锂离子电池电解液基础知识介绍与发展中的东莞杉杉

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,4/25/2010,#,l,锂离子电池和电解液,l,l,锂离子电池电解液的组成和设计,锂离子电池电解液的功能和种类,l,电解液的指标分析和使用,l,东莞杉杉电解液的技术特色和产品格局,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,锂离子电池电解液基础知识介绍,与,发展中的东莞杉杉,1,锂离子电池和电解液,电解液在电池中的作用就是锂离子在电极之间的传输媒介，在电池工作过程中，电解,液保证锂离子传输的连续进行，是电池的重要组成部分。,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,锂离子电池,高的电化学操作窗口需求,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,锂离子电池,长的循环寿命,300,次,1000,次,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,锂离子电池,表面化学的典型实例,SEI,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,几个重要的概念,（1）Nonaqueous（【化学】非水的）aprotic（非质子）,（2）Passivation（钝化）the,inert,component（惰性组分）,（3）The,redoxpotential（氧化还原电势）electrochemical,stability（电化学稳定性）,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,锂离子电池对电解液的基本要求,（1）要求是离子的良好导体和电子绝缘体，保证锂离子迁移和控制自放电；,（2）要求有宽电化学窗口，保证在工作电压下正极和负极表面电解液不发生分解；,（3）良好的热稳定性，使用温度范围尽可能宽；,（4）要求良好的化学稳定性，和隔膜、活性物质、,集流体、包装物不发生化学反应；,（5）安全、低毒，对环境友好；,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,l,l,锂离子电池中电解液的作用就是Li+从一个电极传输到另一个电极的传输媒介。工作过,程中，电解液保证Li+传输的连续稳定地进行，是电池的重要组成部分。,电解液的主要组成部分如下：,有机溶剂：EC/DMC/DEC/EMC/PC/,锂,盐:,LiPF,6,添,加,剂:,VC/BP/ES/PS,contaminate：N,2,/CO,2,/O,2,/HF/H,2,O,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,2,锂离子电池电解液的基本组成和设计,（3）,化学稳定性好，不和电池其他部件发生反应；,（4）,液体范围宽,，沸点要高，溶点要低；,碳,酸,酯,（5）安全，无毒，经济；,电解质盐,（1）,可溶解能力强,，容易溶解在溶剂中,（2）,电化学稳定性好,（3）,对电池其他组成,化学稳定性,好,（4）,无毒，热稳定性好,六氟磷 酸锂,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,理想的锂离子电池电解液的有机溶剂,/,电解质的要求,有机溶剂：,（1）,介电常数高,，溶解锂盐能力强；,（2）流体的,粘度低,，有利于离子迁移；,电解液中有机溶剂的基本组成环状碳酸酯和链状碳酸酯,介电常数要高，粘度低有利于提高离子电导率,矛盾：介电常数高的溶剂极性自然大，因此粘度高,热稳定性好，使用温度宽,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,Ionic,conductivity,：,Thermal,stability：,LiAsF6,LiPF6,LiTf,LiClO4,LiBF4,LiIm,LiAsF6,LiTf,LiBF4,LiClO4,LiTf,LiPF6,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,锂电电解液中的锂盐,性能比较,Average,ion,mobility：,LiBF4,LiClO4,LiPF6,LiAsF6,LiTf,LiIm,Dissociation,constant：,LiTf,LiBF4,LiClO4,LiPF6,LiAsF6,LiIm,锂电电解液中的各种添加剂一,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,锂电电解液中的各种添加剂二,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,粘度,.,.,.,.,.,250,200,150,.,00,.,0,40,.,600,.,100,.,20,140,.,配比,D,E,C,/,DM,C,D,M,C,/,EM,C,D,E,C,/,EM,C,P,C,/,D,EC,P,C,/,E,MC,M,P,C,/,EM,C,P,C,/,M,PC,100,050,000,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,电解液的配方设计：需要实现对多孔复合电极的润湿和渗透,三元体系粘度曲线图(EC:35%;V:100r/min