[發(fā)明專利]一種六氟磷酸鋰電解液中溶劑的處理方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201610771707.1
• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN107774009A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱先虎
• 申請（專利權(quán)）人: 邱先虎
• 主分類號: B01D17/02
• 分類號: B01D17/02;H01M10/0569;H01M10/0525
• 代理公司: 廣州市南鋒專利事務(wù)所有限公司44228
• 代理人: 羅曉聰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰電池電解液的生產(chǎn)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種六氟磷酸鋰電解液中溶劑的處理方法。

背景技術(shù)

鋰離子電池由于其自身特點(diǎn)的優(yōu)勢，已廣泛應(yīng)用于電子數(shù)碼產(chǎn)品中，同時也是近幾年新能源電動汽車的首選。對于鋰離子電池的而言，其具有以下特性：

第一、鋰離子電池電解液由有機(jī)溶劑和電解質(zhì)(鋰鹽)組成。目前常用的電解質(zhì)有六氟磷酸鋰(LiPF₆)、四氟硼酸鋰(LiBF₄)等，其中六氟磷酸鋰具有良好的導(dǎo)電性和電化學(xué)穩(wěn)定性，因而，六氟磷酸鋰電解液是目前主流的鋰電池電解液；

第二、對水份和氫氟酸(HF)敏感，容易發(fā)生分解反應(yīng)：電解液中可以少量添加某些添加劑降低水份和酸度，以提高鋰電池的性能。但由此也產(chǎn)生了的微量雜質(zhì)，對于電性能則影響巨大，水分是其中一種常見且重要的有害雜質(zhì)，為了抑制電解液中的水分，通常加入少量的硅氮烷類化合物作為添加劑進(jìn)行抑制。

現(xiàn)有技術(shù)中，大多數(shù)電解液公司通過對溶劑的除水除雜進(jìn)行水份和雜質(zhì)的指標(biāo)控制；其次就是添加抑制水份、酸度的穩(wěn)定劑。但是并沒有去大膽革新生產(chǎn)工藝的處理方法，基本還是單一方式處理溶劑水份。顯然和我們當(dāng)今提倡的節(jié)能環(huán)保，提高生產(chǎn)效率嚴(yán)重脫節(jié)。因而很有必要去打破現(xiàn)狀，去創(chuàng)新去改變。

目前的鋰離子電池的電解液中，一般都采用碳酸乙烯酯。其簡單介紹如下：

碳酸乙烯酯：無色針狀結(jié)晶。熔點(diǎn)38.5-39℃，沸點(diǎn)152℃(4.0kPa)，100℃(1.07kPa)，相對密度1.4259(20/4℃)。介電常數(shù)高，閃點(diǎn)152℃，粘度較大，易溶于水及有機(jī)溶劑。因?yàn)槠鋬?yōu)異的使用性能，幾乎每一種六氟磷酸鋰電解液都需要使用到它。可一系列的物理化學(xué)性質(zhì)又導(dǎo)致其在電解液溶劑中是最難生產(chǎn)處理的。熔點(diǎn)高，平常溫度是固態(tài)的，必要先融化。其次即使進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)也要60度保溫處理和伴熱。再者，它的粘度較大，普通的生產(chǎn)脫水困難，耗費(fèi)時間5小時以上，水份勉強(qiáng)符合使用。本發(fā)明人正是基于這一點(diǎn)，經(jīng)過不斷試驗(yàn)，提出以下技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明索要解決的技術(shù)問題在于避免現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種操作簡單、快速、可靠的六氟磷酸鋰電解液中溶劑的處理方法。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：該六氟磷酸鋰電解液中溶劑的處理方法，該溶劑為混合溶劑，其包括有碳酸乙烯酯溶劑，以及其他碳酸酯類有機(jī)溶劑，所述的混合溶劑中碳酸乙烯酯溶劑的重量百分比為：10％～50％；其他碳酸酯類有機(jī)溶劑的重量百分比為：50％～90％；該處理方法包括以下步驟：

1)液化處理：將碳酸乙烯酯溶劑密封后，放置于烘箱中，烘箱溫度調(diào)至70-90℃，放置時間10-14小時，使碳酸乙烯酯溶劑均勻受熱，并液化；

2)脫水處理：對液化好的碳酸乙烯酯溶劑及其他碳酸酯類溶劑進(jìn)行取樣分析水份，然后，先將其他碳酸酯類溶劑注入脫水處理設(shè)備中，然后再將碳酸乙烯酯溶劑注入脫水設(shè)備中，進(jìn)行脫水處理，直至混合溶劑的含水量小于等于10ppm；

進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述步驟1)中，放置的時間為12小時，進(jìn)行液化處理。

進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述步驟1)中，烘箱的溫度為80℃

進(jìn)一步而言，上述技術(shù)方案中，所述其他碳酸酯類有機(jī)溶劑為：碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲丙酯中的任意一種或一種以上的混合物。

本發(fā)明提供了六氟磷酸鋰電解液中溶劑處理方法，該方法是先通過高溫將碳酸乙烯酯溶劑液化，然后將其與其他溶劑混合處理，這樣來克服其粘度較大，普通的生產(chǎn)脫水困難的問題，實(shí)現(xiàn)快速除去水份，達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。

與傳統(tǒng)的碳酸乙烯酯單一脫水處理方法相比：

1)本發(fā)明從六氟磷酸鋰電解液的組成及從成本考慮，對碳酸乙烯酯采取了混合脫水處理，達(dá)到了異曲同工的效果。既快速提高生產(chǎn)效率，又大大節(jié)約了能源損耗。

2)對于電解液生產(chǎn)廠家而言，本發(fā)明只需要簡單根據(jù)生產(chǎn)配方對碳酸乙烯酯和一溶劑或幾種溶劑混合脫水，就能快速達(dá)到除水的目的。既加快了整個電解液的生產(chǎn)進(jìn)度，也降低了生產(chǎn)和檢測成本。

因此，這種操作簡單、快速、可靠的新的處理方法具有更好的操作性和實(shí)用性，對于鋰離子電解液生產(chǎn)的質(zhì)量控制和成本降低意義十分巨大。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

對比例1

單一脫水生產(chǎn)處理碳酸乙烯酯：