电解液单吨成本计算及生产工艺流程

锂电池电解液一般是由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐和必要的添加剂等主要材料配置而成,其中溶剂含量最高,质量占比80%以上,添加剂占比最低,约5%。

电解液对于锂盐、溶剂、添加剂的纯度、水分和酸含量等要求较高,原料提纯和环境控制成为电解液生产过程的难点之一。

 

 

电解液的行业底部综合看成本是2万元/吨,截至2024年7月26日,据上海有色网数据显示,电解液(三元动力用)价格2.33万元/吨,近期电解液价格受碳酸锂影响呈现疲软态势。

 

电解液生产工艺流程

 

 

工艺流程简述

 

锂离子电池电解液,主要由电解质锂盐、有机溶剂、添加剂等按比例组成,电解质锂盐为六氟磷酸锂,纯度为99.95%以上;氟代碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸亚乙烯酯、1.3丙磺酸内酯液体、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯(EC)等为优良的锂离子电池电解液的有机溶剂,纯度为99.95%以上,不与电解质锂盐发生反应;碳酸亚乙烯酯(VC)为锂电池电解液添加剂,纯度为99.95%以上,不与电解质锂盐和有机溶剂发生化学反应。

电解质锂盐、有机溶剂、添加剂是按比例物理混合为锂离子电池电解液。同时由于各原辅料含有H2O以及其它少量杂质,影响产品性能。因此整个工艺流程需对各原辅料脱水除杂。

工艺过程为先将不同原料转移至脱水罐中,分别脱水除杂,再各自转移储存在对应的原料罐中,经计量泵按照所需的比例混合搅拌,冷冻降温后得出成品,最后包装。

 

生产工艺说明如下

 

(1)脱水除杂

由于碳酸丙烯酯、1.3丙烷磺酸内酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯等原辅料含有微量HF、H2O以及其它含有少有活泼氢原子的有机酸、醇、等物质,会影响产品性能,需要通过分子筛除去原料中的水和杂质,为物理过程。罐内充满氮气,脱水除杂过程约2h。

脱水除杂过程会产生废分子筛,通过打开脱水罐阀门,利用氮气产生的压力将废分子筛压出,脱水罐下部密闭接入双层塑料袋,整个过程为密闭状态。

更换分子筛时由于压力的变化产生少量有机废气及废分子筛,由于进出料抽真空而产生少量有机废气。

 

(2)计量

中间罐的料进入搅拌釜时采用泵抽取,通过泵流量计进行计量称重。由于进出料抽真空而产生少量有机废气。

 

(3)加电解质、添加质搅拌

项目所用添加质为固态碳酸乙烯酯,通过电将导热油加热,导热油通过储罐夹套间接为碳酸乙烯酯的储罐加热(不与物料直接接触)至温度80℃,保持6~8h,使原料呈液态。将液态的碳酸乙烯酯与电解质六氟磷酸锂加入搅拌釜与有机溶质混合搅拌。

 

(4)冷冻降温

原料在调配釜内经充分搅拌均匀后,通过冷却设备降温至室温以下(约10℃),冷冻水通过釜夹套维持原料温度。此过程约需1h。 由于进出料抽真空而产生少量有机废气。

 

(5)加联苯、环已苯基二次搅拌

在冷冻条件下加联苯、环已苯基进行二次搅拌,搅拌完成后即为电解液成品。

 

(6)成品灌装

包装前对包装桶进行清洗处理,再用烘箱烘干。将成品罐用不锈钢管连接至包装桶,利用氮气将成品从调配釜里压入成品包装桶,全过程为密闭状态。

 

工艺控制条件:

①碳酸乙烯酯储罐化料温度升至50℃保持6~8h。

②脱水除杂过程约2h。

③碳酸乙烯酯的原料罐的温度需保持在50℃。

④调配釜正压进料压力为0.04MPa,过程约需2h,搅拌均匀后降温至室温以下(约10℃),过程约需1h。

⑤包装桶、中间罐、储罐抽真空时采用氮气保护。

⑥储罐原料采用密闭管道通入原料罐,仓库罐装和桶装原料由手推车运至车间,其中有机溶剂利用导流管将原料吸入原料罐,六氟磷酸锂和碳酸亚乙烯酯利用氮气产生压力将原料压入搅拌釜。中间罐、储罐等之间的原料、成品输送均为管道连接,自动化控制,整个生产过程均为密闭状态,管道密闭、罐和桶密闭、设备密闭,设备内充氮气保护,最后将产品通过导流管压入成品包装桶。正常情况下不发生原料跑冒滴漏现象。发生事故性跑冒滴漏时,采取相应收集处理等应急措施。

⑦加热方式和温度。电将导热油加热,导热油通过储罐夹套间接为碳酸乙烯酯的埋地储罐加热,不与物料直接接触至温度50℃,导热油通过储罐夹套间接为碳酸乙烯酯中间罐、储罐加热,不与物料直接接触,温度50℃。碳酸甲乙酯原料储罐采用冷冻水通过罐夹套维持原料温度在5℃,其它原料均为常温。搅拌釜搅拌均匀后采用冷却水通过釜夹套将釜降温至室温以下(约10℃),过程约需1h。

 

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2024-07-29 09:15

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