專利名稱：鋰離子二次電池電解液的精制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池制造技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種鋰離子二次電池電解液的除雜方法背景技術(shù)目前，鋰二次電池由于工作電壓高(3.6V)，體積小，質(zhì)量輕，無(wú)記憶效應(yīng)，無(wú)污染，自放電小，循環(huán)壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，在移動(dòng)電話、攝像機(jī)、筆記本電腦、便攜式電器上獲得廣泛應(yīng)用。
鋰離子所用材料主要有外殼、正極材料、負(fù)極材料、電解液隔膜等。其中鋰離子二次電池用電解液為非水溶液，溶劑為鏈狀碳酸酯(如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、甲基乙酸酯、乙基乙酸酯)和環(huán)狀碳酸脂(乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯)，溶質(zhì)為六氟磷酸鋰、高氯酸鋰、四氟硼酸鋰等。以及為改善電池性能而添加的添加劑。非水溶液對(duì)游離酸、水份含量要求較高，由于鋰離子電池的電壓高達(dá)3-4V，而水的分解電壓是1.23V，若電解液中含有高的水份，在高電壓充放電下分解，會(huì)造成電池性能劣化。而電解液中游離酸過(guò)高，如氫氟酸會(huì)與鋰離子形成氟化鋰，在充放電過(guò)程，負(fù)極界面形成阻隔，導(dǎo)致電池內(nèi)阻增大，也影響負(fù)極材料鋰離子正常嵌入和脫嵌，影響電池的性能。因此電解液中的游離酸要求在100ppm以下，最好達(dá)到50ppm以下，水份含量要求在30ppm以下，最好達(dá)到15ppm以下。
在生產(chǎn)過(guò)程，由于以下多方面的原因，會(huì)導(dǎo)致電解液中水份、游離酸偏高，影響電池的性能。
(1)干燥環(huán)境劣化；(2)儲(chǔ)存設(shè)備密封性能差；(3)使用溶劑水份偏高；(4)使用的鋰鹽水份和游離酸偏高；(5)其它原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)以上技術(shù)問(wèn)題，尋求了一種降低鋰離子二次電池電解液中游離酸和水份的加工方法，解決電解液中水份和游離酸偏高的問(wèn)題。
本發(fā)明是通過(guò)如下方法得以實(shí)現(xiàn)1.電解液脫酸電解液主要組成為有機(jī)碳酸酯和鋰鹽，帶入游離酸的主要是鋰鹽，以目前常用的六氟磷酸鋰為例，其中氫氟酸含量要求在150ppm以下，最好在100ppm，如果氫氟酸含量嚴(yán)重超標(biāo)，可以加入以下氧化物與氫氟酸形成難溶性氟化物或者生成氣體揮發(fā)出來(lái)。
如加入氧化鎂
2、電解液脫水電解液通過(guò)脫酸處理后，水份含量增加到50-100ppm，而電解液的水份含量要求在30ppm以下，最好在15ppm以下。對(duì)于水份超標(biāo)的電解液或者脫酸后水份高的電解液進(jìn)行脫水處理。
本發(fā)明采用的脫水劑在電解液中不溶解，同時(shí)不帶入其它雜質(zhì)。
脫水過(guò)程主要為物理吸附。
本發(fā)明采用如下技術(shù)措施鋰離子二次電池電解液的精制方法，采用加入脫酸劑除酸，加入脫水劑除水。脫酸方法是在電解液中加入不溶于電解液又能與游離酸發(fā)生反應(yīng)形成沉淀物或者揮發(fā)物的脫酸劑；脫水方法是在電解液中加入不溶于電解液又能吸附水的脫水劑。
本發(fā)明還可以采用如下技術(shù)措施上述的電解液的精制方法其特點(diǎn)是脫酸劑為鋁、鎂、硅、鈣、鋇的氧化物以及它們的一種或多種化合物或混合物，如Ai2O3、MgO、BaO、SiO2、CaO、xAi2O3·ySiO2、xAi2O3·yMgO·zSiO2。脫酸劑的加入量為電解液重量的0.5-20％。
脫水劑為活性炭、鋰化分子篩、活性氧化鋁、硅膠、硫酸鈣，脫水劑的加入量為電解液重量的5-30％。
上述的電解液的精制方法其特點(diǎn)是脫酸的溫度為10-50℃，時(shí)間為5-60分鐘。
上述的電解液的精制方法其特點(diǎn)是脫水的溫度為10-50℃，時(shí)間為30分鐘至24小時(shí)。
