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解析電解液的水分控制及刺激性放防治
閱讀：2881 發(fā)布時間：2016-12-21電池行業(yè)在行業(yè)中我們先先說下電解液的檢驗指標，主要有：水分、酸度、色度、密度、電導(dǎo)率等。
其中zui容易變化的指標是酸度和水分，因為水分與LIPF6的反應(yīng)會導(dǎo)致酸的生成，而水份又無處不在，電解液生產(chǎn)、運輸、使用中稍有問題，水分就上來了，畢竟那只有百萬分之幾的底子，稍一接觸空氣，水分就不合格了。而水分不合格，它遲早會轉(zhuǎn)化為HF，酸度也自然就不合格了。在密封環(huán)境中，可能出現(xiàn)水分下降且酸度上升的情況，就是這個原因。因此，電解液的水分控制，是一個非常值得關(guān)注的問題，解決了水分，酸度就相對好解決了。我們在大量的實踐中發(fā)現(xiàn)，一般而言，電解液生產(chǎn)廠都了解這種利害關(guān)系，對水分的管控很嚴，從鋰鹽檢測、溶劑脫水，添加劑處理，制造流程中很多環(huán)節(jié)嚴陣以待，仔細檢查，因此，水分管控都做得比較好。
管控好水分之后，酸度主要來自于鋰鹽和添加劑。只要來料認真檢測，鋰鹽的酸度即使國內(nèi)供應(yīng)商也可以滿足要求，只要管好生產(chǎn)環(huán)節(jié)就行，其技巧很多年前行業(yè)內(nèi)都知道了，即控制電解液中加入鋰鹽的速度和溫度。前者通過加料速度來控制，后者通過強制冷卻來實現(xiàn)，因此，電解液調(diào)配釜都是帶有致冷夾套并可以調(diào)節(jié)釜溫。通常，這樣努力之后，電解液生產(chǎn)出來的水分能夠達到行業(yè)要求的20PPM以下，酸度50PPM以下。隨之通過快速接頭灌裝到密閉不銹鋼桶中，充填高度干燥的氮氣或氬氣保護，從頭到尾沒有暴露到空氣中的環(huán)節(jié)，比較少有水分超標、電解液刺激性氣味等問題。但是，在客戶那邊使用電解液，其環(huán)境就千差萬別了，很多的問題就產(chǎn)生在此。碰到zui多的問題，一是刺激性氣味，一是脹氣或低容。前者是由于電解液中揮發(fā)出的HF、POF3、溶劑等構(gòu)成的復(fù)雜刺激性成分，在有限的空間中聚集，沒有及時擴散出去導(dǎo)致刺激性氣味。這一現(xiàn)象在夏天特別明顯，主要也是由于夏天氣溫高（濕度也大，但或許不是主因），溶劑揮發(fā)明顯，攜帶出來的刺激物比較多而導(dǎo)致，到冬天由于環(huán)境溫度低，電解液的揮發(fā)性小了，這一現(xiàn)象就大大緩解。
鋰電池行業(yè)特別是一些條件較差的廠，這一方面的意識比較淡薄，生產(chǎn)管理人員對電解液的使用方面也經(jīng)驗不夠，如何排放廢氣，如何避免電解液在使用中水分超標，如何處理廢電解液都不太懂，結(jié)果車間內(nèi)電解液氣味濃厚，工人們文化程度不高，對這些也往往不懂，發(fā)現(xiàn)刺激物導(dǎo)致眼睛紅腫，皮膚起紅點了才去看病處理，這時污染就比較嚴重了。而且，HF這類刺激物產(chǎn)生的傷害往往比較大，輕則不適，重則傷殘（如皮膚長時間接觸電解液），不能不注意。
刺激源主要來自于兩個環(huán)節(jié)：注液和化成注液多數(shù)廠都在手套箱內(nèi)進行，但很多單位使用的手套箱是一種簡易手套箱，即用轉(zhuǎn)輪除濕機提供干燥空氣，對密封手套箱提供保護氣氛。但為了轉(zhuǎn)移電池，很多手套箱都設(shè)置有便于開啟的門，難以做到嚴格的氣密性。很多密封膠條被電解液腐蝕后沒有及時更換，門拴位置沒有嚴格密封。更有甚者，操作工戴的手套破損，這都給濕氣進入手套箱中提供了大量的機會。
解決刺激性氣味的辦法很簡單：
1.加強通風(fēng)，特別是化成室、注液室的通風(fēng)，必要時要提升除濕機的功率和除濕能力。
2.將帶有電解液的廢棄物及時密閉處理，防止其自由擴散或泄露。這方面的原因太多，還是用思維導(dǎo)圖表現(xiàn)更清晰一些。
主要的原則是：
1.確保注液環(huán)境的高度干燥，露點在－45℃以下，越低越好。電解液在此暴露的時間越短越好（不要小看電解液的吸濕能力，如果在普通室內(nèi)，空氣不是干燥的，30秒鐘足以讓電解液水分高到嚴重不合格，這也是為電池品質(zhì)考慮）。
2.確保注液或化成環(huán)境的廢氣別進入操作人員空間，保證手套箱不泄漏，化成廢氣及時帶走。保護員工健康是企業(yè)家的良心與責(zé)任。
解決了注液環(huán)節(jié)的露點，控制了電解液的揮發(fā)，同時也自然就保證了水分遠離電解液。電解液中水分低了，由于水分酸度高而導(dǎo)致電池脹氣、低容的現(xiàn)象也自然得到了解決，一舉兩做過化成工藝的人都知道，實際產(chǎn)生的氣體比這個要多很多，主要還有正極、負極、隔膜等部件也會帶入水分，電解液注液（包括倒吸等系列操作）帶入的水分就更多；另外，添加劑在化成時成膜也會產(chǎn)生一定的氣體。使得zui終產(chǎn)氣會遠超這一計算數(shù)字，但這一計算可以說明，電解液本身攜帶的水分不是產(chǎn)氣的主要原因。但是，產(chǎn)氣也可以繼續(xù)細分下去，由于氫氟酸、水分等電解產(chǎn)生氫氣，其過程必須伴隨著這些雜質(zhì)對電極的傷害，雖然化成（電解）過程可以除去他們，但傷害已經(jīng)造成，這一類的產(chǎn)氣，可以稱之為有害雜質(zhì)產(chǎn)氣。而添加劑成膜時在負極上發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體是副產(chǎn)物，這一類的產(chǎn)氣，可以稱之為有益物質(zhì)產(chǎn)氣。如果能夠區(qū)分出產(chǎn)氣的比例，則可以估算電解液中有害雜質(zhì)的產(chǎn)氣比例，或許對評價電池制程的水平是有用的。