《锂离子电池低温电解液制备技术及产业化》

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锂离子电池低温电解液制备技术及产业化项目由该公司独立研发,研发周期为2015年1月至2016年8月,具有专业全职研发人员7人,其中4人为中级工程师,总投入300万元,配备高低温热交变测试箱、气相色谱仪、电池测试柜等业界先进的试验检测设备。

1、主要技术内容:(1)优化有机溶剂。添加适量链状羧酸酯类溶剂,改善锂离子电池的低温性能。使用乙酸乙酯(EA)和丙酸乙酯(EP)协同碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)或碳酸乙烯酯(EC)作为有机溶剂,配置成的电解液具有很高的电导率并且能在非常低的温度下工作。(2)电解质锂盐的改善。以氟化锂(LiF)、四氟硼酸锂(LiBF4)等与六氟磷酸锂(LiPF6)作为混合锂盐使用,缓解电解液在低温下极化程度,拓宽低温使用范围。(3)调整添加剂。采用碳酸亚乙烯酯(VC)与二氟磷酸锂(LiPO2F2)等添加剂,在负极表面有较好的成膜能力,对正极也有较好的氧化稳定性,使锂离子电池在低温下具有优良的循环性能。(4)生产工艺。化料:根据各溶剂的熔点情况分别在不同温度下进行化料。吸料:将化好的原料利用压力差打到原料罐,此时,原料桶压力处于微正压,原料罐压力为-0.1MPa,在氮气保护下将原料转置原料罐。过料:将原料罐的压力加到0.1-0.15MPa,提纯设备和高纯原料罐的压力均为0.02MPa。控制各个管道的阀门开度,缓慢过料。配料:根据每批产品的配方要求,按原料熔点由低到高进行加料;配料时将高纯原料罐压力调至0.15MPa,计量釜压力为0.03MPa,利用电子称计量溶剂质量。加锂盐:利用冷冻机和循环泵把搅拌釜的温度降到2℃以下;将搅拌釜压力调至0.2 bar,计量釜压力调至0.15MPa,进行转料;根据配方要求利用手套箱加入适当的混合锂盐,加入途中要始终控制搅拌釜温度在2℃以内。加添加剂:加入一定质量的功能添加剂,混合均匀后检测搅拌釜内电解液的各个技术指标。

2、授权专利情况:通过项目的研发获得2项发明专利,10项实用新型专利,已全部授权。

3、技术指标:该公司低温锂离子电池常温循环性能较好,经过500次循环后容量保持率仍有90%;高温55℃循环100周容量保持率为89%;电池6C放电倍率为95%,电池倍率性能比较好;高温容量保持率99%,-10℃容量保持率95%,-20℃容量保持率90%,-40℃容量保持率70%,满足动力电池放电要求;锂离子电池在针刺、短路、过冲、过放、跌落、冷热冲击、挤压等方面测试合格,安全性能较高。

4、经济指标:项目建成投产后,实现年均销售收入1.39亿元以上,年利税约400万元,增加了地方财政收入,带动了地方经济的发展。

5、应用推广及效益情况:低温锂离子电解液研发的顺利完成,解决了制约锂离子电池低温性能的瓶颈问题。该公司一期投资5000万元,新建占地面积15000平方米的锂离子电解液生产线,具备年产20000吨的生产能力。经过两年多的推广应用,累计新增销售收入可达10910.15万元,上缴税费共计406.17万元,净利润可达2444.204万元。

成果说明

2016年8月完成了项目“锂离子电池低温电解液制备技术及产业化”研发,并通过低温电解液的小试、中试、规模化生产及客户批量测试,综合性能良好。低温电解液通过在多氟多新能源科技有限公司、星恒电源股份有限公司、新乡阳光电源制造有限公司、颍上北方动力新能源有限公司等公司的成功应用,为客户的生产提供极大的便利,提高了新能源锂离子电池的应用范围,还给用户单位带来了较好的经济效益,同时为我公司新产品向市场推广提供了很好的宣传作用。 最终实现年产2923.46吨的生产能力,产品基本定价为3.73万元/吨,成本为2.90

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