本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果當(dāng)上述某種原因引起一批電解液產(chǎn)品游離酸和水份超標(biāo)而導(dǎo)致電池性能劣化不能使用時(shí)，通過(guò)對(duì)電解液的脫酸、脫水處理，使電解液仍能滿足電池行業(yè)的要求，提高電解液產(chǎn)品的合格率，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
具體實(shí)施例下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于本實(shí)施例實(shí)施例一電解液為PC∶EC∶DEC＝1∶3∶6；LiPF6為1mol/L，其中水份為17ppm，游離酸為350ppm。取上述電解液50ml，加入5％的xAl2O3·yMgO·zSiO2，在常溫下反應(yīng)15分鐘，進(jìn)行脫酸處理，處理后氫氟酸為31ppm。
實(shí)施例二電解液為PC∶EC∶DEC＝1∶3∶6；LiPF6為1mol/L，其中水份為17ppm，游離酸為350ppm。取上述電解液50ml，加入3％的Al2O3，在常溫下反應(yīng)15分鐘，進(jìn)行脫酸處理，處理后氫氟酸為25ppm。
實(shí)施例三電解液為PC∶EC∶DEC＝1∶3∶6；LiPF6為1mol/L，其中水份為17ppm，游離酸為350ppm。取上述電解液50ml，加入2％的MgO，在常溫下反應(yīng)15分鐘，進(jìn)行脫酸處理，處理后氫氟酸為27ppm。
實(shí)施例四電解液為EC∶DEC＝1∶1；LiPF6為1mol/L，其中水份為94ppm，游離酸為8.5ppm。取上述電解液250ml，加入10％的鋰化分子篩，在常溫下脫水，每隔一小時(shí)晃動(dòng)一次，3小時(shí)降至43ppm，6小時(shí)降至18ppm，9小時(shí)降至13ppm.
實(shí)施例五電解液為EC∶DEC＝1∶1；LiPF6為1mol/L，其中水份為94ppm，游離酸為8.5ppm。取上述電解液250ml，加入10％的活性氧化鋁，在常溫下脫水，每隔一小時(shí)晃動(dòng)一次，3小時(shí)降至51ppm，6小時(shí)降至23ppm，9小時(shí)降至14ppm。
權(quán)利要求
1.鋰離子二次電池電解液的精制方法，加入脫酸劑除酸，加入脫水劑除水，其特征在于1.1在電解液中加入不溶于電解液又能與游離酸發(fā)生反應(yīng)形成沉淀物或者揮發(fā)物的脫酸劑；1.2在電解液中加入不溶于電解液又能吸附水的脫水劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于脫酸劑為鋁、鎂、硅、鈣、鋇的氧化物以及它們的一種或多種化合物或混合物，脫酸劑加入量為電解液重量的0.5-20％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于脫水劑為活性炭、鋰化分子篩、活性氧化鋁、硅膠、硫酸鈣，脫水劑的加入量為電解液重量的5-30％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2的方法，其特征在于脫酸的溫度為10-50℃，時(shí)間為5-60分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和3的方法，其特征在于脫水的溫度為10-50℃，時(shí)間為30分鐘至24小時(shí)。
全文摘要
鋰二次電池電解液的精制方法屬于鋰離子電池制造技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明加入脫酸劑除酸,脫酸劑為鋁、鎂、硅、鈣、鋇的氧化物以及它們的一種或多種化合物或混合物。脫酸劑加入量為電解液重量的0.5－20%,脫酸溫度10－50℃,時(shí)間5－60分鐘。在電解液中加入脫水劑除水,脫水劑為活性炭、鋰化分子篩、活性氧化鋁、硅膠、硫酸鈣,脫水劑的加入量為電解液重量的5－30%,脫水溫度10－50℃,時(shí)間為30分鐘至24小時(shí)。本發(fā)明對(duì)電解液的脫酸、脫水處理,降低了電解液中水份和酸的含量,使電解液中酸含量降至30ppm以下,水份含量降至20ppm以下,提高了電解液產(chǎn)品的質(zhì)量和合格率。
文檔編號(hào)H01M10/40GK1339845SQ01141438
公開(kāi)日2002年3月13日 申請(qǐng)日期2001年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月25日
發(fā)明者馮銳, 孫新華, 趙慶云 申請(qǐng)人:天津化工研究設(shè)計(jì)院