
5月23日,CIBF2018 第十三届中国国际电池技术交流会展览会在深圳会展中心开幕。苏州氟特电池材料股份有限公司、华中科技大学周志彬在技术交流会上发表主题演讲。以下是演讲正文:
感谢组委会和刘博士给我这样的机会过来交流。我今天给大家汇报的题目是新型锂盐含氟磺酰的近期进展。我今天的介绍偏重于产业。因为FSI文章很多,我今天想从另外的角度给大家一些数据,欢迎大家拍砖。FSI材料不可靠,下一步所有的评价其实没有指导意义的。现在FSI没有标准,现在写FSEI的标准也是不合适的。我们不能简单从离子色谱或者某个方面去说这个数据对了,FSI就满足要求。我们发现做出来不是这么回事。
苏州福特是一个创业公司,目前在张家港扬子江化工园,占地40亩,目前的设计年产能力是1000吨LiFSI。当时是个人爱好做这件事,得到张家港江苏省和苏州市的大力支持。目前有40篇文章说这个来自于苏州福特,另外还有国外的公司,就国外的设计公司是从苏州福特买过去的,然后分装卖给别人。在这个过程中,我们其中KFSI对日本实现数百公斤的销售。我们对国内销售不多的原因是因为一个新的东西让大家认识,可能在做的过程中,我要解释精力不够。所以首先面向海外。(音)
2015年在新三板挂牌,主要是解决资金问题,目前整个设备安装,在上个月已经全部完成,我们的一期按照300度生产能力来安装的。最近第一批试生产的样品刚刚出来,整个进展顺利。
大家知道我们国家对化工的管理是非常严格的。最难的是环评、安评,特别是新产品,因为没有参考,政府的管理是非常严格的。这期间从土地达到试生产花了4年多的时间。我想这是很好的事,因为它的门槛越来越高,这样对大家的要求、行业的升级都是有好处的,现在做这样的产品不是随便能近取的,不是有钱就可以进去的。我们预计2018年9月正式投产,欢迎大家到时候和我们联系,我们从来不把事情说在前面,如果我们不能提供,我说下个月提供,这种消息都不靠谱,不靠谱的消息我们是不说的。
为什么做这件事?源于积累,我本人有这方面的爱好,像我们这个年龄的人没爱好,爱好是逼出来的,做这个事就慢慢喜欢上它了。我们1995年读硕士就开始做,做TFSI,一种聚合物,再做硼的阴离子,再做不对称的FSI衍生物,还做了其他的。在这个领域有20多年的积累。之所以做,是因为在这个领域有很多失败,失败之后就有体会。FSI定位于什么?我想它主要是用于锂离子电池,一是作为导电源,而是添加剂。它能延长寿命,对动力电池是非常重要的。现在的电池只是满足一两年的要求,现在负反应的动力学衰减刚好满足你的要求,实际上国际上说跳水,跳水是已经出问题了。这种东西是减缓负反应的动力学,我们只能说减缓。
这个合成方法是很早就有人做,你可以看到方法很多,但是做产业化的时候,像这些都是极端反应,比如氟化反应列入八大高危反应,做这个必须做安全评价。在法制上很难过,高危反应。当时认为不太可能做,我们因为喜欢试,试的有点眉目,最早在张家港做到50L、200L,后来这些设备拆掉了。其中有一点,FSI的熔点是在142度,在这之前都是120度,我们把这个文章发表出来的时候,你要说有干货,干货就提供了正确的表达数字,让大家心理有底,我拿到的样板是否可靠。当时这个数据是学生做的,也不高。后来工人做的,我们和日本同行比,这两条线是重合的。这是原始图谱,2015年、2016年,测试是145-146的峰值,如果今后拿到样品可以做测试,如果达不到这个值样品是不可靠的。