),l,Passivation,Phenomena,in,Electrochemistry,The,kinetics,of,the,simplest,solid,electrolyte,interphase,(SEI),electrode,should,include,three,stages:,charge,transfer,across,the,solution-film,interface,ion,migration,through,the,surface,films,and,charge,transfer,in,the,film-metal,interface.,It,is,reasonable,to,assume,that,the,ion,migration,is,the,rate-,determining,step.,SEI,ELECTRODE,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,电解液的配方设计：SEI膜的稳定性控制,l,l,l,l,溶点和沸点的问题,SEI的高温稳定性问题和低温传导能力,锂盐的稳定性控制,低温条件下的粘度的问题,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,电解液的配方设计：电解液的高低温性能的控制,l,l,l,l,l,Ethers,（醚）,These,include,diethyl,ether;,members,of,the,glyme,family,namely,polyethers,of,the,type,(e.g.,dimethoxyethene,for,n=l),cyclic,ethers,such,as,tetrahydrofuran,(THF),and,2-,methyl,tetrahydrofuran;,and,cyclic,acetals,such,as,1-3,dioxolane.,Esters,（酯）,These,include,methyl,formate,methyl,and,ethyl,acetate,and,GBL,Alkyl,carbonates,These,include,cyclic,compounds,such,as,butylene,propylene,and,ethylene,carbonates,(BC,PC,EC),and,linear,compounds,such,as,dimethyl,diethyl,carbonates,ethyl-methyl,carbonate,etc.,(DMC,DEC,EMC).,Inorganic,Solvents,The,most,common,inorganic,solvents,used,in,batteries,were,(thionylchloride),and,(sulfuryl,chloride).,The,former,solvent,was,used,in,both,secondary,and,primary,Li,battery,systems,while,the,latter,could,only,be,used,in,primary,Li,batteries,34.,Miscellaneous,Solvents,such,as,acetonitrile,nitromethane,N,N-dimethyl,formamide,dimethyl,sulfoxide,sulfolane,and,methyl,chloride,are,also,often,used,in,nonaqueous,electrochemical,studies.,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,电解液的配方设计：电化学窗口问题（）,The,nonaqueous,solvents,that,are,commonly,used,in,electrochemistrycan,be,classified,as,follows,33:,电解液的配方设计：电化学窗口问题,和纯度和杂质有关,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,l,l,l,l,l,l,l,l,常规型电解液,安全型电解液：过充型、阻燃型；,高温型电解液,低温型电解液,动力型电解液,高容量型电解液,长循环寿命型电解液,电池类型分类：,钢壳电解液,圆柱电解液,铝壳电解液,软包装电解液,l,电池类型分类：,液态电解液,凝胶电解液,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,3,锂离子电池电解液种类,l,l,l,l,l,l,l,For,anode,passivation,For,cathode,protection,For,overcharge,protection,For,wetting,For,flame,retardation,For,improving,electrolyte,conductivity,Other,functions,desired?,Over-discharge,protection,anti-aging?,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,3,锂离子电池电解液的主要功能,l,l,l,l,l,l,酸度,水份,电导率,色度,密度,其它,酸碱滴定法,H,+,+OH,-,=H,2,O,Karl,Fisher,法,H,2,O,I,2,RNH,SO,3,CH,3,+2RN,RNH,SO,4,CH,3,+2RNH,+,I,(甲醇溶液中),电导率仪,比色法/分光光度计,密度计,离子分析、蒸汽压、闪点,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,4,锂离子电池的电解液的分析项目,主要分析仪器的列举和说明,微水份分析,卡尔费休法测定水份原理：,I,2,发生氧化还原反应时需与,定量的H,2,O参加反应。