高品质六氟磷酸锂对电池性能的影响[精选].ppt

六氟磷酸锂分解，在环境水分大于或等于10×10-6时即发生反应放出腐蚀性气体HF，反应方程式如下： LiPF6→LiF + PF5 PF5+ H2O→POF3+HF 电解液分解 PC + H2O → HO(CH2)3OH + CO2 破坏SEI形成，消耗Li+离子 H2O + e- + Li+ → LiOH↓ + 1/2 H2 LiOH + e- + Li+ → Li2O↓ + 1/2 H2 3.1 水的影响 对电解液影响 六氟磷酸锂的水解起催化作用，加速有机电解液的变质 催化有机溶剂的聚合，导致有机电解液黏度增加，电导率降低 对电池影响 消耗Li+离子 HF + e- + Li+ → LiF↓ + 1/2 H2 破坏SEI膜 电极材料溶解 4H+ + LiMn2O4 + 2e- → 3λ-MnO2 + Mn2+ + 2 H2 3.2 游离酸的影响 金属杂质离子有比锂离子低的还原电位，在充电过程中，金属杂质离子将首先嵌入到碳负极中，减少了锂离子嵌入的位置，减小锂离子电池的可逆容量 金属杂质离子的析出还可能导致石墨电极表面无法形成有效的钝化层，使整个电池遭到破坏 3.3 金属杂质离子影响 四、六氟磷酸锂生产工艺 国内外工艺现状 多氟多工艺方法 多氟多技术优势 制备均一多孔的LiF难度大，产业化难 生产方法 气固反应法 有机溶剂法 离子交换法 氟化氢溶剂法 很难获得高纯度的产品 与有机溶剂法有同样的问题且成本高 目前国内外生产均采用此方法 氢氟酸-氟化锂-五氯化磷 氢氟酸-氯化锂-五氯化磷 氟化氢-氟化锂-五氟化磷 氟化氢-碳酸锂-五氯化磷 4.1 国内外工艺现状 过量的五氟化磷 LiF-HF溶液 无水氟化氢 五氯化磷 五氟化磷反应器 氟化锂 工业盐酸 再生冰晶石 六氟磷酸锂 1#反应釜 真空、干燥、过滤 母液 精馏精制 工业级碳酸锂 2#反应釜 含锂氟化铝 4.2 多氟多工艺方法 以无水氟化氢、工业级碳酸锂和五氯化磷为原料制备六氟磷酸锂尚属首例 工艺路线创新 采用了物理和化学方法进行提纯，有效减低了痕量杂质含量 采用双反应釜串联，过量反应，提高原材料利用率和产品收率 设备创新 环保创新 喷涂耐腐、耐磨内衬材料的反应釜，降低杂质 过滤、洗涤、干燥操作一次完成，简化操作，避免转移环节引进杂质 副产含锂废渣可作为原料生产含锂氟化铝 副产氯化氢气体用于公司再生冰晶石生产线 先进性 工艺过程创新 4.3 多氟多技术优势 五、不同企业六氟磷酸锂对比分析 杂质含量 结晶形貌 微观形貌 电解液指标 长循环对比 倍率对比 检测项目 单位 DFD 公司A 公司B HG/T: 4067-2008 主含量 % 游离酸（HF） ppm 55 64 65 ≤150 水份 ppm 7 11 6.3 ≤10 DMC不溶物 ppm 188 171 200 ≤200 Fe ppm 1.00 1.02 1.14 ≤3 K ppm 0.01 0.01 0.01 ≤1 Na ppm 0.21 0.20 0.11 ≤10 Ca ppm 0.36 0.52 0.73 ≤1 Ni ppm 0.09 0.12 0.15 ≤1 Cr ppm 0.34 0.38 0.18 ≤1 Mg ppm 0.04 0.08 0.10 ≤1 Cu ppm 0.01 0.01 0.03 ≤1 SO42- ppm 1.55 1.50 1.37 ≤10 Cl- ppm 0.85 0.60 1.13 ≤1 5.1 杂质含量 5.2 结晶形貌 多氟多六氟磷酸锂基线平直，特征峰清析，峰位和各峰强度比与标准谱图十分吻合 ×50 ×500 ×1000 DFD 公司A 公司B 5.3 微观形貌 检测项目 DFD 公司A 公司B 行业标准 外观 无色透明液体 无色透明液体 无色透明液体 无色透明液体 水分 ppm 7.2 8.9 7.3 ≤10 色度 Hazen ＜20 ＜20 ＜20 ≤50 游离酸（以HF计） ppm 14 18.3 15 ≤20 电导率(25℃) ms/cm 10.91 10.89 10.95 11±0.5 密度 g/cm3 1.2497 1.2498 1.2506 1.2498 ±0.0005 5.4 电解液指标 公司 DFD 公司A 公司B 100周 95.16% 94.37% 94.54% 200周 93.48% 92.52% 93.08% 300周 91.71% 90.68% 91.30% 400周 90.52% 89.42% 90.01% 500周 89.14% 88.16% 88.92% 5.5长循环对比 5.6 倍率对比 结 论 纯度高，酸度、水分及金属离子含量等指标均优于其他厂家 LiPF6产品粒径分布均匀，晶型形成良好 LiPF6