¿Qué es el electrolito de las pilas de litio?

1.¿Qué es el electrolito de las pilas de litio?

El electrolito de las pilas de litio sirve de portador para la transmisión de iones dentro de la pila. Suele estar compuesto por sales de litio y disolventes orgánicos. El electrolito facilita la conducción de iones entre los electrodos positivo y negativo en las baterías de iones de litio, garantizando un alto voltaje y una elevada energía específica, entre otras ventajas. Generalmente, el electrolito se prepara a partir de disolventes orgánicos de gran pureza, sales de litio electrolíticas y los aditivos necesarios en proporciones específicas y en determinadas condiciones.

2.Breve introducción al electrolito de las baterías de litio:

Los principales electrolitos utilizados en baterías de litio son el perclorato de litio y el hexafluorofosfato de litio. Sin embargo, las baterías fabricadas con perclorato de litio no funcionan bien a bajas temperaturas y presentan riesgo de explosión, por lo que están prohibidas en Japón y Estados Unidos. En cambio, las baterías que emplean sales de litio que contienen fluoruro presentan un rendimiento superior, no plantean riesgo de explosión y son versátiles. Especialmente las fabricadas con hexafluorofosfato de litio ofrecen una eliminación sencilla de las pilas gastadas y son respetuosas con el medio ambiente, por lo que ofrecen amplias perspectivas de mercado para este tipo de electrolito.

3.Principales componentes del electrolito de las baterías de litio:

（1）Carbonato de etileno (CE):

Fórmula molecular: C3H4O3
Características: Líquido incoloro transparente (>35°C), sólido cristalino a temperatura ambiente.
Usos: Excelente disolvente en la industria de baterías, farmacéutica, plásticos, etc.

（Carbonato de propileno (PC):

Fórmula molecular: C4H6O3
Características: Líquido transparente incoloro, inodoro o ligeramente amarillo, miscible con agua y tetracloruro de carbono, soluble en éteres, acetona, benceno, etc.
Aplicaciones: Operaciones con polímeros, procesos de separación de gases, electroquímica, etc.

（3）Carbonato de dietilo (DEC):

Fórmula molecular: C4H8O3
Características: Líquido incoloro con ligero olor, insoluble en agua, soluble en alcoholes, cetonas, ésteres, etc.
Usos: Disolvente y síntesis orgánica.

Peligros para la salud

Vía de entrada: Inhalación, ingestión, absorción cutánea.
Peligros para la salud: Esta sustancia es un irritante y anestésico suave. Su inhalación puede causar dolor de cabeza, mareos, debilidad, náuseas, dificultades respiratorias, etc. Los vapores líquidos o a alta concentración son irritantes. La ingestión irrita el tracto gastrointestinal. El contacto prolongado o repetido con la piel es irritante.

Datos toxicológicos y comportamiento medioambiental

Toxicidad: Se estima que tiene una toxicidad moderada al entrar en el organismo a través del tracto gastrointestinal, la piel y el sistema respiratorio. Más irritante que el dimetilcarbonato.
Toxicidad aguda: DL50: 1570 mg/kg (oral, ratas); La inhalación por humanos de 20 mg/L (vapor) durante 10 minutos provoca lagrimeo e irritación de la mucosa nasal.
Toxicidad para la reproducción: Intraperitoneal en hámsters: 11,4 mg/kg (ratones preñados), con efectos teratogénicos significativos.
Características de peligro: Inflamable; riesgo de ignición cuando se expone a llamas abiertas o calor elevado. Los vapores son más pesados que el aire y pueden propagarse a distancias considerables a niveles bajos; pueden inflamarse cuando se exponen a llamas abiertas.
Productos de combustión (descomposición): Monóxido de carbono, dióxido de carbono.