,KF库仑,滴定法中，电解质电化学法直接,电生所需的碘，高精度配加碘利,用电荷与电生碘之间严格的定量,关系，以此来计算水份的含量。,在双铂电极施加稳定的交流,电压，电位法指示终点，当有很,少量的游离碘时，Pt,指示电极两,端的电压差急剧降低，利用这一,变化确定终点。,注意事项：取样的准确性是保证检测精度的前提条件,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,l,l,原理：在电解质溶液中，插入两个电极，接上,直流电源，溶液中的正负离子在电场的作用下,产生迁移，正负离子分别向相反的方向运动，,溶液的这种性能称为溶液的导电性，电解质的,导电能力常用电导来表示，电导是电阻的倒,数，电导率是电阻率的倒数。,注意事项,电极应每二个月进行常数标定，如果常数有变化应及时更换。,测量前，应保持电极干燥或用被测试样冲洗过。,测试后要用蒸馏水冲洗电极三次。,补测溶液温度范围为1535，最好在2030之间，因为此时的线性关系最好。,电极插头座绝对防止受潮，以免造成不必要的测量误差。,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,主要分析仪器的列举和说明,电导率仪,色号,0,10,20,30,40,50,贮备液(ml),0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,加水量(ml),10,9.5,9.0,8.5,8.0,7.5,主要分析项目的列举和说明,色度检测,/,分光光度计,1比色用K2Cr2O7液：在120干燥至恒重，称,0.4000g置500ml称量瓶中，加适量水溶解并稀释至,K2Cr2O7。,2比色用CoCl2液:取CoCl2,6H2O约32.5g，加适量,的盐酸溶液,(1-40)，使溶解成500ml。,精密量取,2ml置锥形瓶中，加水200ml摇匀，加氨试液至溶液,由浅红色转变至绿色后，加醋酸-醋酸钠缓冲液,(PH6.0)10ml，加热到60C，再加二甲酚橙指示剂5,滴，用乙二胺四醋酸二钠溶液(0.05mol/L)滴定至溶,液显黄色，每1ml的乙二胺四醋酸二钠溶液相当于,6H2O。根据上述测定结果，在剩,余的原溶液中加适量的盐酸溶液(1-40)，使每1ml溶,6H2O,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,l,l,l,原理：利用酸碱滴定的原理，H,+,+OH,-,=H,2,O，溴百里酚蓝指示剂在,PH=6.07.6时溶液有一个由黄色蓝色的突跃来确定终点。,操作方法,31,向250,ml的三角瓶中倒入约100ml的冰水混合物。,32,加入指示剂溴百里酚蓝（0.1%）23滴。,33,用0.01mol/L的氢氧化钠溶液滴定冰水混合物做空白，此时溶液由黄色变,为蓝色，记录此时的氢氧化钠溶液的读数V0。,34,向空白溶液中加入用注射器取来的试样S(约20ml)，此时溶液由蓝色变为,黄色，继续滴加氢氧化钠溶液，直至溶液由黄色变为蓝色为止。记录此时的氢,氧化钠溶液的读数V1，由此可得出滴定电解液中HF所消耗的氢氧化钠溶液的体,积数为V=,V1-V0。,注意事项,41,标准溶液在常温下保存时间不得超过二个月。,42,0.01mol/L的氢氧化钠溶液应于临用前用煮沸并冷却的水稀释,必要时重新,标定。,43,滴定速度要先快后慢，以防止二氧化碳的干扰及过量。,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,主要分析项目的列举和说明,滴定酸度分析,l,产品标准：,外观,水份,游离酸（以HF计）,电导率（25）,密度（20）,10（Haze）,20ppm,50ppm,ms/cm,3,l,我司的电解液产品已经粘贴了易碎防伪标识，包括包装桶的大法兰和气液相口的快开,接头，这项标示有如下意义。,运输的问题，防伪标示路途损毁，要由运输公司负责；,客户收货，客户的收货部门要求仔细检查防伪标示状态，一旦发现标示损坏，请立刻,提出异议；一旦收货，视为认可标示良好。所有包装物的大法兰打开的电解液，我们,不再承诺其品质保证。,l,电解液包装物的封压为从液相快开接头充氩气封压0.040.06Mpa，收货时如果没有气,体封压表示电解液失去了惰性气体保护；电解液如果短时间搁置不用也需要从液相口,充氩气封压惰性保护。,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,4,.2,电解液的产品标准和收货事项,电解液的储存最好是在独立、阴冷、有排气装置、远离火源、避免阳光直射的仓,库。且不能与酸碱、氧化物一起存放。,仓库温度要求低于30，能够控制在25左右的环境温度会更好，最好室内防,尘、防潮。理想的储存条件是在205，相对湿度30%-40%范围内。,未开封的电解液，我司产品保质期为6个月。保质期是有储存条件保证的，只有,合适的储存条件才能保证产品的质量。,客户的仓储条件是我们客户经理需要特别关注的地方，条件越差，产品的储存环,境越热，产品的保质期越短。