己烷三腈:推动碳酸酯电解液适应高电压

  碳酸酯电解液应用面临高压瓶颈

  电解液是电池中的重要组成部分,作为正负极材料的桥梁,目前,商业化锂离子电池电解液一般由碳酸酯类有机溶剂及六氟磷酸锂(LiPF₆)组成,通常在工作电压大于4.5V时,会发生分解,这是由于碳酸酯类溶剂在高电压下不能稳定存在,氧化电位较低,高电压下会发生氧化分解,所以会使锂离子电池的性能急剧衰降。

  为设计高比能电池正极通过采用容量更高的高镍NCM和NCA材料,负极采用高容量硅碳材料,在相同的重量下发挥出更高的容量,从而达到提升比能量的目的。但是受限于目前电解液在高电压下稳定性差,这些材料都没有得到大规模的应用。如锂镍锰氧化物(LNMO)正极材料因具有高能量密度及工作电压高、结构稳定、制备原料丰富、安全性能高等特点,是下一代高能量密度电池最有潜力的正极材料。然而其在循环过程中容量的快速衰减抑制了它的进一步发展与应用。

微信图片_20240816143955.png

  因此,提高电解液高压特性的关键在于提升溶剂和锂盐的抗氧化性能。而电解液的组分也限制了正负极材料在高电压电池中的应用。

  随着电动汽车、储能设备等对锂离子电池容量要求的不断提高,需要开发具有更高能量密度、功率密度的锂离子电池来实现长久续航及储能,而高工作电压下,电解液需要有较好的耐氧化性,电化学窗口稳定,锂离子电池才能在高电压下维持稳定循环,这就需要开发具有较宽电化学窗口、对锂盐溶解度高且低毒的新型有机溶剂。

  己烷三腈不可或缺

  1,3,6-己烷三腈,淡黄色液体,具有较宽的电化学窗口、高阳极稳定性、低黏度和高沸点、较好的高温储存和循环性能,在高电压锂离子电池电解液应用方面有着巨大优势。

  高工作电压会加剧正极界面上的电解液的氧化副反应,加剧正极的晶格氧析出和钴离子溶出,继而导致材料内部损伤和裂纹产生,会使得界面副反应持续恶化,大幅缩减电池的循环寿命。加入HTCN 电解液添加剂能够在高电压正极界面形成稳定的CEI膜,防止高温下高压有效金属离子溶解、电解质分解和氟化氢对正极的侵蚀,保护正极材料的晶体结构,从而显著提升电池在高温环境下的电化学性能,主要是HTCN分子的C≡N官能团和LCO中的Co离子之间的络合作用可以抑制电解液的分解,从而显著提升高电压电池的循环稳定性。

微信图片_20240816143958.png

  随着人们对锂离子电池续航、高温安全性能要求的增加,凭借着其具有较好的高温储存和循环性能在高电压锂电池电解液应用方面有着巨大优势,己烷三腈是不可或缺的添加剂应用将越来越多。


首届己烷三腈技术与应用研讨会

  近年来,随着新能源汽车行业的蓬勃发展,续航里程对电池性能提出了更高的要求。电解液作为电池的关键组成部分,它的性质直接决定了电池的性能和寿命。己烷三腈是一种新兴的腈类添加剂,具有高沸点、分解温度高等优越的电化学性能,作为电解液添加剂使用,可使电池在高温高压下保持良好的循环寿命,并有效减少有机碳酸酯溶剂在高电压下的分解,这使其在电解液中应用越来越受到重视。此外,己烷三腈在聚氨酯、农药等领域中的应用效果也很显著。

  作为一种新兴产品,己烷三腈在生产过程中存在原材料不易获得、涉及剧毒试剂、流程长、成本高等瓶颈,限制了其产业化应用步伐。同时,随着己二腈国产化进程加快,以己二腈为主要原料合成己烷三腈的技术路线受到行业关注,己二腈多种路线的发展为合成己烷三腈或单体开辟了短流程、低成本、高质量的新赛道。例如,丙烯腈电解二聚合成己二腈的同时,副产己烷三腈;己二酸催化氨化法合成己二腈过程中有 1-氨基-2-氰基-1-环戊烯 (ACCP)副产物生成,而 ACCP 正是合成己烷三腈的关键中间体。通过工艺创新、反应器结构调整等方式,提高己烷三腈或 ACCP 的产率,从而实现己二腈-己烷三腈多联产。

