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几种典型的电解液锂盐及其生产工艺技术介绍3

6、双氟草酸硼酸锂LiODFB:分子量143.77,外观为白色结晶粉末。LiODFB是一种同时结合了四氟硼酸锂(LiBF4)和双草酸硼酸锂(LiBOB)两种锂盐结构的新型锂盐,因此其性能既有LiBOB的高温性能,又有LiBF4的低温性能,使用的温度范围很宽,对比LiPF6在低温环境下导电率低、固体电解质相界面(SEI)膜阻抗增加及离子传递阻抗增加等缺点。

1)生产工艺:LiODFB的生产主要包括制备及提纯两个过程,目前常见的制备工艺包括固相法、水相法以及有机相反应,提纯过程则是将LiODFB与其他副产物进行分离。目前制备工艺中,存在的共性问题是LiODFB和LiBF4等副产物的分离提纯难度大,在目前现有的报道中,大多数解决方案均是利用有机溶剂进行多次重结晶以提高产品纯度,导致出现产品收率低,工艺三废排放量大。例如中南大学采用的将二氟草酸硼酸锂溶于乙腈、碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯,然后与乙醚、四氯化碳、丁内酯等混合,采用混合溶剂析晶的方式提纯产物,而此类提纯方式的工艺三废排除量便较大。又如兰州理工大学将LiODFB的粗产品、BF3类化合物和非质子非极性或极性较小的溶剂混合,使得LiBF4较好地溶解于有机溶剂中,而目标锂盐LiODFB则完全不溶,有效降低了LiBF4的含量,但此类方法是否适用于工业生产中,则另待研究。
2)发展现状:目前对于LiODFB的研究尚处于发展阶段,仍有许多关键技术难题需要进行深入地开发研究。但相信随着研究深度和广度的不断挖掘,LiODFB的规模化生产将会实现,将进一步推动新能源行业优质、健康发展。目前全球二氟草酸硼酸锂产能主要集中在中国、韩国、日本等国;其中我国是全球二氟草酸硼酸锂主产国,2022年国内产能占比全球总产能已超85%,国内二氟草酸硼酸锂企业主要有天祝宏氟锂业科技、苏州祺添新材料、浙江圣持新材料、上海如鲲新材料、湖南埃迪特威、江苏泰际材料、山东森诺威新能源、河北津宏化工、兰州初鑫新材料、杭州四马化工等。

 

7、双氟磺酰亚胺锂LiFSI:分子量181.141,外观为无色液体。LiFSI具有较高的离子导电率,能够提供更快的离子传输速度,从而提高电池的充放电性能和功率密度;具有较宽的电化学窗口,能够在较高的电压范围内工作,提高电池的能量密度和循环稳定性;在常见的有机溶剂中具有良好的溶解性,能够与电解液中的溶剂和其他成分充分混合,提高电池的电解液的均匀性和稳定性;LiFSI具有较高的热稳定性,能够在高温条件下保持电池的稳定性和安全性,LiFSI熔点为145°C,分解温度高于200°C。

 

1)生产工艺:双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)是新型锂盐,目前最常用的合成工艺为首先采用氟化剂氟化双氯磺酰亚胺制得双氟磺酰亚胺,再进行锂化反应制备而成。相较于传统锂盐六氟磷酸锂,LiFSI 的综合性能更优异。
(1)首先,LiFSI 的阴离子半径更大,更容易解离出锂离子,可提高电解液电导率;
(2)其次,其分解温度高于 200℃,具有更好的热稳定性,可提高电解液的耐高温性能;
(3)然后,其在低温环境中可提高放电电荷性能,在高温环境中可维持电容量的保持率,可提高锂电池的高低温性能,因此 LiFSI 用于电解液可显著提升电池的循环寿命、倍率性以及安全性,契合锂电池未来发展方向。
2)发展现状:目前,国内双氟磺酰亚胺锂总产能约为2.17万吨。已有较多企业布局双氟磺酰亚胺锂,其中天赐材料、康鹏科技与多氟多分别拥有产能6300吨/年、1700吨/年和1600吨/年,并且对未来产能做了积极规划,另外石大胜华、立中集团等也纷纷加入布局;新能源汽车与电解液的高速发展带动了上游锂盐的发展,双氟磺酰亚胺锂生产规模的不断扩大有助于其生产成本的降低,从而更好地应用于锂电池电解液。

 

发布时间:2023/12/21 0:24:16 查看:212次

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