,六氟磷酸锂有机盐电解液在运输过程中须轻装轻卸，请勿碰撞，以免出现危险；,应使用冷藏或通风的有货厢的汽车、火车、轮船等交通工具运输。,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,电解液的储存和运输,避免水、氧的污染,电解液属于易变色变质的产品，尤其是含有功能添加剂的电解液，由于添加,剂的稳定性差而更影响电解液的保质期，建议尽快使用，如果不能马上使用储存,条件的保障非常重要。,电解液的使用,避免水、氧的污染,使用六氟磷酸锂有机盐电解液时环境水份应在小于20ppm的手套箱中进行，工作中佩,戴合理的防护用品，避免身体、皮肤直接接触。,电解液桶有氩气保护，有一定压力，在使用中切勿拆卸气相阀头和液相阀头，也不允,许随意按下快开接头的凸头，以免造成泄漏或其它危险。接管时一定要戴护眼罩，使,用时一定要使用专用快开接头。,检测合格的电解液建议一次性用完，开封的电解液很容易因为没有气氛保护等原因而,变质，请客户在使用过程中注意及时充氩惰性保护，防止变色。,电解液不建议使用玻璃器皿盛放，玻璃的主要成分是氧化硅，氧化硅和氢氟酸反应生,成腐蚀性、易挥发的气体四氟化硅，此气体有毒会对人造成伤害；,现场可以使用的电解液容器和管道材料包括：不锈钢、塑料PP/PE（PE是透明的）、,四氟乙烯等；,现场使用过的抹布或者纸巾请及时集中并密封（如带盖的垃圾桶）存放，可以减少挥,发点，并要求及时处理掉；使用过程中须定时、定期的对操作间进行通风气体置换，,且避免室内有打火、明火现象,本产品对人体有害，有轻微刺激和麻醉作用。使用过程中注意不要让电解液溅入眼睛,内和皮肤上，如有此情况，迅速用清水冲洗，严重者，速到医院医治。,使用中如出现泄漏，应及时切断电源，无关人员脱离现场，戴上呼吸器，穿防护服，,用沙土等惰性材料吸收，再擦洗干净。,本产品为危险物第四类，危险等级II。,如遇火情，使用CO2、干粉灭火器。,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,l,l,l,l,l,l,东莞杉杉的前身是东莞市锦泰电池材料，最早成立于2001年，是中国国内首,家锂电池电解液材料生产商，至今已有近6年的研发、制造与市场经验。,杉杉科技自2004年3月进入电解液市场，2005年3月正式收购锦泰公司，成立东莞市杉,杉电池材料，年产能为1000吨。,东莞杉杉由上海杉杉科技、宁波杉杉股份共同投资创建，注册资金,2500万元人民币，总投资达6000余万元。专业致力于锂离子电池电解液的研发、生产,和销售。,2007年4月，东莞杉杉将完成二期新厂扩产，年产能将达到2000吨。,中国国内最大的锂离子聚合物电池电解液生产商。,为中国国内最大的聚合物锂电厂家提供全套的聚合物电解液产品。,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,5,东莞杉杉的技术特色和产品格局,公司简介,l,电解液生产流程和特点,全封闭管道物料输送系统和配料系统,先进包装物清洗控制系统,高级惰性气体处理系统,较强原材料的提纯处理能力,提纯后溶剂,六氟磷酸锂,添,加,剂,混合,罐装,后处理,提纯,溶,剂,l,l,包装物的洁净度控制,各单组份的品质控制,原材料的品质控制,精馏工序的过程控制,l,l,混料主工艺的过程控制,设备保证,电解液,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,东莞杉杉的电解液的技术特色,电解液的品质与控制品,质,控,制,流,程,图,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,产品类型,产品代号,圆柱电解液,LD-85,LD-88,LD-124AB,LD-126,LD-3,方型电池电解液,LD-124F,LD-124B,LD-134B,LD-140B,LD-1349B,聚合物电池电解液,LD-6*/7*,LD-130/132,LD-1346B,钢壳电解液,LD-1234,LD-124,LD-134B,LD-134B-1,东莞杉杉电解液的产品格局个性化的产品技术服务,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,l,l,l,l,l,严格、可追溯的品质控制手段,多种电池材料的综合技术优势,及时快速的响应速度,一对一的个性化技术服务,对成本控制的不断追求，让利给客户,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,东莞杉杉公司的优势,ATL,MK,Edan,DLG,TCL,FH,AUX,GP,B&K,BAK,Redway,HYB,MB,PH,JJNY,YSQ,Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,东莞杉杉主要客户（合计,30,家以上）,地址：广东省东莞市南城区水濂澎洞工业区五厂区,：0769-22035233,：523085,：0769-22035055,ADD：Block,5,Shuilian,Pengdong,Industrial,Area,Nancheng,District,Dongguan,city,Guangdong,Province,TEL：,0769-22035233,ZIP,：,523085,FAX：,0769-22035055,Http：,联系方式,(Contact),Generated,by,Foxit,PDF,Creator,Foxit,Software,For,evaluation,only.,