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美国恩波利亚大学好吗:鋰電池電解液的危害處理方法

恩波利vs米兰 www.sbomdu.com.cn 鋰電池電解液是恩波利vs米兰的“血液”,在電池中正負極之間起到傳導電子的作用,是鋰離子電池獲得高電壓、高比能等優點的保證。電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質鋰鹽(六氟磷酸鋰,LiFL6)、必要的添加劑等原料,在一定條件下,按一定比例配制而成的。

鋰電池電解液

①健康危害

侵入途徑:吸入、食入、經皮吸收。

健康危害:本品為輕度刺激劑和麻醉劑。吸入后引起頭痛、頭昏、虛弱、惡心、呼吸困難等。液體或高濃度蒸氣有刺激性??詵碳の賦Φ?。皮膚長期反復接觸有刺激性。

②毒理學資料及環境行為

毒性:估計能通過胃腸道、皮膚和呼吸道進入機體表現為中等度毒性。刺激性比碳酸二甲酯大。

急性毒性:LD501570mg/kg(大鼠經口);人吸入20mg/L(蒸氣)&TImes;10分鐘,流淚及鼻粘膜刺激。

生殖毒性:倉鼠腹腔11.4mg/kg(孕鼠),有明顯致畸胎作用。

危險特性:易燃,遇明火、高熱有引起燃燒的危險。其蒸氣比空氣重,能在較低處擴散到相當遠的地方,遇明火會引著回燃。

燃燒(分解)產物:一氧化碳、二氧化碳。

電解液的處理技術

1、液氮條件下回收電解液

童東革在鋰電池回收過程中處理電解液采用碳酸丙烯酯(PC)回收電解質;PC的脫出速率最大,2h后可將電解質完全脫出。為了避免發生火災和爆炸,在液氮?;は?,將廢電池切開,取出活性物質。將活性物質置于PC等電解質溶劑中浸泡一段時間,以浸出電解質,然后在惰性氣氛中過濾。PC可回收,重復使用多次?;厥盞牡緗庵矢萸榭黿寫炕?,回收LiPF6。

2、高溫熱解揮發電解液

現階段大多實驗研究對電解液的重視不夠,采用高溫熱解或焙燒鋰電池,由于電解液的熱解溫度較低(180C左右),任由電解液自由分解揮發,電解液在熱解過程中生成HF,LiF等有毒氣體,在大規模鋰電池回收過程中,需要加大對尾氣的二次處理。

3、堿溶液處理

趙東江等采用稀堿水浸泡單體電池,電解液生成的HF會發生如下反應:HF

+NaOH→NaF+H20,再對電池進行粉碎處理,此種處理方法可以有效減少HF的產生,但是不能實現含氟電解液的回收。

4、NMP處理電解液

液態的電解液分散吸附于電極和隔膜的空隙中,因此,可選擇適當的溶劑[乙腈、N-甲基吡咯烷酮(NMP)]在50C時浸出,將固形物與溶劑分離后,通過減壓蒸餾回收循環利用溶劑,剩余的則是純電解質。減壓蒸餾的溶劑,沸點應低于電解質鋰鹽的分解溫度(約80C),并且應當是無水操作。按此種方法可以以經濟環保的手段,獲取電解液最大的回收價值。

有機溶劑是電解液的主體部分,與電解液的性能密切相關,一般用高介電常數溶劑與低粘度溶劑混合使用;常用電解質鋰鹽有高氯酸鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰等,但從成本、安全性等多方面考慮,六氟磷酸鋰是商業化鋰離子電池采用的主要電解質;添加劑的使用尚未商品化,但一直是有機電解液的研究熱點之一。

自1991年鋰離子電池電解液開發成功,鋰離子電池很快進入了筆記本電腦、手機等電子信息產品市場,并且逐步占據主導地位。目前鋰離子電池電解液產品技術也正處于進一步發展中。在鋰離子電池電解液研究和生產方面,國際上從事鋰離子電池專用電解液的研制與開發的公司主要集中在日本、德國、韓國、美國、加拿大等國,以日本的電解液發展最快,市場份額最大。

國內常用電解液體系有EC+DMC、EC+DEC、EC+DMC+EMC、EC+DMC+DEC等。不同的電解液的使用條件不同,與電池正負極的相容性不同,分解電壓也不同。電解液組成為lmol/L LiPF/EC+DMC+DEC+EMC,在性能上比普通電解液有更好的循環壽命、低溫性能和安全性能,能有效減少氣體產生,防止電池鼓脹。EC/DEC、EC/DMC電解液體系的分解電壓分別是4.25V、5.10V。

據Bellcore研究,LiPF/EC+DMC與碳負極有良好的相容性,例如在LixC6/LiMnO4電池中,以LiPF/EC+DMC為電解液,室溫下可穩定到4.9V,55℃可穩定到4.8V,其液相區為-20℃~130℃,突出優點是使用溫度范圍廣,與碳負極的相容性好,安全指數高,有好的循環壽命與放電特性。

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