Respuesta de emergencia en caso de fuga

Evacuar inmediatamente al personal de la zona contaminada a una zona segura y aislarlo, controlando estrictamente el acceso. Cortar la fuente de fuego. Se recomienda a los equipos de emergencia que lleven respiradores autónomos de presión positiva y ropa de protección contra incendios. Intente cortar la fuente de la fuga en la medida de lo posible. Evite la entrada en espacios restringidos como alcantarillas y desagües. Para fugas pequeñas, absorber con materiales inertes o utilizar una emulsión de dispersantes incombustibles, diluyendo los lavados y vertiéndolos en el sistema de aguas residuales una vez diluidos. Para fugas grandes, construir diques o cavar fosas para la contención. Cubrir con espuma para reducir los riesgos de vapor. Trasvasar con bombas antideflagrantes a camiones cisterna o colectores específicos para su recuperación o eliminación en vertederos.

Medidas de protección

Protección respiratoria: Cuando la concentración en el aire es elevada, se recomienda llevar una máscara de gas filtrante autónoma (media máscara). En caso necesario, llevar un respirador de aire.
Protección de los ojos: Llevar gafas de protección.
Protección del cuerpo: Llevar ropa de trabajo antiestática.
Protección de las manos: Llevar guantes de goma.
Otros: Está terminantemente prohibido fumar en el lugar de trabajo. Después del trabajo, dúchese y cámbiese de ropa. Preste atención a la higiene personal.

Medidas de primeros auxilios

Contacto con la piel: Quítese la ropa contaminada y lávese bien la piel con agua y jabón.
Contacto con los ojos: Levantar los párpados y aclarar abundantemente con agua corriente o suero fisiológico. Buscar atención médica.
Inhalación: Aléjese rápidamente del lugar de los hechos y respire aire fresco. Mantenga abiertas las vías respiratorias. Si la respiración es difícil, administre oxígeno. Si deja de respirar, practique inmediatamente la respiración artificial. Busque atención médica.
Ingestión: Beber abundante agua caliente, provocar el vómito y buscar atención médica.
Método de extinción de incendios: Rocíe agua para enfriar el recipiente. Si es posible, alejar el recipiente del fuego a una zona abierta. Extintores: espuma, polvo seco, dióxido de carbono, arena.

（4）Dimetilcarbonato (DMC)

Fórmula química: CHO
El dimetilcarbonato (DMC) es una materia prima química no tóxica, respetuosa con el medio ambiente y ampliamente utilizada con excelentes propiedades. Es un importante intermediario de síntesis orgánica, que contiene grupos funcionales como carbonilo, metilo y metoxi en su estructura molecular. Presenta diversas propiedades reactivas y es seguro, cómodo, poco contaminante y fácil de transportar en la producción. Debido a su baja toxicidad, la DMC es un prometedor producto químico "verde".

El DMC tiene una excelente solubilidad, un estrecho intervalo de puntos de fusión y ebullición, alta tensión superficial, baja viscosidad y baja constante dieléctrica. También tiene una alta temperatura de evaporación y una rápida velocidad de evaporación, por lo que es adecuado como disolvente de baja toxicidad para las industrias de revestimientos y farmacéutica. Como se muestra en la Tabla 1, el DMC no sólo tiene una baja toxicidad, sino que también tiene un alto punto de inflamación, una baja presión de vapor y un alto límite inferior de explosividad en el aire. Por lo tanto, es un disolvente ecológico que combina limpieza y seguridad.

（5）Metil etil carbonato

Peso molecular: 104,1, densidad 1,00 g/cm³, líquido transparente incoloro, punto de ebullición 107°C, punto de fusión -14°C. El metiletilcarbonato es un producto químico de alta tecnología y alto valor añadido que ha surgido en los últimos años. Es un excelente disolvente para electrolitos de baterías de iones de litio, un nuevo producto que ha surgido con el aumento de la producción de carbonato de dimetilo y baterías de iones de litio. Debido a que posee grupos metilo y etilo, tiene las características del carbonato de dimetilo y el carbonato de dietilo. También es un disolvente para fragancias especiales y productos intermedios. Debido al desequilibrio de los grupos metilo y etilo, este producto es inestable y no es adecuado para el almacenamiento a largo plazo. Este producto debe almacenarse en un lugar fresco, ventilado y seco, y almacenarse y transportarse de acuerdo con la normativa para productos químicos inflamables.

