锂电池的最主要原料是怎么生产出来的？
来源：宝鄂实业
2019-04-07 21:10
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锂离子电池四大关键材料包括正极、负极、隔膜、电解液，其中电解液在电池正负极之间进行离子和离子化合物的传输，它的性能直接决定了锂电池的电导率、容量和输出电压。电解液一般由高纯度的有机溶剂、溶质和少量添加剂按一定比例配制而成。
六氟磷酸锂是电解液成本最重要的组成部分，约占到电解液总成本的43%。六氟磷酸锂的生产技术门槛较高，尤其是高纯晶体六氟磷酸锂的生产。可以说，六氟磷酸锂作为锂电池行业尖端材料，无愧于电解液的灵魂之称。
作为电解液材料综合性能良好，但缺点是热稳定性不好，易于潮解，因此需在低温隔绝空气下保存。
六氟磷酸锂的不可替代性
六氟磷酸锂在常用有机溶剂中具有适中的离子迁移数、适中的解离常数、较好的抗氧化性能和良好的铝箔钝化能力，又能与各种正负极材料匹配，从而成为商品化锂离子电池使用的最主要电解质锂盐。科研人员不断尝试着新型锂盐的开发，以期实现六氟磷酸锂的替代，但是，至今仍未成功。因此，预计今后较长一段时间内，六氟磷酸锂仍然是大规模使用的唯一电解质盐分，其唯一性主要取决于组成的锂、磷、氟三种元素。
锂元素是最轻的碱金属元素和摩尔质量最小的金属元素，也是氧化还原电位最低、质量能量密度最大、电化学当量最高的金属元素，这些特性决定了锂是一种高比能量的电极材料；氟元素是自然界电负性最强和非金属元素中活性最强的元素，也是标准电极电位最高的元素。氟和锂结合组成电化学可逆电池，电势最高达到5.93V，电池比能量最高，同时锂和氟两元素的半径极小，适合作锂电池的电极材料。
此外，六氟磷酸根的缔合能力较差，因此其电解液的电导率较大，高于一般无机锂盐。六氟磷酸锂的电化学稳定性强，阴极的稳定电压达5.1V，远远高于锂离子电池要求的4.2V，且不腐蚀集流体，综合性能强于其它锂盐。
六氟磷酸锂的制备工艺及其应用情况
六氟磷酸锂性质十分不稳定，60℃左右发生分解，也极易潮解，一般六氟磷酸钾产品制备时要在无水氟化氢、低烷基醚等非水溶剂中进行。而且六氟磷酸锂若往锂离子电池和电池方向发展，对其纯度、稳定性、一致性要求非常高。同时，六氟磷酸锂生产过程涉及低温、强腐蚀、无水无尘等苛刻工况条件，工艺难度极大。
六氟磷酸锂的制备方法主要有气固反应法、有机溶剂法和氟化氢溶剂法等。目前，国内外主流六氟磷酸锂制备方法是氟化氢溶剂法，在所有工业化生产方法中占80％以上，日本森田化工、金牛化工、多氟多化工、江苏九九久等大型企业均采用该种方法实现工业化生产。因此，我们主要介绍实现了连续、自动化生产的氟化氢溶剂法。
六氟磷酸锂是电解液成本最重要的组成部分，约占到电解液总成本的43%。六氟磷酸锂的生产技术门槛较高，尤其是高纯晶体六氟磷酸锂的生产。可以说，六氟磷酸锂作为锂电池行业尖端材料，无愧于电解液的灵魂之称。
作为电解液材料综合性能良好，但缺点是热稳定性不好，易于潮解，因此需在低温隔绝空气下保存。
六氟磷酸锂的不可替代性
六氟磷酸锂在常用有机溶剂中具有适中的离子迁移数、适中的解离常数、较好的抗氧化性能和良好的铝箔钝化能力，又能与各种正负极材料匹配，从而成为商品化锂离子电池使用的最主要电解质锂盐。科研人员不断尝试着新型锂盐的开发，以期实现六氟磷酸锂的替代，但是，至今仍未成功。因此，预计今后较长一段时间内，六氟磷酸锂仍然是大规模使用的唯一电解质盐分，其唯一性主要取决于组成的锂、磷、氟三种元素。
锂元素是最轻的碱金属元素和摩尔质量最小的金属元素，也是氧化还原电位最低、质量能量密度最大、电化学当量最高的金属元素，这些特性决定了锂是一种高比能量的电极材料；氟元素是自然界电负性最强和非金属元素中活性最强的元素，也是标准电极电位最高的元素。氟和锂结合组成电化学可逆电池，电势最高达到5.93V，电池比能量最高，同时锂和氟两元素的半径极小，适合作锂电池的电极材料。
此外，六氟磷酸根的缔合能力较差，因此其电解液的电导率较大，高于一般无机锂盐。六氟磷酸锂的电化学稳定性强，阴极的稳定电压达5.1V，远远高于锂离子电池要求的4.2V，且不腐蚀集流体，综合性能强于其它锂盐。
六氟磷酸锂的制备工艺及其应用情况
六氟磷酸锂性质十分不稳定，60℃左右发生分解，也极易潮解，一般六氟磷酸钾产品制备时要在无水氟化氢、低烷基醚等非水溶剂中进行。而且六氟磷酸锂若往锂离子电池和电池方向发展，对其纯度、稳定性、一致性要求非常高。同时，六氟磷酸锂生产过程涉及低温、强腐蚀、无水无尘等苛刻工况条件，工艺难度极大。
六氟磷酸锂的制备方法主要有气固反应法、有机溶剂法和氟化氢溶剂法等。目前，国内外主流六氟磷酸锂制备方法是氟化氢溶剂法，在所有工业化生产方法中占80％以上，日本森田化工、金牛化工、多氟多化工、江苏九九久等大型企业均采用该种方法实现工业化生产。因此，我们主要介绍实现了连续、自动化生产的氟化氢溶剂法。
