六氟磷酸钾用作锂电池电解液的技术现状

来源：维多利亚3308  日期：2019-07-15 13:09  浏览量：次

　　六氟磷酸钾用作锂电池电解液的技术现状。锂电池电解液核心材料六氟磷酸锂(LiPF6)的研究，一直是业界的一个热点。六氟磷酸锂的合成方法主要有气-固反应法、氟化氢(HF)溶剂法、有机溶剂法和离子交换法等。工业上，氟化氢溶剂法为主，有机溶剂法次之。

　　六氟磷酸钾用作锂电池电解液的技术现状

　　1.气-固反应法

　　气-固反应法是较早的合成方法之一。该方法是将经无水氟化氢(HF)处理后的多孔氟化锂(LiF)固体或LiF纳米颗粒，在高温高压条件下和五氟化磷(PF5)气体反应，直接制得产物LiPF6固体。其优点是工艺简单，易于操作，设备要求不高，但至今未应用于工业化生产。其根本原因在于传质困难，这是该方法难以克服的一个重要问题。

　　2.离子交换法

　　六氟磷酸的钠、钾、铵以及有机胺盐性质较为稳定，便于通过多种方法进行纯化。所谓离子交换法，就是用这些稳定的六氟磷酸盐的高纯物与含锂化合物在有机溶剂中通过离子交换反应制得LiPF6的一种方法。常用的锂盐有氯化锂、溴化锂、高氯酸锂、硝酸锂及醋酸锂等。

　　3.溶剂法

　　为克服气-固反应法的不足，人们研发出了溶剂法。溶剂法有无机溶剂法和有机溶剂法两类。有机溶剂法：有机溶剂法的制备过程与氟化氢溶剂法相似，其制备不同点在于，有机溶剂制备的产品纯度只有90％~95％，产品易吸附有机溶剂，进一步脱除比较困难且不易生产固体六氟磷酸锂。

　　目前，六氟磷酸钾用合成技术已经较为成熟，但其技术扩散速度明显加快，并呈现出新的趋势。从技术层面来讲，开发应用新的磷源，是氟化氢溶剂法技术发展的趋势之一。另一个值得注意的新动向是，国内外一些企业和研究单位已着手研发用廉价的无机锂盐和六氟氢酸盐合成六氟磷酸锂技术，而如何有效地重复利用废旧电池中的有价值物质未来会成为新的热点之一。

　　六氟磷酸锂的生产技术门槛较高，尤其是高纯晶体六氟磷酸锂的生产。可以说，六氟磷酸锂作为锂电池行业尖端材料，无愧于电解液的灵魂之称。六氟磷酸锂电池性质十分不稳定，60℃左右发生分解，也极易潮解，一般六氟磷酸钾产品制备时要在无水氟化氢、低烷基醚等非水溶剂中进行。

　　而且六氟磷酸锂若往锂离子电池和动力锂电池方向发展，对其纯度、稳定性、一致性要求非常高。同时，六氟磷酸锂生产过程涉及低温、强腐蚀、无水无尘等苛刻工况条件，工艺难度极大。因此，预计今后较长一段时间内，六氟磷酸锂仍然是大规模使用的唯一电解质盐分，其唯一性主要取决于组成的锂、磷、氟三种元素。

　　六氟磷酸锂作为锂电池电解液生产的最基础材料，容易被忽略，但是其粒度分布、杂质含量却制约着锂电池的发展，尤其是对于杂质含量，诸如纳、钾、铁等金属元素以及硫酸根、硝酸根等都要求在十万分之一（质量分数）以下，这使得业界不得不对六氟磷酸锂的生产工艺优化及其原料纯化技术投入更多资金。

　　六氟磷酸锂是电解液成分最重要的组成部分，约占到锂电池电解液总成本的43%。氟化工行业中，虽然传统产品同比降幅明显，但高端产品需求增长保持了强劲势头。尤其是六氟磷酸锂产销继续保持良好态势。随着未来新能源领域的持续扩张，六氟磷酸锂望迎来持续爆发。未来其它的新型锂盐有望取代六氟磷酸锂。

　　六氟磷酸钾作为锂离子电池电解质，主要用于锂离子动力电池、锂离子储能电池及其他日用电池，同时是近中期不可替代的锂离子电池电解质。