（6）Hexafluorofosfato de litio

Cristales o polvo blancos, densidad relativa 1,50. Fuerte delicuescencia; soluble en agua, y también soluble en bajas concentraciones de metanol, etanol, acetona y disolventes orgánicos carbonatados. Se descompone cuando se expone al aire o se calienta. El hexafluorofosfato de litio se descompone rápidamente en el aire debido a la acción del vapor de agua, liberando PF5 y produciendo humo blanco.

（7）Pentafluoruro de fósforo

El pentafluoruro de fósforo (fórmula química: PF5) es un compuesto de haluro de fósforo con un número de oxidación del átomo de fósforo de +5, que contiene un enlace tripolar de cuatro electrones. El pentafluoruro de fósforo es un gas incoloro y maloliente a temperatura y presión ambiente, que irrita mucho la piel, los ojos y las mucosas. Es un compuesto muy reactivo que genera violentamente humos blancos de fluoruro de hidrógeno tóxicos y corrosivos en aire húmedo. El pentafluoruro de fósforo se utiliza como catalizador en reacciones de polimerización.

Número de norma nacional: 23022
Número CAS: 7647-19-0
Alias: Pentafluoruro de fósforo
Fórmula molecular: PF5
Aspecto y características: Gas incoloro de olor acre que emite humo denso en aire húmedo.
Peso molecular: 126,0
Punto de ebullición: -84,6℃
Punto de fusión: -93,8℃
Solubilidad:
Densidad: Densidad relativa (agua=1) 5,81 (gas); densidad relativa (aire=1) 4,3
Estabilidad: Estable
Etiqueta de peligro: 6 (gas tóxico, sustancia inorgánica altamente tóxica)
Principales usos: Se utiliza para la gasificación y como catalizador en reacciones de polimerización

Impacto medioambiental

A. Peligros para la salud:
Vía de entrada: Inhalación
Peligros para la salud: Genera fluoruro de hidrógeno tóxico y corrosivo en el aire húmedo. Esta sustancia tiene fuertes efectos irritantes sobre la piel, los ojos y las mucosas, y su inhalación puede provocar inflamación respiratoria y edema pulmonar.

B. Datos toxicológicos y comportamiento medioambiental:
Toxicidad: Irritante
Características de peligrosidad: Genera humo blanco corrosivo e irritante de fluoruro de hidrógeno en aire húmedo. Se descompone en agua liberando gases corrosivos altamente tóxicos. Se descompone en presencia de álcalis.
Productos de combustión (descomposición): Óxido de fósforo, fosfina, fluoruro de hidrógeno

Métodos de manipulación y eliminación de emergencia

A. Respuesta de emergencia a las fugas:
Evacuar rápidamente al personal de la zona contaminada a lugares situados contra el viento y aislar inmediatamente. En caso de fugas pequeñas, aíslese en un radio de 300 metros; en caso de fugas grandes, aíslese en un radio de 450 metros y controle estrictamente el acceso. El personal de emergencia debe llevar respiradores autónomos de presión positiva y ropa de protección química. Intentar cortar la fuente de la fuga en la medida de lo posible. Asegurar una ventilación adecuada para acelerar la dispersión. Los recipientes con fugas deben manipularse, repararse y probarse adecuadamente antes de reutilizarlos.

B. Medidas de protección:
Protección respiratoria: En caso de exposición a vapores, llevar un aparato respiratorio autónomo (máscara completa) con filtro autónomo. Cuando sea necesario, use un respirador de aire.
Protección de los ojos: La protección ocular está incluida en la protección respiratoria.
Protección del cuerpo: Llevar ropa de protección química engomada.
Protección de las manos: Llevar guantes de goma.
Otros: Está terminantemente prohibido fumar en el lugar de trabajo. Preste atención a la higiene personal.

