生产线

一、锂电池电解液概述

       锂电池电解液是电池中锂离子传输的载体，是锂离子电池的重要组成部分，由锂盐、溶剂及添加剂组成。锂离子电池电解液被称为电池的“血液”，使用较少的计量就可以针对性的改变电池的某些性能，显著影响锂离子电池整体性能包括容量、倍率性能、工作温度范围、存储和循环寿命、自放电性能、过充过放和安全性能等。电解液配制是在一定温度下，按一定比例配制而成的，其中对溶剂纯度、水分及工艺都有非常严格的要求。

二、电解液生产线工艺概述

       电解液生产工艺主要由除湿机组、冷冻机组、脱水釜、反应釜等几个重要的设备构成。电解液生产过程对空气湿度有严格的要求，一般在10 ppm（1 ppm=10-6）以下，除湿机组在工艺中起到干燥除湿作用。加盐过程要求严格控制温度、冷冻机组用于反应釜内部冷却。市场上溶剂本身的水分通常达不到生产要求，这就需要对高水分溶剂进行脱水处理。反应釜用于配制电解液，电解液配制过程是工艺的关键环节，冷冻机组控制加盐温度在15 ℃以下，避免六氟磷酸锂的分解。当六氟磷酸锂在流动的高纯氩气和1 mg/kg的湿度下加热，85 ℃时10 h失去质量的20%～30%。如果在低纯度的氩气下，20 ℃就开始分解，产物是PF5和LiF。另外，它具有非常强的亲水性，遇水便可发生分解生成HF，破坏电解液。因此，六氟磷酸锂和有机溶剂的混合操作必须在隔绝空气的洁净、干燥环境中进行。同时六氟磷酸锂在有机溶剂中的溶解过程为放热过程，因此配置工作应在较低的温度下进行，缓慢加入并及时搅拌。然后根据电解液配方，依次加入电解液溶剂、盐、添加剂，干燥机组协调配合加料过程中水分的控制，加料完成，并在配制釜内搅拌4～6 h，经检验合格后，电解液配制完成。

三、电解液生产线溶剂脱水工艺

       电解液生产对原料水分和纯度有严苛的要求，纯度在99.95%以上为合格，水分要求在15 ppm以内。锂离子电池非水电解液体系中的含水量直接影响到电池的循环寿命、可逆容量等性能，是一个很重要的电池参数。由于一般厂家溶剂水分很难达到生产要求，所以必须对溶剂进行脱水处理。脱水常用的方法就是分子筛脱水。

       脱水工艺为直线型脱水，可将其改装为连续循环动态脱水法，让电解液缓慢流过装有锂化分子筛的密闭管道，大大提高了除水效率。即在脱水罐底增设一台循环泵，连接脱水釜和脱水塔，脱水釜内溶剂经过循环泵打入脱水塔，经过干燥的分子筛，再回到脱水釜，如此往复循环，达到连续脱水目的。工艺长度减少，工艺成本减低，处理量也由原来的1吨/天增加为8吨/天，脱水效率提高了7倍左右。

四、电解液配置釜

       随着锂电行业迅猛发展，电解液需求量也在日益剧增。而产能增加，对效率、成本等就提出了更高的要求、根据生产的实际要求，对工艺做出进一步改进，将原有的上出料改为配置釜底下出料。下出料口铺设600目与800目过滤网，经过两层过滤即可出料。将原有的20英寸（1英寸=2.54 cm）3芯过滤器更换为两层过滤网过滤，提高了过滤的面积，增加了过滤速度，出料速度和过滤效果都有显著的提高。在配置釜顶增加一个喷头，用30 kg的溶剂对配置釜清洗，喷头采用360度喷洒，可对釜壁立体清洗，效果明显并投入实际使用当中，清洗后用高纯氩气对配置釜吹干，然后在配置釜底将溶剂放出，大大降低了溶剂和高纯氩气的用量，节约成本。经过计算，溶剂用量降低了80%，氩气用量降低了50%，整个清洗周期在1 h内即可完成大大提高了生产效率。

五、冷却工艺

       六氟磷酸锂易水解，而且热稳定性较差，因此六氟磷酸锂的纯化过程必须谨慎。整个制备过程应该严格保证与空气隔绝环境下进行；六氟磷酸锂与氟化氢易生成LiPF6·HF，导致氟化氢很难分离。基于锂盐的这些特性，配置釜在加锂盐搅拌的过程中需要对其进行冷却，严格控制配置釜温度，避免温度过高使其分解。配制釜冷却有两种方式：一种是壳层冷却，即在配置釜壳层进行冷却，通过冷冻机组制冷来传送冷量使壳体降温，壳体传送到内部溶剂使得温度降低；一种是管层冷却，配置釜内部设置螺旋管，管子盘绕在整个釜壁内部，与溶剂直接接触，管内是冷却剂直接与冷冻机组连接，冷冻机直接对冷却剂制冷，通过螺旋管直接传送到釜内溶剂从而制冷。两种方式通过对比，由热量公式Qf=CsρsVs(t-t')计算，同样的传热量、传热时间相同，第二种传热面积更大，传热量更大，制冷效果更加明显。