锂电池防过充添加剂联苯的改性方法与流程

文档序号:14238699阅读:1043来源:国知局

本发明涉及一种锂电池防过充添加剂联苯的改性方法,属于有机物精制改性技术。



背景技术:

锂电池是一种新的绿色能源载体,具有工作电压高、比能量高、寿命长、工作温度宽等优点,广泛应用于智能手机、笔记本电脑、无人机、机器人、电动工具等领域。做为能量的富集载体,保证锂电池的安全使用至关重要。锂电池在充电过程中被过充时,由于电池电压随极化增加而上升,会导致正极物质的不可逆变化以及电解液的氧化分解,产生大量的气体并放出大量的热,致使电池压力和温度快速上升,存在爆炸与燃烧等不安全隐患。

在锂电池电解液中加入联苯后,当电池过充到4.7v时,联苯会发生电聚合反应,增加电池内阻,同时反应生成的氢气会使防爆阀启动,使电池断路,起到防电池过充的作用。因此,联苯作为锂电池电解液中的重要组成,为锂电池应用安全性提供保障。

常规联苯中由于含一些微量杂质,如苯基苯酚、苯基噻吩等,配制的电解液会出现变红、变紫的现象,不能满足电解液烘烤色度的指标要求。cn200910068034.3公开了一种锂离子电池过充添加剂联苯的精制方法,采用先用有机碳酸酯溶剂溶解,再重结晶,最后有机碳酸酯溶剂洗涤的方法对联苯精制。该工艺工序繁复,需要使用溶剂,工业化成本较高,废溶剂多,污染环境。



技术实现要素:

为解决常规联苯配制电解液烘烤色度不能达标的问题,本发明提供一种锂电池防过充添加剂联苯的改性方法。

本发明的技术方案如下:

锂电池防过充添加剂联苯的改性方法,具体步骤如下:

在n2保护下,加入工业联苯与混合改性剂,持续搅拌,升温至80~90℃,保温搅拌2~3h,使其充分混合,搅拌结束后,过滤分离联苯与残留的混合改性剂,收集改性后的联苯,所述混合改性剂由改性剂a和改性剂b组成,所述改性剂a选自蛭石、分子筛、活性炭、硅藻土或膨润土,所述改性剂b选自蛭石、膨润土或活性白土,且改性剂a和改性剂b不是同一种物质。

所述的工业联苯的纯度≥99.5%。

所述的混合改性剂经200℃烘干4h。

所述混合改性剂的添加量为联苯质量的1%~10%,其中改性剂a与改性剂b的质量比为1:1~1:5,改性剂使用后经过再生可以反复使用。

所述的过滤分离是通过无机陶瓷膜进行联苯与改性剂的分离。

所述的无机陶瓷膜过滤装置的过滤精度为20~200nm,以保证改性剂有效分离。

与现有技术相比,本发明具有以下优点:

本发明以无机物作为改性剂,不会引进新的杂质,不需要使用溶剂,并且改性剂使用量小,改性剂经过再生后可重复使用。以改性后的联苯按10%的添加量加入基准电解液中,混合均匀后烘烤色度≤15。本发明工艺简单,操作方便,处理成本低,易于工业化。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

添加联苯的基准电解液组成及指标如下:

碳酸二甲酯:碳酸乙烯酯:碳酸甲乙酯=1:1:1(体积比)

六氟磷酸锂浓度:1mol/l

烘烤色度(apha)指标:≤30

联苯添加量:10%。

实施例1

首先向1000l夹套式搪瓷釜中加入500kg含量为99.5%常规联苯与3kg活性白土和2kg分子筛,通入n2保护,将釜密闭,在低速搅拌状态下对物料进行加热,恒温80-90℃,使联苯和活性白土与分子筛充分混合,保温搅拌2小时。搅拌完成后,通过循环泵将联苯与活性白土与分子筛混合物通过陶瓷膜过滤装置将联苯与活性白土、分子筛,将分离后的联苯收集输送到成品罐经过切片成为定型产品,改性后联苯按10%的添加量加入基准电解液中混合均匀后烘烤色度指标为(apha):15。

实施例2

首先向1000l夹套式搪瓷釜中加入500kg含量为99.6%常规联苯与3kg活性白土和2kg活性炭,通入n2保护,将釜密闭,在低速搅拌状态下对物料进行加热,恒温80-90℃,使联苯和活性白土与活性炭充分混合,保温搅拌2小时。搅拌完成后,通过循环泵将联苯与活性白土与活性炭混合物通过陶瓷膜过滤装置将联苯与活性白土、分子筛,将分离后的联苯收集输送到成品罐经过切片成为定型产品,改性后联苯按10%的添加量加入基准电解液中混合均匀后烘烤色度指标为(apha):10。

实施例3

首先向1000l夹套式搪瓷釜中加入500kg含量为99.7%常规联苯与3kg膨润土和2kg硅藻土,通入n2保护,将釜密闭,在低速搅拌状态下对物料进行加热,恒温80-90℃,使联苯和膨润土与硅藻土充分混合,保温搅拌2小时。搅拌完成后,通过循环泵将联苯与活性白土与活性炭混合物通过陶瓷膜过滤装置将联苯与膨润土、硅藻土,将分离后的联苯收集输送到成品罐经过切片成为定型产品,改性后联苯按10%的添加量加入基准电解液中混合均匀后烘烤色度指标为(apha):10。

比较例1

直接使用99.6%含量的常规联苯,按10%添加量加入基准电解液中混合均匀后烘烤色度指标为(apha):150。

比较例2

直接使用99.7%含量的常规联苯,按10%添加量加入基准电解液中混合均匀后烘烤色度指标为(apha):100。

结果表明,采用本发明改性后的联苯比较常规联苯,配制出的电解液烘烤色度指标达标,能满足锂电池的要求。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种锂电池防过充添加剂联苯的改性方法。所述方法通过在N2保护下,加入工业联苯与混合改性剂,持续搅拌,升温至80~90℃,保温搅拌2~3h,使其充分混合,搅拌结束后,过滤分离联苯与残留的混合改性剂,制得改性后的联苯。混合改性剂由选自蛭石、分子筛、活性炭、硅藻土或膨润土的改性剂A和选自蛭石、膨润土或活性白土的改性剂B组成。本发明改性后的联苯就可以直接作为过充剂用于锂离子电解液配制,以改性后的联苯按10%的添加量加入基准电解液中,混合均匀后的烘烤色度≤15,满足锂电池的要求。

技术研发人员:孙波;吴朝阳
受保护的技术使用者:江苏中能化学科技股份有限公司
技术研发日:2017.11.03
技术公布日:2018.04.20
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