我们也做过其他的衍生物,这个图最下面的FSI是做成139,你过了熔点就分解,但是你可以上面的图,它能挺住,可以挺到200度。你真正做电化学测试的时候是两个结果,特别是长期循环的时候。另外加水进去,前提条件是FSI必须是中性的,如果FSI是酸性的,很快分解。中性加千分之三的水,没有反应,但是一旦是酸性就分解了。FSI抑制六氟磷酸锂的分解。可以看到百分比,你加的时候,85度烤30天,基本上除了1%左右分解,其他恒定不动。你单独的六氟磷酸锂电解液,85度的时候烤15天,只剩下66.6%,分解的很厉害。
铝箔的腐蚀液这是大家争论很多的地方。美国公司给我反馈信息,第一个来源是制备方法不同,但是有一点可以和大家共享,它这个很怪,它总是要高一点,但是在不断的见效。一直循环下去,铝箔没有腐蚀。有一种情况是明显腐蚀,那是样品的原因。这是我们做出来的结果,总体可以看到,它增加、不断减小。4.2V是可以挺住的,4.2V恒不下去就是有问题的。4.5V是肯定挺不住的,无论做得多么纯。
FSI是常见的盐当中颠倒力最高的,2001年到现在有17年时间,我用17年时间积累起来的。FSI是我们已知的盐当中电导力最高的。耐氧化性可以看到比高路酸锂高一些,如果用LSV测定的时候,这是它的耐氧化性问题,其中一个优势是作为电解液稳住,热稳定性要高一些。
感谢黄教授的支持,我做就是找感觉,没有那么专业。比如我们把电池装起来,各自满充各自,我们可以看到,含FSI的电解液和六氟磷酸锂的电解相比,六氟磷酸锂的电解液电池各自的放电还是很严重的。我们认为六氟磷酸锂并不耐铁酸离子的氧化,FSI这个阴离子尽管在上面测定,它的耐氧化性比六氟磷酸锂弱得多,但是电池的循环上,比FSP上好得多,这个和倍率没有什么差别。在室温的时候也没有什么差别。到高温的时候循环的差别就出来了。单独的六氟磷酸锂在高温循环的时候还是衰减的,这是扣式电池,内阻比较大,只能看趋势。
最后得出来的结论:1、热稳定性好。2、作为添加剂,能抑制六氟磷酸锂的分解。3、电导率、耐水解性比六氟磷酸锂好。4、4.2V VS Li+/Li以下,没有铝箔腐蚀性。5、耐氧化型比六氟磷酸锂弱。6、LiFSI可应用于LiFePO4电池,改善高温循环和搁置性能。
FSI是适合NCA,不适合NCM。无论多权威,发在哪个杂志上,错了就是错的,甚至会误导有些公司。用在NCM上,没有实质性突破,这个结果是不可靠的。另外用在磷酸铁锂上是比较合适的。
目前FSI做出来,拿到样品很多,现在的接口,因为行业标准很难定,我们说写标准不是很容易吗?测纯度,回过来想不是那么容易。用一个不恰当的例子,牛奶该有标准,结果捅了那么大的窟窿,这个标准和每个公司的内控在制造的时候有很大的关系。大家用电池可以判断FSI合不合适,能不能往下走,铝箔腐蚀性应该先行,测电导率不可靠。核磁也不准,测的时候,铝箔的腐蚀性是很重要的环节,行业中关注FSI很多年,可能我孤陋寡闻,但是我个人觉得FSI目前在国内行业上的理解和积累并不多,干货并不多。核心的理解必须有切肤之痛,必须要勤奋。像核心技术是买不来的。FSI在未来的锂离子电池中一定找到应用,特别是动力电池的提出,长寿命很重要,这么大的电池不能做两年就扔了,像手机电池一样的。解决长寿命的时候,抑制六氟磷酸锂的分解,在这里就不讲,FSI清楚氟化氢。
谢谢大家!
提问:FSI有没有做石墨DSC的曲线?
周志彬:我没有太仔细做,欢迎你们做。
提问:量产之后价格多少?
周志彬:一定要让大家满意,这是中国的民族产业,希望大家对新鲜事物一样爱护,双方都要互相帮助。
(根据速记整理,未经嘉宾审阅)

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