一种用于应急电源设备的电解液的制作工艺的制作方法

文档序号:11203611

本发明属于电解液技术领域,具体涉及一种用于应急电源设备的电解液的制作工艺。



背景技术:

电解液是电池的重要组成部分,它是在电池正、负极之间起到传导作用的离子导体,它本身的性能及其与正负极形成的界面状况很大程度上影响电池的性能。优良的电池非水电解液应具备以下几点要求:(1)化学稳定性好,与电池内的正负极活性物质和集流体(一般用铝箔和铜箔)不发生化学反应;(2)电化学稳定窗口宽;(3)离子电导率高,电子电导率低;(4)温度范围合适即沸点高,熔点低;(5)安全低毒,无环境污染。

通常碘化锂电解液的制备方法是,把适当含量无水的碘化锂盐直接溶解在一定摩尔配比的混合溶剂中得到的。在这个过程中,无水碘化锂的制备是一个非常困难且非常昂贵的过程。碘化锂在干燥过程中,在150℃左右会除去大部分的结晶水,但是其余的结晶水不容易除去即使在大幅提高温度的情况下,这是由于碘化锂在高于150℃下会发生分解。为了抑制碘化锂在高温下的分解而制备无水碘化锂,通常的技术是在碘化锂干燥时通hi等气体来抑制分解。因而通过此技术得到的无水碘化锂过程复杂、产量低、价格昂贵等缺点。

电池用非水电解液容易在运输和储存时粘度增加,并且制作出电池随着储存时间的延长,内阻也不断增大,尤其是当二氧戊环比例较高时,电解液粘度变化以及对电池内阻影响加剧。造成此现象的主要原因是在储运过程中,二氧戊环等溶剂缓慢聚合,而酸性环境、高温环境以及金属阳离子的存在会加速聚合反应。因此任何稳定其非水电解液的粘度是个需要解决的问题。

综上所述,因此需要一种更好的电解液制作工艺,来改善现有技术的不足。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种用于应急电源设备的电解液的制作工艺,本发明的电解液制作流程简单、反应条件易于控制、生产成本低廉,电解液浓度性能稳定,使用温度范围宽,易于大批量工业化生产。

本发明提供了如下的技术方案:

一种用于应急电源设备的电解液的制作工艺,包括以下步骤:

a、将带结晶水的碘化锂盐放在真空环境下干燥,干燥温度为80-100℃;

b、将步骤a干燥后的碘化锂盐加入到有机溶剂中搅拌均匀,搅拌速度为40-60r/min,得到电解液母液;

c、将电解液母液加入到电解池中,采用恒定电流电解5-8h,得到粗电解液一;

d、向粗电解液一中加入稳定剂,在40-60℃下反应8-10h,得到粗电解液二;

e、向粗电解液二中加入除水剂,搅拌1-2h,过滤后即可得到电解液成品。

优选的,所述步骤a在露点低于-10℃、含氧量小于1ppm的真空环境下干燥,有利于加快带结晶水的碘化锂盐的干燥速度,且提高干燥纯度,减少干燥过程中杂质的产生。

优选的,所述步骤b有机溶剂由碳酸酯和醚组成,该成分成本低廉,且反应条件较为简单,易于把控。

优选的,所述碳酸酯由碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中任意三种或三种以上组合而成,所述醚由乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚和四乙二醇二甲醚组成,以上成分成本低廉、易于制备。

优选的,所述步骤c电解时的环境温度控制在5-10℃,该温度下有利于降低反应的剧烈程度,防止反应剧烈带来的危险。

优选的,所述步骤d的稳定剂为乙二醇、酒石酸或四乙酸二氨基乙烷,该成分成本低廉,材料来源广泛且易于制备。

优选的,所述步骤e除水剂为氢化锂或四氢锂铝,该成分成本低廉,材料来源广泛,除水效果较为良好。

优选的,所述步骤e除水至含水量在8ppm以下即可,有利于提高制得的电解液的质量,从而延长电解液的使用寿命。

本发明的有益效果是:

本发明的步骤a在露点低于-10℃、含氧量小于1ppm的真空环境下干燥,有利于加快带结晶水的碘化锂盐的干燥速度,且提高干燥纯度,减少干燥过程中杂质的产生。

本发明的步骤c电解时的环境温度控制在5-10℃,有利于降低反应的剧烈程度,防止反应剧烈带来的危险。

本发明的步骤e除水至含水量在8ppm以下,有利于提高制得的电解液的质量,从而延长电解液的使用寿命。

本发明的电解液制作流程简单、反应条件易于控制、生产成本低廉,电解液浓度性能稳定,粘度稳定且可以有效降低电池内阻,使用温度范围宽,易于大批量工业化生产。

具体实施方式

实施例1

一种用于应急电源设备的电解液的制作工艺,包括以下步骤:

