鐵鋰電池電解液成份簡介及發(fā)展趨勢

來源：存能電氣  日期：2019-01-22 09:12  瀏覽量：次

　　鐵鋰電池電解液成份簡介及發(fā)展趨勢。電解液是鐵電池重要組成部分，是鋰電池內(nèi)部離子傳輸?shù)妮d體四大關(guān)鍵材料之一,被譽(yù)為鐵鋰電池的“血液”。電解液作為鐵鋰電池的材料對提升鋰離子電池的循環(huán)性能、能量密度，起著不可替代的作用。本文存能電氣小編就來談?wù)勲娊庖撼煞旨皟?yōu)勢。

　　鋰電池電解液：

　　鐵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。電解液在鐵鋰電池正、負(fù)極之間起到傳導(dǎo)離子的作用，是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優(yōu)點(diǎn)的保證。電解液一般由高純度的有機(jī)溶劑、電解質(zhì)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(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。

　　毒理數(shù)據(jù)：動(dòng)物實(shí)驗(yàn)經(jīng)口服或皮膚接觸均未發(fā)現(xiàn)中毒。大鼠經(jīng)口LD50＝2，9000mg／kg。本品應(yīng)儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)、干燥處，遠(yuǎn)離火源，按一般低毒化學(xué)品規(guī)定儲(chǔ)運(yùn)。

　　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(diǎn)25℃（可燃液體能揮發(fā)變成蒸氣，跑入空氣中．溫度升高，揮發(fā)加快。當(dāng)揮發(fā)的蒸氣和空氣的混合物與火源接觸能夠閃出火花時(shí)，把這種短暫的燃燒過程叫做閃燃，把發(fā)生閃燃的最低溫度叫做閃點(diǎn)．閃點(diǎn)越低，引起火災(zāi)的危險(xiǎn)性越大．）；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。

　　4.碳酸二甲酯：分子式C3H6O3

　　碳酸二甲酯是一種無毒、環(huán)保性能優(yōu)異、用途廣泛的化工原料，它是一種重要的有機(jī)合成中間體，分子結(jié)構(gòu)中含有羰基、甲基和甲氧基等官能團(tuán)，具有多種反應(yīng)性能，在生產(chǎn)中具有使用安全、方便、污染少、容易運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)。由于碳酸二甲酯毒性較小，是一種具有發(fā)展前景的“綠色”化工產(chǎn)品。

　　DMC具有優(yōu)良的溶解性能，其熔、沸點(diǎn)范圍窄，表面張力大，粘度低，介質(zhì)界電常數(shù)小，同時(shí)具有較高的蒸發(fā)溫度和較快的蒸發(fā)速度，因此可以作為低毒溶劑用于涂料工業(yè)和醫(yī)藥行業(yè)。從表1可以看出，DMC不僅毒性小，還具有閃點(diǎn)高、蒸汽壓低和空氣中爆炸下限高等特點(diǎn)，因此是集清潔性和安全性于一身的綠色溶劑。

　　鐵鋰電池電解液配方：

　　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(yīng)在無溶劑條件下進(jìn)行，消去反應(yīng)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(shí)選擇2，3，4-三叔丁基苯酚做阻聚劑，兩步反應(yīng)收率75.0％，比文獻(xiàn)值高。

　　2、用無水KF與氯代碳酸乙烯酯反應(yīng)制備氟代碳酸乙烯酯，安全成本降低，生產(chǎn)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(nèi)酯用氯氣氯化合成了2-氯-1，3-丙烷磺內(nèi)脂，然后用三乙胺做縛酸劑脫去氯化氫，制得1，3-丙烷磺內(nèi)酯，與文獻(xiàn)相比，反應(yīng)路線大大縮短，兩步反應(yīng)收率72.7％。

　　鐵鋰電池電解液發(fā)展趨勢：

　　鐵鋰電池主要使用的電解質(zhì)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(xiǎn)，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(xiǎn)，適用性強(qiáng)，特別是用六氟磷酸鋰制成的電池，除上述優(yōu)點(diǎn)外，將來廢棄電池的處理工作相對簡單，對生態(tài)環(huán)境友好，因此該類電解質(zhì)的市場前景十分廣泛。

　　國家對電池的要求是到2020年要達(dá)到300瓦時(shí)／公斤。所以，提高鐵鋰電池的能量密度是未來電池的發(fā)展趨勢，電解液未來發(fā)展趨勢也是配合鐵鋰電池，提高能量密度、安全性、滿足一致性。

　　電解液應(yīng)用技術(shù)發(fā)展以配套電池能量密度提升和提升現(xiàn)有體系性能并重，所以根據(jù)以后鐵鋰電池的發(fā)展趨勢列出了一系列需要解決的問題，如配合高電壓、高能量密度的電解液怎么來組配，各個(gè)企業(yè)都有不同的解決辦法，目前的解決辦法就是添加劑的應(yīng)用和一些新型的溶劑的添加。

　　以上就是鐵鋰電池電解液的成分和發(fā)展趨勢解析，前全球鋰電池電解液市場供求基本平衡，主要是靠存量鐵鋰電池市場，未來市場增量要看動(dòng)力鋰電池市場，特別是電動(dòng)汽車一旦興起，將帶來電解液的爆發(fā)性增長。