淺談鋰離子電池電解液

鋰電知識 發佈 2022-12-08T11:03:33.628047+00:00

每年到了夏天,我總是相對比較緊張,因為到廠的電解液出問題的概率會大大的增加,尤其是電解液的HF和水分,偏偏這兩個又是電解液的主要性能指標。一旦出現問題後,面臨的退貨、索賠等手續繁瑣,作為一個怕麻煩的打工人,自然對夏天多了些擔憂。


每年到了夏天,我總是相對比較緊張,因為到廠的電解液出問題的概率會大大的增加,尤其是電解液的HF和水分,偏偏這兩個又是電解液的主要性能指標。一旦出現問題後,面臨的退貨、索賠等手續繁瑣,作為一個怕麻煩的打工人,自然對夏天多了些擔憂。

什麼是電解液

電解液,應該算是鋰電四大主材中,生產製造工藝相對簡單的了。

這些年走訪過國內大大小小各大主材廠商,相比正極的來料-研磨-造粒-燒結-粉碎,負極的來料-粉碎-造粒-石墨化-篩分-除磁-包裝,電解液的來料-混合-罐裝就顯得略簡單了點。

但電解液榮膺「四大主材」之一,自然也不可能小覷。

電解液,是由鋰鹽(六氟磷酸鋰,固鹽和液鹽都有)、溶劑(環狀的和鏈狀的,比如EC、DMC、EMC等)、添加劑(比如阻燃添加劑、成膜添加劑等)在反應釜混合而成,看起來工藝很簡單,就是簡單的物理混合。實際在電解液生產、儲存、運輸和使用過程中存在一些需要重點關注的點。

1電解液的生產

首先說生產,現在的電解液配方,其實很多都是電池廠自己做體系搭建時候按照比例配置好的,電解液工廠可能是代工生產。電池廠把配方給到電解液工廠,電解液工廠按照電池廠的配方進行生產交付。

這裡面需要注意的,前期需充分識別客戶配方的可製造性。也許這個配方是電池廠試驗線配置出來的、也可能是其他電池廠生產切換過來的,這中間存在一些變點,並且不同電解液工廠原材料控制、製造水平不一致,同樣的配方,不同廠家還真不一定能生產同樣性能的電解液。

所以,基於可製造性的評估非常重要,切忌自認為電解液生產簡單,就盲目接下電池廠的訂單,到時候做出來有問題,給雙方都帶來麻煩和困擾。

2電解液的存儲與運輸

其次是儲存和運輸,現在電解液基本上都是噸桶儲存,噸桶都是要反覆回收、清洗後進行使用的。

我們知道電解液在罐裝時檢測正常,罐裝後出現問題,噸桶會是很大的影響因素,如噸桶的泄露、或者本身洗桶不徹底帶來的單桶電解液的水分超標、HF超標甚至雜質超標,故而如何做好噸桶的初始驗收、洗桶效果確認、使用維護是需要重點考慮的。

這種噸桶只有一定的保溫功能,也只是延緩溫度變化速率,更小的比如200L的小桶連保溫功能都不具備。對於低溫電解液,儲存和運輸都需要控制好相應的環境,避免電解液受熱,加速HF的上升。這也是夏天最難以控制的,夏天溫濕度大,稍不注意,低溫電解液就會指標升高,根據電解液儲存試驗,通常常溫下(25℃)放一天,可能相當於低溫下放置幾天。而運輸過程嘛,好在現在幾乎都是朝發夕至,但針對熱天,運輸過程中的溫度監控,也需要和物流公司約定好,最好是能夠實時監控。

3電解液的使用

最後是電解液的使用,電解液需要在有效期內使用,並且一定要結合使用環境,合理取用電解液。

對於低溫電解液,以前的電解液還是200L時候,來料往往是4桶綁在一個托盤上,這樣到了電池廠倉庫會導致倉庫拆包存在困難,故而車間會一次性領取整拖,實際使用如果比較長的時候,就會存在部分電解液不在低溫存儲的情況,增加電解液使用風險。

在固態電池沒有批量生產之前,電解液一直會是一個電池主材。隨著前期研發,現在電解液的生產技術難度已經很低,主要在於確保原材料和配方的準確性上面。現有情況下,如何能夠集中資源,降低成本、提升質量是電解液廠家應該重點關注的問題。

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