六氟磷酸鉀作為鋰電池電解液的技術(shù)現(xiàn)狀
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-27 22:51
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六氟磷酸鉀作為鋰電池電解液的技術(shù)現(xiàn)狀。鋰電池電解液的核心材料六氟磷酸鋰(LiPF6)一直是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。六氟磷酸鋰的合成方法主要有氣固反應(yīng)法、氟化氫溶劑法、有機(jī)溶劑法和離子交換法。工業(yè)上以氟化氫溶劑法為主，有機(jī)溶劑法次之。
鉀方法電解液。Jpeg
六氟磷酸鉀作為鋰電池電解液的技術(shù)現(xiàn)狀
1. 氣-固反應(yīng)法
氣固反應(yīng)是較早的合成方法之一。在該方法中，多孔氟化鋰(LiF)固體或無(wú)水氟化氫(HF)處理的LiF納米顆粒與五氟化磷(PF5)氣體在高溫高壓下直接反應(yīng)生成LiPF6固體。它的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單，操作方便，設(shè)備要求不高，但還沒(méi)有用于工業(yè)生產(chǎn)。其根本原因在于傳質(zhì)困難，這是該方法難以克服的一個(gè)重要問(wèn)題。
2. 離子交換法
六氟磷酸鈉、鉀、銨和有機(jī)胺鹽的性質(zhì)穩(wěn)定，易于用各種方法純化。所謂離子交換法，就是將高純穩(wěn)定的六氟磷酸酯與含鋰化合物在有機(jī)溶劑中通過(guò)離子交換反應(yīng)生成LiPF6。常用的鋰鹽有氯化鋰、溴化鋰、高氯酸鋰、硝酸鋰和醋酸鋰。
3.溶劑法
為了克服氣固反應(yīng)法的缺點(diǎn)，提出了溶劑法。溶劑法有無(wú)機(jī)溶劑法和有機(jī)溶劑法兩種。有機(jī)溶劑法:有機(jī)溶劑法的制備工藝與氟化氫溶劑法相似。不同之處在于，有機(jī)溶劑制備的產(chǎn)品純度僅為90% ~ 95%，產(chǎn)品易吸收有機(jī)溶劑，難以進(jìn)一步脫除和生產(chǎn)固體六氟磷酸鋰。
目前，六氟磷酸鉀的合成技術(shù)已相對(duì)成熟，但擴(kuò)散速度明顯加快，并呈現(xiàn)出新的趨勢(shì)。從技術(shù)角度看，新型磷源的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用是高頻溶劑法發(fā)展的趨勢(shì)之一。另一個(gè)值得注意的新趨勢(shì)是一些國(guó)內(nèi)外企業(yè)和研究單位已開(kāi)始開(kāi)發(fā)合成鋰的技術(shù)方法與廉價(jià)的無(wú)機(jī)鋰鹽和方法,以及如何有效地重用有價(jià)值的材料浪費(fèi)電池將成為未來(lái)的一個(gè)新的熱點(diǎn)。
六氟磷酸鋰的生產(chǎn)工藝門(mén)檻較高，特別是高純六氟磷酸鋰晶體的生產(chǎn)?？梢哉f(shuō)，六氟磷酸鋰作為鋰電池行業(yè)的前沿材料，不愧為電解液的靈魂。六氟磷酸鋰電池非常不穩(wěn)定，在60℃左右分解，也很容易發(fā)生譫妄。六氟磷酸鉀通常是在無(wú)水氟化氫、低烷基醚等非水溶劑中制備的。
而如果六氟磷酸鋰向鋰離子電池和動(dòng)力鋰電池發(fā)展方向，其純度、穩(wěn)定性、一致性要求都很高。同時(shí)，六氟磷酸鋰生產(chǎn)工藝涉及溫度低、腐蝕性強(qiáng)、無(wú)水、無(wú)粉塵等惡劣工作條件，工藝難度很大。因此，預(yù)計(jì)在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，六氟磷酸鋰仍將是唯一大規(guī)模使用的電解質(zhì)鹽，其獨(dú)特性主要取決于鋰、磷和氟的組成。
六氟磷酸鋰作為鋰電池電解液生產(chǎn)基地的材料,容易被忽略,但粒度分布,雜質(zhì)含量,但限制了鋰電池的發(fā)展,尤其是對(duì)內(nèi)容的雜質(zhì),如鈉、鉀、鐵和其他金屬元素和硫酸、硝酸和其他要求在十萬(wàn)分之一(質(zhì)量分?jǐn)?shù)),這使得該行業(yè)不得不對(duì)六氟磷酸鋰的生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化，并對(duì)其原料凈化技術(shù)投入更多資金。
六氟磷酸鋰是電解質(zhì)組成中最重要的成分，約占鋰電池電解質(zhì)總成本的43%。在氟化工行業(yè)，雖然傳統(tǒng)產(chǎn)品同比下降
