六氟磷酸锂筛分案例
[ 时间:2023-12-21 阅读:1101次 ]
六氟磷酸锂筛分案例


一、锂盐占电解液成本50%左右,六氟磷酸锂为常用的电解液锂盐

锂离子电池主要由正极材料负极材料电解液隔膜构成电解液作为锂离子的载体,在充放电过程中运送锂离子,因此需要具有极大的离子导电率以及极小的电子导电率,被称为锂电池的“血液”其成本约占锂离子电池生产成本的10%-15%。

2

锂电池电解液一般是由高纯度的有机溶剂(80%以上)、电解质锂盐(10%以上)和必要的添加剂(5%左右)等主要材料配置而成。虽锂盐仅占电解液重量的10%以上,但成本却占电解液的50%左右,为电解液核心的组成部分,直接关系到锂离子迁移、电荷的传递情况。锂电池电解液下游产业链包括动力电池、储能电池、消费类电池;终端为各种电动汽车、各种储能系统、消费类电子产品等。

锂盐作为锂电池电解液重要组成部分之一,主要包括六氟磷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂、双乙二酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂等几种,其中六氟磷酸锂为常用的电解液锂盐,具备离子电导率较高,溶解能力、热稳定性、电池循环性能、环境友好性优异等优势,但同时其热稳定性较差、易于水解。相对之下,双氟磺酰亚胺锂离子电导率更高,且热稳定性、低温性能、水解稳定性更优异,但双氟磺酰亚胺锂生产难度大且成本高,价格较六氟磷酸锂高出20-40%。四氟硼酸锂、双乙二酸硼酸锂、二氟草酸硼酸锂则更多作为添加剂少量使用在电解液中。

资料参考:智研咨询:《2023-2029年中国六氟磷酸锂行业发展模式分析及市场需求预测报告》

3

资料参考:华金证券:《电解液深度报告》

 

二、锂电池产业持续发展,六氟磷酸锂产销快速增长 

近年来,全球电解液产销量的增长为锂盐带来了巨大的发展机遇,而六氟磷酸锂为常用的电解液锂盐。2021年全球六氟磷酸锂出货量6.99万吨,同比增长近50%。2022年全年出货量达13.21万吨。未来随着锂电池产业的继续发展,六氟磷酸锂(LiPF6)出货量也将进一步增加,预计到2025年出货量将接近30万吨,2030年出货量将接近90万吨。

资料参考:智研咨询:《2023-2029年中国六氟磷酸锂行业发展模式分析及市场需求预测报告》

4

资料参考:华金证券:《电解液深度报告》

在需求持续增长下,六氟磷酸锂市场产能及产量也快速释放。2022年前三季度中国六氟磷酸锂产量达7.8万吨,同比增长112%。我国不仅为全球较大的六氟磷酸锂生产国,也为全球重要六氟磷酸锂出口国之一。2022年出口量达1.76万吨,出口金额为4.17亿美元,同比增长73.7%。

5


6

资料参考:智研咨询:《2023-2029年中国六氟磷酸锂行业发展模式分析及市场需求预测报告》


三、六氟磷酸锂生产方法

目前六氟磷酸锂(LiPF₆)主要有6种生产方法,分别为有机溶剂法、氟化氢溶剂法、气固法、流变相法、固固法、其他六氟磷酸盐转化法。目前,市场上使用较多的为氟化氢溶剂法、有机溶剂法,其余四种生产工艺受不同因素均未大规模工业化生产。其中有机溶剂法是将LiF及PF5溶解在有机溶剂里(如碳酸酯类)进行连续反应生成六氟磷酸锂,该生产方法具备工况温和产率高,大规模生产成本低、对设备要求低等优势,适用于液态六氟磷酸锂生产,天赐材料、石大胜华等企业均采取有机溶剂法。氟化氢溶剂法则是将LiF溶于无水氟化氢中,制备出均相的LiF溶液,再将PF5气体引入到LiF溶液中生产六氟磷酸锂,该工艺简单,结晶后杂质含量少,纯度高,要对设备要求高,且生产成本也较高,更适用于对纯度要求更高的固态六氟磷酸锂生产,多氟多、南高峰等企业采取氟化氢溶剂法。

7

 

资料参考:智研咨询:《2023-2029年中国六氟磷酸锂行业发展模式分析及市场需求预测报告》

 

 

 

四、六氟磷酸锂的筛分

六氟磷酸锂是一种白色结晶或粉末;潮解性强,易溶于水,还可溶于低浓度甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、碳酸酯等有机溶剂。主要用作锂离子电池电解质材料。相对密度:1.50g/cm3,熔点:200℃。六氟磷酸锂暴露在空气中或加热时极易分解,由于水蒸气的作用而迅速分解,放出PF5而产生白色烟雾,对眼睛、皮肤,特别是对肺部有侵蚀作用。

(资料来源:百度百科)

 

六氟磷酸锂的筛分选用的是旋振筛或超声旋振筛。

 

需要注意的是:

1. 筛机密封性

由于该物料对人体有一定的危害,所以对于筛分设备的密封要求十分严格。我们采用上盖和筛框一体的结构,外部采用束环加压杆两种方式密封。

 

2. 密封条的材质

由于该物料不能与橡胶、硅胶等材质直接接触,所以我们专门定制了氟橡胶的材质来替换常规的硅胶密封条。

 

3. 筛网结构

常规的旋振筛筛网是不锈钢粘接网,由于该物料里的氟化氢会对所有的胶水产生反应,使其脱落,所以我们采用法兰的结构。

 

4. 超声装置

根据客户的筛分目数,可以选择加装超声清网装置。超声清网方式不会对原物料造成污染,且大大提高物料过网效率,提高产量。除此之外,我们还可以定制法兰的超声网架。

 

5. 气体保护

大多筛分六氟磷酸锂的现场,客户会往筛机内部充氮气,我们可以加装进气口和出气口。筛机内部充气0.02兆帕,保压30分钟,内部剩余0.01兆帕。内部压力建议不高于0.025兆帕。

 

6. 定制化服务

在六氟磷酸锂的物料筛分,我们有着成熟的筛分经验。我们可以根据客户需求提供定制化筛分方案。