鉅大LARGE | 點擊量:331次 | 2023年12月01日
怎么保存和使用鋰電池電解液?
鋰離子電池的電解液是電池的一個重要組成部分,對三元鋰離子電池的性能有很大的影響。鋰離子電池電解液重要是由有機溶劑組成的,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,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)境要求手套箱露點小于-28℃),測試合格后方可生產(chǎn)。
3、從電解液桶里補充電解液到緩存罐時,兩個人配合操作,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塑料管最上端時先關(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時或壓不出電解液時,說需向電解液桶內(nèi)補充氮氣,充氮氣壓力為不超過0.2Mpa,左邊壓力表顯示。電解液用完后切換SP快速接頭時必須先用DMC清洗干凈快速接頭,再用無水酒精清洗后烘干或晾干。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
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)的電解檢驗不合格時,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、回收。
7、鋰離子電池電解液應(yīng)保存在陰涼處,溫度小于25℃,遠離火源、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,禁止將水倒入電解液中。
鋰離子電池電解液的處理技術(shù)
1、液氮條件下回收電解液
童東革在鋰離子電池回收過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。為了防止發(fā)生火災(zāi)和爆炸,在液氮保護下,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)溶劑中浸泡一段時間,以浸出電解質(zhì),然后在惰性氣氛中過濾。PC可回收,重復(fù)使用多次?;厥盏碾娊赓|(zhì)根據(jù)情況進行純化,回收LiPF6。
2、高溫?zé)峤鈸]發(fā)電解液
現(xiàn)階段大多實驗研究對電解液的重視不夠,采用高溫?zé)峤饣虮簾囯x子電池,由于電解液的熱解溫度較低(180C左右),任由電解液自由分解揮發(fā),電解液在熱解過程中生成HF,LiF等有毒氣體,在大規(guī)模鋰離子電池回收過程中,要加大對尾氣的二次處理。
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會發(fā)生如下反應(yīng):HF
+NaOH→NaF+H20,再對電池進行粉碎處理,此種處理方法可以有效減少HF的出現(xiàn),但是不能實現(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?、N-甲基吡咯烷酮(NMP)]在50C時浸出,將固形物與溶劑分離后,通過減壓蒸餾回收循環(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)是無水操作。按此種方法可以以經(jīng)濟環(huán)保的手段,獲取電解液最大的回收價值。
有機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重要電解質(zhì);添加劑的使用尚未商品化,但一直是有機電解液的研究熱點之一。
自1991年鋰離子電池電解液開發(fā)成功,鋰離子電池很快進入了筆記本電腦、手機等電子信息產(chǎn)品市場,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)也正處于進一步發(fā)展中。在鋰離子電池電解液研究和生產(chǎn)方面,國際上從事鋰離子電池專用電解液的研制與開發(fā)的公司重要集中在日本、德國、韓國、美國、加拿大等國,以日本的電解液發(fā)展最快,市場份額最大。
國內(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,與電池正負極的相容性不同,分解電壓也不同。電解液組成為lmol/LLiPF/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,能有效減少氣體出現(xiàn),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。