锂電池電解液的危害處理方法

TIME: 2019-12-02 锂電池百科

锂電池電解液是锂離子電池的“血液”，在电池中正负极之间起到传导电子的作用，是锂離子電池获得高电压、高比能等优点的保证。電解液一般由高純度的有機溶劑、電解質锂鹽（六氟磷酸锂，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。

①健康危害

侵入途徑：吸入、食入、經皮吸收。

健康危害：本品爲輕度刺激劑和麻醉劑。吸入後引起頭痛、頭昏、虛弱、惡心、呼吸困難等。液體或高濃度蒸氣有刺激性。口服刺激胃腸道。皮膚長期反複接觸有刺激性。

②毒理學資料及環境行爲

毒性：估計能通過胃腸道、皮膚和呼吸道進入機體表現爲中等度毒性。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分鍾，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）産物：一氧化碳、二氧化碳。

電解液的处理技术

1、液氮条件下回收電解液

童东革在锂电池回收过程中处理電解液采用碳酸丙烯酯（PC）回收电解质；PC的脱出速率最大，2h后可将电解质完全脱出。为了避免发生火灾和爆炸，在液氮保护下，将废电池切开，取出活性物质。将活性物质置于PC等电解质溶剂中浸泡一段时间，以浸出电解质，然后在惰性气氛中过滤。PC可回收，重复使用多次。回收的电解质根据情况进行纯化，回收LiPF6。

2、高温热解挥发電解液

现阶段大多实验研究对電解液的重视不够，采用高温热解或焙烧锂电池，由于電解液的热解温度较低（180C左右），任由電解液自由分解挥发，電解液在热解过程中生成HF，LiF等有毒气体，在大规模锂电池回收过程中，需要加大对尾气的二次处理。

3、堿溶液處理

赵东江等采用稀碱水浸泡单体电池，電解液生成的HF会发生如下反应：HF

+NaOH→NaF+H20，再对电池进行粉碎处理，此种处理方法可以有效减少HF的产生，但是不能实现含氟電解液的回收。

4、NMP处理電解液

液态的電解液分散吸附于电极和隔膜的空隙中，因此，可选择适当的溶剂[乙腈、N-甲基吡咯烷酮（NMP）]在50C时浸出，将固形物与溶剂分离后，通过减压蒸馏回收循环利用溶剂，剩余的则是纯电解质。减压蒸馏的溶剂，沸点应低于电解质锂盐的分解温度（约80C），并且应当是无水操作。按此种方法可以以经济环保的手段，获取電解液最大的回收价值。

有机溶剂是電解液的主体部分，与電解液的性能密切相关，一般用高介电常数溶剂与低粘度溶剂混合使用；常用电解质锂盐有高氯酸锂、六氟磷酸锂、四氟硼酸锂等，但从成本、安全性等多方面考虑，六氟磷酸锂是商业化锂離子電池采用的主要电解质；添加剂的使用尚未商品化，但一直是有机電解液的研究热点之一。

自1991年锂離子電池電解液开发成功，锂離子電池很快进入了笔记本电脑、手机等电子信息产品市场，并且逐步占据主导地位。目前锂離子電池電解液产品技术也正处于进一步发展中。在锂離子電池電解液研究和生产方面，国际上从事锂離子電池专用電解液的研制与开发的公司主要集中在日本、德国、韩国、美国、加拿大等国，以日本的電解液发展最快，市场份额最大。

国内常用電解液体系有EC+DMC、EC+DEC、EC+DMC+EMC、EC+DMC+DEC等。不同的電解液的使用条件不同，与电池正负极的相容性不同，分解电压也不同。電解液组成为lmol/L LiPF/EC+DMC+DEC+EMC，在性能上比普通電解液有更好的循环寿命、低温性能和安全性能，能有效减少气体产生，防止电池鼓胀。EC/DEC、EC/DMC電解液体系的分解电压分别是4.25V、5.10V。

据Bellcore研究，LiPF/EC+DMC与碳负极有良好的相容性，例如在LixC6/LiMnO4电池中，以LiPF/EC+DMC为電解液，室温下可稳定到4.9V，55℃可稳定到4.8V，其液相区为-20℃~130℃，突出优点是使用温度范围广，与碳负极的相容性好，安全指数高，有好的循环寿命与放电特性。

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