六氟磷酸鋰篩分案例
[ 時間:2023-12-21 閱讀:279次 ]
六氟磷酸鋰篩分案例


一、鋰鹽占電解液成本50%左右,六氟磷酸鋰為常用的電解液鋰鹽

鋰離子電池主要由正極材料、負極材料、電解液隔膜構成。電解液作為鋰離子的載體,在充放電過程中運送鋰離子,因此需要具有極大的離子導電率以及極小的電子導電率,被稱為鋰電池的“血液”,其成本約占鋰離子電池生產成本的10%-15%。

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鋰電池電解液一般是由高純度的有機溶劑(80%以上)、電解質鋰鹽(10%以上)和必要的添加劑(5%左右)等主要材料配置而成。雖鋰鹽僅占電解液重量的10%以上,但成本卻占電解液的50%左右,為電解液核心的組成部分,直接關系到鋰離子遷移、電荷的傳遞情況。鋰電池電解液下游產業鏈包括動力電池、儲能電池、消費類電池;終端為各種電動汽車、各種儲能系統、消費類電子產品等。

鋰鹽作為鋰電池電解液重要組成部分之一,主要包括六氟磷酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、四氟硼酸鋰、雙乙二酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰等幾種,其中六氟磷酸鋰為常用的電解液鋰鹽,具備離子電導率較高,溶解能力、熱穩定性、電池循環性能、環境友好性優異等優勢,但同時其熱穩定性較差、易于水解。相對之下,雙氟磺酰亞胺鋰離子電導率更高,且熱穩定性、低溫性能、水解穩定性更優異,但雙氟磺酰亞胺鋰生產難度大且成本高,價格較六氟磷酸鋰高出20-40%。四氟硼酸鋰、雙乙二酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰則更多作為添加劑少量使用在電解液中。

資料參考:智研咨詢:《2023-2029年中國六氟磷酸鋰行業發展模式分析及市場需求預測報告》

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資料參考:華金證券:《電解液深度報告》

 

二、鋰電池產業持續發展,六氟磷酸鋰產銷快速增長 

近年來,全球電解液產銷量的增長為鋰鹽帶來了巨大的發展機遇,而六氟磷酸鋰為常用的電解液鋰鹽。2021年全球六氟磷酸鋰出貨量6.99萬噸,同比增長近50%。2022年全年出貨量達13.21萬噸。未來隨著鋰電池產業的繼續發展,六氟磷酸鋰(LiPF6)出貨量也將進一步增加,預計到2025年出貨量將接近30萬噸,2030年出貨量將接近90萬噸。

資料參考:智研咨詢:《2023-2029年中國六氟磷酸鋰行業發展模式分析及市場需求預測報告》

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資料參考:華金證券:《電解液深度報告》

在需求持續增長下,六氟磷酸鋰市場產能及產量也快速釋放。2022年前三季度中國六氟磷酸鋰產量達7.8萬噸,同比增長112%。我國不僅為全球較大的六氟磷酸鋰生產國,也為全球重要六氟磷酸鋰出口國之一。2022年出口量達1.76萬噸,出口金額為4.17億美元,同比增長73.7%。

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資料參考:智研咨詢:《2023-2029年中國六氟磷酸鋰行業發展模式分析及市場需求預測報告》


三、六氟磷酸鋰生產方法

目前六氟磷酸鋰(LiPF?)主要有6種生產方法,分別為有機溶劑法、氟化氫溶劑法、氣固法、流變相法、固固法、其他六氟磷酸鹽轉化法。目前,市場上使用較多的為氟化氫溶劑法、有機溶劑法,其余四種生產工藝受不同因素均未大規模工業化生產。其中有機溶劑法是將LiF及PF5溶解在有機溶劑里(如碳酸酯類)進行連續反應生成六氟磷酸鋰,該生產方法具備工況溫和產率高,大規模生產成本低、對設備要求低等優勢,適用于液態六氟磷酸鋰生產,天賜材料、石大勝華等企業均采取有機溶劑法。氟化氫溶劑法則是將LiF溶于無水氟化氫中,制備出均相的LiF溶液,再將PF5氣體引入到LiF溶液中生產六氟磷酸鋰,該工藝簡單,結晶后雜質含量少,純度高,要對設備要求高,且生產成本也較高,更適用于對純度要求更高的固態六氟磷酸鋰生產,多氟多、南高峰等企業采取氟化氫溶劑法。

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資料參考:智研咨詢:《2023-2029年中國六氟磷酸鋰行業發展模式分析及市場需求預測報告》

 

 

 

四、六氟磷酸鋰的篩分

六氟磷酸鋰是一種白色結晶或粉末;潮解性強,易溶于水,還可溶于低濃度甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、碳酸酯等有機溶劑。主要用作鋰離子電池電解質材料。相對密度:1.50g/cm3,熔點:200℃。六氟磷酸鋰暴露在空氣中或加熱時極易分解,由于水蒸氣的作用而迅速分解,放出PF5而產生白色煙霧,對眼睛、皮膚,特別是對肺部有侵蝕作用。

(資料來源:百度百科)

 

六氟磷酸鋰的篩分選用的是旋振篩或超聲旋振篩。

 

需要注意的是:

1. 篩機密封性

由于該物料對人體有一定的危害,所以對于篩分設備的密封要求十分嚴格。我們采用上蓋和篩框一體的結構,外部采用束環加壓桿兩種方式密封。

 

2. 密封條的材質

由于該物料不能與橡膠、硅膠等材質直接接觸,所以我們專門定制了氟橡膠的材質來替換常規的硅膠密封條。

 

3. 篩網結構

常規的旋振篩篩網是不銹鋼粘接網,由于該物料里的氟化氫會對所有的膠水產生反應,使其脫落,所以我們采用法蘭的結構。

 

4. 超聲裝置

根據客戶的篩分目數,可以選擇加裝超聲清網裝置。超聲清網方式不會對原物料造成污染,且大大提高物料過網效率,提高產量。除此之外,我們還可以定制法蘭的超聲網架。

 

5. 氣體保護

大多篩分六氟磷酸鋰的現場,客戶會往篩機內部充氮氣,我們可以加裝進氣口和出氣口。篩機內部充氣0.02兆帕,保壓30分鐘,內部剩余0.01兆帕。內部壓力建議不高于0.025兆帕。

 

6. 定制化服務

在六氟磷酸鋰的物料篩分,我們有著成熟的篩分經驗。我們可以根據客戶需求提供定制化篩分方案。



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