(8) Ácido fluorhídrico

Esta sustancia está regulada por el departamento de seguridad pública según el "Reglamento sobre la gestión de la seguridad de los productos químicos peligrosos".
Líquido incoloro transparente que produce humo. Es una solución acuosa de fluoruro de hidrógeno gaseoso. Es débilmente ácido y tiene un olor irritante. Reacciona con el silicio y los compuestos de silicio para producir tetrafluoruro de silicio gaseoso, pero no corroe los plásticos, la parafina, el plomo, el oro o el platino. Puede mezclarse con agua y etanol. Su densidad relativa es de 1,298. 38.2% El ácido fluorhídrico es una mezcla binaria con un punto de ebullición de 112,2°C. Es tóxico, con una dosis letal mínima (rata, peritoneal) de 25mG/kG. Es corrosivo y puede corroer fuertemente metales, vidrio y objetos que contengan silicio. La inhalación de vapores o el contacto con la piel pueden causar úlceras difíciles de curar.

Medidas de seguridad

Fuga: Evacuar rápidamente al personal de la zona contaminada por la fuga a una zona segura y aislarlo. Controle estrictamente el acceso. El personal de emergencia debe llevar respiradores autónomos de presión positiva y ropa de trabajo resistente a los álcalis ácidos. No entre en contacto directo con el material fugado. Corte la fuente de la fuga en la medida de lo posible para evitar la entrada en espacios restringidos como alcantarillas y desagües.
Pequeñas fugas: Mezclar con arena, cal seca o carbonato sódico. Como alternativa, lave con abundante agua, diluya el agua de lavado y viértala en el sistema de aguas residuales.
Grandes fugas: Construir barreras o cavar fosas para la contención; utilizar bombas para transferir a camiones cisterna o colectores específicos para la recuperación o el transporte a vertederos.

Métodos de extinción de incendios

Inflamabilidad: No inflamable
Agente extintor: Agua nebulizada, espuma.
Precauciones para la extinción de incendios: Los bomberos deben llevar aparatos de respiración de oxígeno y ropa protectora de cuerpo entero.

Tratamiento de urgencia

Inhalación: Aléjese rápidamente del lugar de los hechos y respire aire fresco. Mantenga abiertas las vías respiratorias. Si la respiración es difícil, administre oxígeno. Si deja de respirar, practique inmediatamente la respiración artificial. Busque atención médica.
Ingestión: Enjuagar la boca con agua a la persona que lo haya ingerido accidentalmente y darle leche o clara de huevo. Buscar atención médica.
Contacto con la piel: Quitarse inmediatamente la ropa contaminada, enjuagar con abundante agua corriente durante al menos 15 minutos. Buscar atención médica. Como alternativa, quítese inmediatamente la ropa contaminada y enjuague con Defenestration (para ácidos que contengan flúor, enjuague con Hexafluorine). Buscar atención médica.
Contacto con los ojos: Levantar inmediatamente los párpados y lavar abundantemente con agua corriente o suero fisiológico durante al menos 15 minutos. Como alternativa, utilizar un lavaojos con defenestración (si el ácido contiene flúor, utilizar Hexafluor). Acudir al médico.

Propiedades físicas y químicas

El ácido fluorhídrico es una solución acuosa de gas fluoruro de hidrógeno, que se presenta como un líquido incoloro transparente a amarillo pálido humeante. Tiene un olor irritante.
Es débilmente ácido, pero su grado de ionización es mayor en concentración que en soluciones diluidas, a diferencia de los electrolitos débiles típicos. Es fuertemente corrosivo y causa daños importantes en dientes y huesos. Es muy corrosivo para los compuestos de silicio. Debe almacenarse en botellas de plástico selladas.
Se obtiene disolviendo HF en agua. Se utiliza para grabar vidrio, limpiar arena residual de piezas fundidas, controlar la fermentación, electropulir y limpiar obleas de silicio semiconductor corroídas (en mezcla ácida con HNO3). El enlace relativamente fuerte entre los átomos de hidrógeno y flúor impide la ionización completa del ácido fluorhídrico en el agua.