a、将带结晶水的碘化锂盐放在真空环境下干燥,干燥温度为100℃;

b、将步骤a干燥后的碘化锂盐加入到有机溶剂中搅拌均匀,搅拌速度为60r/min,得到电解液母液;

c、将电解液母液加入到电解池中,采用恒定电流电解8h,得到粗电解液一;

d、向粗电解液一中加入稳定剂,在46℃下反应10h,得到粗电解液二;

e、向粗电解液二中加入除水剂,搅拌1h,过滤后即可得到电解液成品。

步骤a在露点低于-10℃、含氧量小于1ppm的真空环境下干燥,有利于加快带结晶水的碘化锂盐的干燥速度,且提高干燥纯度,减少干燥过程中杂质的产生。

步骤b有机溶剂由碳酸酯和醚组成,该成分成本低廉,且反应条件较为简单,易于把控。

碳酸酯由碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯组合而成,醚由乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚和四乙二醇二甲醚组成,以上成分成本低廉、易于制备。

步骤c电解时的环境温度控制在10℃,该温度下有利于降低反应的剧烈程度,防止反应剧烈带来的危险。

步骤d的稳定剂为乙二醇,该成分成本低廉,材料来源广泛且易于制备。

步骤e除水剂为四氢锂铝,该成分成本低廉,材料来源广泛,除水效果较为良好。

步骤e除水至含水量在8ppm以下即可,有利于提高制得的电解液的质量,从而延长电解液的使用寿命。

实施例2

一种用于应急电源设备的电解液的制作工艺,包括以下步骤:

a、将带结晶水的碘化锂盐放在真空环境下干燥,干燥温度为100℃;

b、将步骤a干燥后的碘化锂盐加入到有机溶剂中搅拌均匀,搅拌速度为60r/min,得到电解液母液;

c、将电解液母液加入到电解池中,采用恒定电流电解5h,得到粗电解液一;

d、向粗电解液一中加入稳定剂,在40℃下反应8h,得到粗电解液二;

e、向粗电解液二中加入除水剂,搅拌1h,过滤后即可得到电解液成品。

步骤a在露点低于-10℃、含氧量小于1ppm的真空环境下干燥,有利于加快带结晶水的碘化锂盐的干燥速度,且提高干燥纯度,减少干燥过程中杂质的产生。

步骤b有机溶剂由碳酸酯和醚组成,该成分成本低廉,且反应条件较为简单,易于把控。

碳酸酯由碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸甲乙酯组合而成,醚由乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚和四乙二醇二甲醚组成,以上成分成本低廉、易于制备。

步骤c电解时的环境温度控制在5℃,该温度下有利于降低反应的剧烈程度,防止反应剧烈带来的危险。

步骤d的稳定剂为四乙酸二氨基乙烷,该成分成本低廉,材料来源广泛且易于制备。

步骤e除水剂为氢化锂,该成分成本低廉,材料来源广泛,除水效果较为良好。

步骤e除水至含水量在8ppm以下即可,有利于提高制得的电解液的质量,从而延长电解液的使用寿命。

实施例3

一种用于应急电源设备的电解液的制作工艺,包括以下步骤:

a、将带结晶水的碘化锂盐放在真空环境下干燥,干燥温度为80℃;

b、将步骤a干燥后的碘化锂盐加入到有机溶剂中搅拌均匀,搅拌速度为40r/min,得到电解液母液;

c、将电解液母液加入到电解池中,采用恒定电流电解5h,得到粗电解液一;

d、向粗电解液一中加入稳定剂,在40℃下反应10h,得到粗电解液二;

e、向粗电解液二中加入除水剂,搅拌2h,过滤后即可得到电解液成品。

步骤a在露点低于-10℃、含氧量小于1ppm的真空环境下干燥,有利于加快带结晶水的碘化锂盐的干燥速度,且提高干燥纯度,减少干燥过程中杂质的产生。

步骤b有机溶剂由碳酸酯和醚组成,该成分成本低廉,且反应条件较为简单,易于把控。

碳酸酯由碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸二甲酯组合而成,醚由乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚和四乙二醇二甲醚组成,以上成分成本低廉、易于制备。

步骤c电解时的环境温度控制在10℃,该温度下有利于降低反应的剧烈程度,防止反应剧烈带来的危险。

步骤d的稳定剂为乙二醇,该成分成本低廉,材料来源广泛且易于制备。

步骤e除水剂为氢化锂,该成分成本低廉,材料来源广泛,除水效果较为良好。

步骤e除水至含水量在8ppm以下即可,有利于提高制得的电解液的质量,从而延长电解液的使用寿命。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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