鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:9143次 | 2019年07月31日
電解液是什么?鋰電池電解液桶的安全問題
電解液是什么?鋰電池電解液桶的安全問題。鋰電池電解液是電池中離子傳輸?shù)妮d體,一般由鋰鹽和有機(jī)溶劑組成。電解液在鋰電池中正負(fù)極之間起到傳導(dǎo)電子的作用,是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點(diǎn)的保證。從安全角度看,電解液需要適應(yīng)不斷發(fā)展的鋰電池技術(shù)體系及終端設(shè)備的應(yīng)用需求等變化,不斷調(diào)整其性能和構(gòu)成。
電解液是什么?
電解液是一個(gè)意義廣泛的名詞,用于不同行業(yè)其代表的內(nèi)容相差較大。有生物體內(nèi)的電解液(也稱電解質(zhì)),也有應(yīng)用于電池行業(yè)的電解液,以及電解電容器、超級電容器等行業(yè)的電解液。不同的行業(yè)應(yīng)用的電解液,其成分相差巨大,甚至完全不相同。
電解液是化學(xué)電池、電解電容等使用的介質(zhì)(有一定的腐蝕性),為他們的正常工作提供離子。并保證工作中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是可逆的。電解液由專用硫酸和蒸餾水按一定比例配制而成,密度一般是1.24-1.30克每立方厘米。比重12.75-12.85G/CM3硫酸加純水,如果是電池使用過程中水消耗了,加入純水充電即可。
使用電解液做陰極有一定好處。首先在于液體與介質(zhì)的接觸面積較大,這樣對提升電容量有幫助。其次是使用電解液制造的電解電容,能耐高溫,同時(shí)耐壓性也比較強(qiáng)。
電解液成分有哪些?
1、碳酸乙烯酯分子式:C3H4O3
透明無色液體(>35℃),室溫時(shí)為結(jié)晶固體。沸點(diǎn):248℃/760mmHg,243-244℃/740mmHg;閃點(diǎn):160℃;密度:1.3218;折光率:1.4158(50℃);熔點(diǎn):35-38℃;本品是聚丙烯腈、聚氯乙烯的良好溶劑??捎米骷徔椛系某榻z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(yī)藥上可用作制藥的組分和原料;還可用作塑料發(fā)泡劑及合成潤滑油的穩(wěn)定劑;在電池工業(yè)上,可作為鋰電池電解液的優(yōu)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(yōu)良的極性溶劑。本產(chǎn)品主要用于高分子作業(yè)、氣體分離工藝及電化學(xué)。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。
3、碳酸二乙酯
無色液體,稍有氣味;蒸汽壓1.33kPa/23.8℃;閃點(diǎn)25℃;熔點(diǎn)-43℃;沸點(diǎn)125.8℃;溶解性:不溶于水,可混溶于醇、酮、酯等多數(shù)有機(jī)溶劑;密度:相對密度(水=1)1.0;相對密度(空氣=1)4.07;穩(wěn)定性:穩(wěn)定;危險(xiǎn)標(biāo)記7(易燃液體);主要用途:用作溶劑及用于有機(jī)合成。
研制電解液的挑戰(zhàn)
電解液耐高壓能力不適配,會被氧化分解,放出熱量會使電池溫度升高,而在高溫下,一旦負(fù)極表面SEI膜分解破壞后,裸露負(fù)極與電解液發(fā)生放熱反應(yīng),電池溫度會進(jìn)一步升高,引起電解液與正極材料、粘結(jié)劑熱反應(yīng),可能會引起電池爆炸。
鋰電池電解液桶的安全問題
鋰電池電解液是一種混合溶液,其成分含量多變,大部分重量為可燃或易燃的碳酸酯溶劑,所以,一般來講,電解液是可燃的化學(xué)品,其閃點(diǎn)依據(jù)不同的配方而有所不同,可能為甲類到丙類之間的任何一類。鋰電池電解液在日常使用中,都是儲存在特別定制的包裝桶中,行業(yè)內(nèi)最為常見的是200KG的不銹鋼包裝桶。這里談的就是這種包裝桶的使用安全。
鋰電池電解液包裝桶多用不銹鋼制成,常用材質(zhì)為SS304,早期可能會用到SS316.桶壁厚度一般在2.0mm左右,考慮到成本,也可能降低到1.8mm左右。因此,它承受的壓力一般不超過3KG,考慮到使用方便,設(shè)計(jì)時(shí)它便不屬于壓力容器,允許充填的氣壓在0.1MPa以下這也是為了電解液廠家和鋰電池廠家在電解液桶管理上的方便。
必須提醒的是,壓力的標(biāo)準(zhǔn)單位是帕斯卡,因?yàn)槠涮《诠こ躺喜怀S谩3S玫钠渌鼏挝挥姓着粒∕Pa),千帕(kPa)。有種不規(guī)范但很常用的的壓力單位是公斤,其實(shí)質(zhì)是“公斤力/平方厘米”的不規(guī)范縮寫。再次強(qiáng)調(diào),1公斤或1個(gè)大氣壓的壓力,大約等于0.1MPa,而不是1個(gè)MPa。
這一點(diǎn)是很多粗心的人最容易犯的錯(cuò)誤,但這個(gè)錯(cuò)誤可能導(dǎo)致嚴(yán)重的后果,因?yàn)閴毫ο嗖盍苏?0倍!曾在某廠處理過電解液桶泄漏的情況,就是因?yàn)檠a(bǔ)氣的員工把壓力表上的MPa當(dāng)成了公斤,使得充填進(jìn)去的壓力超標(biāo)10倍以上,直接將桶法蘭擠變形,電解液漏出。浪費(fèi)一桶電解液價(jià)值數(shù)萬,但如果是接頭或其它零件在過壓下飛出,其結(jié)果更是不可預(yù)料,十分兇險(xiǎn)。
所以,提醒廣大的鋰電池廠客戶,特別是注液車間的現(xiàn)場工藝人員、操作人員、管理人員,給電解液桶補(bǔ)氣時(shí),千萬注意壓力的單位,注意壓力的范圍,不要超壓以免發(fā)生不測之禍。