可以作為低毒溶劑用于涂料工業和醫藥行業。從表1可以看出,DMC不僅毒性小,還具有閃點高、蒸汽壓低和空氣中爆炸下限高等特點,因此是集清潔性和安全性于一身的綠色溶劑。
鐵鋰離子電池電解液配方:
1、將碳酸乙烯酯用氯氣氯化合成了氯代碳酸乙烯酯,然后用三乙胺做縛酸劑脫去氯化氫,制得碳酸亞乙烯酯。氯化反應在無溶劑條件下進行,消去反應以常用作電解液溶劑的碳酸二甲酯為溶劑,可以防止溶劑的殘留造成對添加劑的不良影響,同時選擇2,3,4-三叔丁基苯酚做阻聚劑,兩步反應收率75.0%,比文獻值高。
2、用無水KF與氯代碳酸乙烯酯反應制備氟代碳酸乙烯酯,安全成本降低,生產工藝易于控制,以PEG.800為催化劑,單步收率82.5%。
3、將1,3-丙烷磺內酯用氯氣氯化合成了2-氯-1,3-丙烷磺內脂,然后用三乙胺做縛酸劑脫去氯化氫,制得1,3-丙烷磺內酯,與文獻相比,反應路線大大縮短,兩步反應收率72.7%。
鐵鋰離子電池電解液發展趨勢:
鐵鋰離子電池重要使用的電解質有高氯酸鋰、六氟磷酸鋰等。但用高氯酸鋰制成的電池低溫效果不好,有爆炸的危險,日本和美國已禁止使用。而用含氟鋰鹽制成的電池性能好,無爆炸危險,適用性強,特別是用六氟磷酸鋰制成的電池,除上述優點外,將來廢棄電池的處理工作相對簡單,對生態環境友好,因此該類電解質的市場前景十分廣泛。
國家對電池的要求是到2020年要達到300瓦時/公斤。所以,提高鐵鋰離子電池的能量密度是未來電池的發展趨勢,電解液未來發展趨勢也是配合鐵鋰離子電池,提高能量密度、安全性、滿足一致性。