  为进一步推动己烷三腈产业化步伐,研讨己二腈-己烷三腈在技术路线创新、新能源和新材料应用以及产业链协同方面的进展,《中国化工报》社有限公司定于2024年10月9~10日在山东青岛组织召开首届己烷三腈技术和应用研讨会,研讨会拟邀请相关专家、企业代表围绕如何聚智聚势加快己烷三腈开发与应用等展开交流讨论。

  一、组织机构

  主办单位:

  《中国化工报》社有限公司

  二、时间和地点

  时间:10月9-10日(9日报到)

  地点:山东青岛

  三、主要议题

  1.丙烯腈电解制己二腈联产己烷三腈

  2.己二酸氨化制己二腈联产ACCP

  3.己二酸酯化氨化制ACCP

  4.己二腈环化制ACCP

  5.己烷三腈添加剂在电解液中的应用

  6.1-氨基-2-氰基环戊烯下游开发

  7.己烷三腈-ACCP生产成本与市场价格分析

  8.己烷三腈在异氰酸酯-聚氨酯中应用

  9.己二腈、丙烯腈合成己烷三腈

  主题报告和技术持续征集……

  四、高层座谈

  高层市场座谈

  五、会议费用

  1、每人收取会务费3800元(含餐饮费、资料费、场地费等);

  2、9月25日之前报名且汇款,优惠至3600元∕人;

  汇款信息:

  单位名称:《中国化工报》社有限公司

  开 户 行:工行北京分行六铺炕支行

  账 号:0200022309004600937

  六、联系方式

  手机:18612838579(微信)

  电话:010- 82032600

  邮箱:526441836@qq.com

640 (6).png

 (注明公司+姓名)



相关推荐

中海油常州院获批国家自然科学基金项目

  12月3日,从中海油常州涂料化工研究院有限公司获悉,近日,中海油常州院参与申报的国家自然科学基金企业创新发展联合基金重点支持项目《人工智能驱动的海洋防腐涂层材料按需逆向设计》成功立项。

2024-12-04     中化新网

王巍:奋斗者一路生“花”

  吉林石化化肥厂合成氨装置值班长王巍入职以来,一直坚守生产一线,从事化工总控工作。他刻苦钻研、谦虚谨慎,用行动告诉我们,人生惟在奋斗中一路生“花”。9月26日更是王巍人生的高光时刻,他获得了“中央企...

2024-12-04     中国化工报

新型催化剂焕发锂硫电池新生

  澳大利亚莫纳什大学科学家研制出一款超快速充电锂硫电池,这款新型电池能量密度为传统锂离子电池的两倍,但其“体重”更轻,价格更低廉,可为长途旅行电动汽车和商用无人机供电。相关论文发表于《先进能源材料》...

2024-12-04     中国化工报

中国工程院院士、中国科学院大连化学物理研究所所长刘中民:打造能源化工新体系要有“四条主线”

  能源革命、工业革命、科技革命、人工智能叠加,引发了前所未有的大变革,而能源化工行业正处于变革的起点。如何迎接变革带来的未知机遇与挑战?近日,中国工程院院士、中国科学院大连化学物理研究所(以下简称大...

2024-12-04     中国化工报

华东理工大学饱和环胺扩环反应研究获进展

近日,华东理工大学化学与分子工程学院、费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心陈宜峰教授课题组在《自然•化学》上发表了研究文章,在线报道了课题组非张力饱和环胺的多样化环扩张反应的研究新进展。

2024-12-03     中化新网

南化千吨级碳捕集项目通过验收

  11月27日,中国石化集团公司科技部对南化公司“低能耗二氧化碳捕集千吨级中试示范装置建设及优化运行”项目进行验收,经专家组讨论,一致同意该项目通过验收。

2024-12-03     中国化工报