【論壇回顧】東庚*反應與分離技術,助力鋰電產業高純綠色低碳發展
6月28日,首屆中國新材料(鋰電化學品)財富論壇在泉城濟南舉行,上海東庚化工技術有限公司總經理康小玲受邀參與了會議,并做了題為《鋰電化學品—東庚化工*反應和分離技術的解決方案》的匯報演講,從產業背景,模塊化反應分離技術,以及東庚化工生產技術案例三方面做了分享,受到了熱烈歡迎。
鋰電化學品產業背景
在雙碳目標下,隨著大型移動設備(例如新能源汽車等)、儲能電站及其它便攜式充電設備的日益普及,鋰離子電池正逐步占領化學電源市場的主導地位。
選擇綠色工藝、碳排放更低的原材料是電池產業鏈重要的選擇。鋰電材料大多屬于碳耗型,有望迎來減排紅利;可以毫不夸張的說,未來十年,能否在動力電池產業鏈中的低碳轉型中掌握主動權,將決定企業能否保持行業競爭力。
傳統間歇反應以及純化手段面對日益增大的裝置規模、更高的產品純度要求、更低的能耗指標時遇到“瓶頸"。隨著下游產業的迅速擴大,鋰電產業面臨更高的挑戰,對反應和分離工藝也提出了更嚴格的要求。
模塊化反應分離技術
鋰電池電解液相當于鋰電池的“血液",對于電池性能起著關鍵作用。為了滿足不同電池性能的要求,如能量密度、高低溫穩定性、循環壽命等,東庚基于不同產品的物性特征、化工單元操作的應用特點,利用東庚專有的模塊化反應與高效分離提純技術,為碳酸酯系列產品反應與純化技術提供穩定、完整、低能耗、超純的解決方案,達到單臺設備年產數萬噸的生產。
東庚的反應分離技術儲備涵蓋了鋰電池的所有關鍵部分,除了在碳酸酯(EC/DMC/EMC/DEC/VC/FEC)方向我們擁有諸多業績之外,東庚還在氰(化)物(腈類/普魯士藍/普魯士白)、氟化物(LIFSI/氟醚)、硫化物、聚丙烯酸/丙烯腈、硅烷等領域擁有大量的經驗與專-利技術。其中主要的模塊化裝置技術有環流反應模塊、大通量微反應模塊、精餾/蒸發/萃取/結晶/膜分離等多功能耦合模塊,中試規模可達到10-1000t/a,快速高效地服務我們的客戶,為鋰電化學品產業化貢獻力量。
為應對鋰電化學品技術快速迭代及高質量產品的要求,東庚化工寧夏寧東中試基地可進行中試驗證工作,完善工藝條件及驗證工藝及設備穩定性。
快速完成中試工作,減少工業化過程中的技術風險
中試模塊技術*,可生產高品質產品
中試基地現有多種反應和分離模塊,滿足不同的工藝需求
中試驗證快速高效,中試驗成本低,鋰電化學品可短時間推向市場
東庚化工工藝技術應用
碳酸酯類化學品具有介電常數高、粘度低、粘度低、價格低廉等優點,是當前商品鋰離子電池電解液的主流溶劑與添加劑。碳酸酯可以通過二氧化碳和環氧化合物反應,進而消耗二氧化碳,進一步減少碳排放。
東庚技術突破碳酸二甲酯(DMC)提純能耗大關
使用DMC作為電解液溶劑的電池能夠提供更高的電流密度以及更強的抗氧化性能,使電池具有更好的導電性和更長的壽命。隨著鋰離子電池的發展,對電解液溶劑的純度要求越來越高,因此電池級DMC無論在規模、還是品質上都有較大的提升空間。
目前,市場上所需求的高品質電池級DMC產品,不僅要求DMC的質量濃度高于99.99%,且甲、乙醇總含量與水分含量均小于20ppm。傳統工藝采用精餾法所得到的DMC產品不僅能耗高、技術不成熟、難以實現大規模穩定生產,而且產品中含有大量的甲醇、乙醇、水分等雜質,嚴重影響鋰離子電池的充放電容量與次數,減少了電池使用壽命。為了滿足技術需求,就需要提升電解液的品質,因此必須進一步脫除DMC中的甲醇、乙醇及水分等雜質,可見穩定低能耗的分離技術非常重要。
通過東庚化工專有的熔融結晶純化手段(以2萬噸產能為例),將99.8% 純度的DMC提高到99.99%,所需電耗約500kwh;反觀采用傳統純化手段,所需蒸汽單耗大于5.5t/t 產品。
高純碳酸酯除DMC外,其它碳酸酯如碳酸乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、氟代碳酸乙烯酯也可通過降膜熔融結晶實現大規模粗產品的純化。根據不同的進料純度進行熔融結晶處理,均可得到高純度的碳酸酯產品,滿足電子化學品對純度的需求。
綜上可見,東庚的熔融結晶技術在鋰電化學品的提純方面有高度的適用性,可以為企業降低產品的能耗和綜合成本,對于節能減排也大有裨益,助力鋰電行業綠色低碳發展。