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【论坛回顾】东庚先进反应与分离技术,助力锂电产业高纯绿色低碳发展

作者:   时间:2022-07-08   浏览次数:146

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论坛演讲回顾------首届中国新材料(锂电化学品)财富论坛

6月28日,首届中国新材料(锂电化学品)财富论坛在泉城济南举行,上海东庚化工技术有限公司总经理康小玲受邀参与了会议,并做了题为《锂电化学品—东庚化工先进反应和分离技术的解决方案》的汇报演讲,从产业背景,模块化反应分离技术,以及东庚化工生产技术案例三方面做了分享,受到了热烈欢迎。

  

01 锂电化学品产业背景

在双碳目标下,随着大型移动设备(例如新能源汽车等)、储能电站及其它便携式充电设备的日益普及,锂离子电池正逐步占领化学电源市场的主导地位。

选择绿色工艺、碳排放更低的原材料是电池产业链重要的选择。锂电材料大多属于碳耗型,有望迎来减排红利;可以毫不夸张的说,未来十年,能否在动力电池产业链中的低碳转型中掌握主动权,将决定企业能否保持行业竞争力。

传统间歇反应以及纯化手段面对日益增大的装置规模、更高的产品纯度要求、更低的能耗指标时遇到“瓶颈”。随着下游产业的迅速扩大,锂电产业面临更高的挑战,对反应和分离工艺也提出了更严格的要求。

02 模块化反应分离技术


锂电池电解液相当于锂电池的“血液”,对于电池性能起着关键作用。为了满足不同电池性能的要求,如能量密度、高低温稳定性、循环寿命等,东庚基于不同产品的物性特征、化工单元操作的应用特点,利用东庚专有的模块化反应与高效分离提纯技术,为碳酸酯系列产品反应与纯化技术提供稳定、完整、低能耗、超纯的解决方案,达到单台设备年产数万吨的生产。

东庚的反应分离技术储备涵盖了锂电池的所有关键部分,除了在碳酸酯(EC/DMC/EMC/DEC/VC/FEC)方向我们拥有诸多业绩之外,东庚还在氰化物(腈类/普鲁士蓝/普鲁士白)、氟化物(LIFSI/氟醚)、硫化物、聚丙烯酸/丙烯腈、硅烷等领域拥有大量的经验与专利技术。其中主要的模块化装置技术有环流反应模块、大通量微反应模块、精馏/蒸发/萃取/结晶/膜分离等多功能耦合模块,中试规模可达到10-1000t/a,快速高效地服务我们的客户,为锂电化学品产业化贡献力量。

为应对锂电化学品技术快速迭代及高质量产品的要求,东庚化工宁夏宁东中试基地可进行中试验证工作,完善工艺条件及验证工艺及设备稳定性。

快速完成中试工作,减少工业化过程中的技术风险

中试模块技术先进,可生产高品质产品

中试基地现有多种反应和分离模块,满足不同的工艺需求

中试验证快速高效,中试验成本低,锂电化学品可短时间推向市场

03 东庚化工工艺技术应用

碳酸酯类化学品具有介电常数高、粘度低、粘度低、价格低廉等优点,是当前商品锂离子电池电解液的主流溶剂与添加剂。碳酸酯可以通过二氧化碳和环氧化合物反应,进而消耗二氧化碳,进一步减少碳排放。

东庚技术突破碳酸二甲酯(DMC)提纯能耗大关

使用DMC作为电解液溶剂的电池能够提供更高的电流密度以及更强的抗氧化性能,使电池具有更好的导电性和更长的寿命。随着锂离子电池的发展,对电解液溶剂的纯度要求越来越高,因此电池级DMC无论在规模、还是品质上都有较大的提升空间。

目前,市场上所需求的高品质电池级DMC产品,不仅要求DMC的质量浓度高于99.99%,且甲、乙醇总含量与水分含量均小于20ppm。传统工艺采用精馏法所得到的DMC产品不仅能耗高、技术不成熟、难以实现大规模稳定生产,而且产品中含有大量的甲醇、乙醇、水分等杂质,严重影响锂离子电池的充放电容量与次数,减少了电池使用寿命。为了满足技术需求,就需要提升电解液的品质,因此必须进一步脱除DMC中的甲醇、乙醇及水分等杂质,可见稳定低能耗的分离技术非常重要。

通过东庚化工专有的熔融结晶纯化手段(以2万吨产能为例),将99.8% 纯度的DMC提高到99.99%,所需电耗约500kwh;反观采用传统纯化手段,所需蒸汽单耗大于5.5t/t 产品。

高纯碳酸酯除DMC外,其它碳酸酯如碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯也可通过降膜熔融结晶实现大规模粗产品的纯化。根据不同的进料纯度进行熔融结晶处理,均可得到高纯度的碳酸酯产品,满足电子化学品对纯度的需求。

综上可见,东庚的熔融结晶技术在锂电化学品的提纯方面有高度的适用性,可以为企业降低产品的能耗和综合成本,对于节能减排也大有裨益,助力锂电行业绿色低碳发展。

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