鋰離子電池電解液的相關製備方法

追根溯源，從原材料的製備工藝和流程入手，介紹四大主材的製作過程。作為鋰離子電池的「血液」——電解液，它承擔著傳導鋰離子的重任，是鋰離子電池獲得高能量密度、低阻抗的關鍵；本系列就從電解液的製作過程入手，開始逐步的展開，為大家介紹四大主材的製作過程。

1,溶劑的製備：

EC、DEC、PC、DMC等環狀或者鏈狀的酯類，下面以EC為例簡單的介紹一下溶劑的製作過程。

最早製備EC的方法是採用乙二醇以及光氣反應，但是此工藝流程廠，收率低以及成本告，汙染嚴重，已經被淘汰了。

酯交換法反應製備EC，反應速度提高，產率也有所提高。

滷代醇法、乙烯與二氧化碳合成法都具有反應複雜、工藝繁瑣等問題。

尿素醇解法：由於反應簡單，原材料價格便宜，未反應的乙二醇可循環利用，經濟性明顯，具有很好的發展前景。

其他的化工原料製備方法與之類似，在此不在詳述。

2,提純：

對於使用的有機原料分別採取提純處理已達到鋰離子電池電解液使用的標準，在此，需要檢驗的項目有純度、水含量以及主含量等等。

3,LiPF6：

目前主要有四種方法製備，分別是氣-固相法、氟化氫溶劑法、有機溶劑法和離子交換法。

氣-固相法產品純度高，但原材料成本高，工序過多，連續生產困難。

氟化氫溶劑法反應速度快，效率高，但是有HF產生，對反應容器的耐腐蝕性有很高的要求。

有機溶劑法避免了HF的產生，操作相對安全，但PF5仍需製備，具有較強的腐蝕性。

離子交換法避免了使用PF6作為原料的缺點，但是使用的醇基鋰和氨會發生反應，原材料價格較貴，難以實現工業化生產。

對於最終的使用的LiPF6，還需要精製，已達到電解液的純度要求。

4,由於電解液的敏感性，所以對包裝桶也需要經過預處理、水洗、氬氣置換等工序，保證其的乾燥和沒有雜質。

5,下一代電解液展望

1）3C領域，由於手機、平板以及可穿戴設備的發展，小電池電解液強調高能量密度，向高電壓發展；

2）大型領域，需要兼顧電導率、高低溫、低成本以及長壽命的要求；

3）其他方面，由於能量密度的提升，要求負極材料的高壓實，因此電解液的浸潤性、成膜穩定性、循環穩定性都需要深入考慮；隨著矽材料的廣泛使用，相關適用於矽體系的電解液也逐漸成文研究的熱點；基於安全的考慮，阻燃添加劑、高電壓下正負極表面保護添加劑以及複合功能添加劑成文研究的熱點。

小結：本文主要介紹了的電解液在工業上的生產方法，以及一些原材料的合成方法，需要說明的是，雖然電解液的製作過程看起來相對比較簡單，但其中對環境、溫溼度、雜質的控制是有嚴格要求的，在實際生產中往往有這種情況的發生，幾個電解液的成分是完全一樣的，但是電性能卻差的很遠，究其原因，很大一部分原因就是原材料純度不純或者電解液中含有一定量的雜質，所以在實際生產中，一定要生產過程中的環境控制。

來源：第一電動網

作者：鋰電聯盟會長

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