Qu'est-ce que l'électrolyte des piles au lithium ?

1) Qu'est-ce que l'électrolyte des piles au lithium ?

L'électrolyte des piles au lithium sert de support à la transmission des ions dans la pile. Il se compose généralement de sels de lithium et de solvants organiques. L'électrolyte facilite la conduction des ions entre les électrodes positives et négatives des batteries lithium-ion, ce qui garantit une tension et une énergie spécifique élevées, entre autres avantages. En général, l'électrolyte est préparé à partir de solvants organiques de haute pureté, de sels de lithium et d'additifs nécessaires dans des proportions spécifiques et dans certaines conditions.

2. brève introduction à l'électrolyte des piles au lithium :

Les principaux électrolytes utilisés dans les piles au lithium comprennent le perchlorate de lithium et l'hexafluorophosphate de lithium. Cependant, les piles fabriquées avec du perchlorate de lithium ont de mauvaises performances à basse température et présentent un risque d'explosion, ce qui a conduit à leur interdiction au Japon et aux États-Unis. En revanche, les piles utilisant des sels de lithium contenant du fluorure présentent des performances supérieures, ne présentent pas de risque d'explosion et sont polyvalentes. Celles fabriquées avec de l'hexafluorophosphate de lithium, en particulier, permettent d'éliminer facilement les piles usagées et sont respectueuses de l'environnement, ce qui ouvre de vastes perspectives de marché pour ce type d'électrolyte.

3. les principaux composants de l'électrolyte des piles au lithium :

（1）Ethylene Carbonate (EC) :

Formule moléculaire : C3H4O3
Caractéristiques : Liquide transparent incolore (>35°C), solide cristallin à température ambiante.
Utilisations : Excellent solvant dans l'industrie des batteries, les produits pharmaceutiques, les plastiques, etc.

（2）Propylène Carbonate (PC) :

Formule moléculaire : C4H6O3
Caractéristiques : Liquide transparent incolore, inodore ou légèrement jaune, miscible avec l'eau et le tétrachlorure de carbone, soluble dans les éthers, l'acétone, le benzène, etc.
Utilisations : Opérations sur les polymères, procédés de séparation des gaz, électrochimie, etc.

（3）Diethyl Carbonate (DEC) :

Formule moléculaire : C4H8O3
Caractéristiques : Liquide incolore avec une légère odeur, insoluble dans l'eau, soluble dans les alcools, les cétones, les esters, etc.
Utilisations : Solvant et synthèse organique.

Risques pour la santé

Voie de pénétration : Inhalation, ingestion, absorption cutanée.
Risques pour la santé : Cette substance est un irritant et un anesthésique léger. L'inhalation peut provoquer des maux de tête, des vertiges, des faiblesses, des nausées, des difficultés respiratoires, etc. Les vapeurs liquides ou à forte concentration sont irritantes. L'ingestion irrite le tractus gastro-intestinal. Le contact prolongé ou répété avec la peau est irritant.

Données toxicologiques et comportement environnemental

Toxicité : On estime qu'il présente une toxicité modérée lorsqu'il pénètre dans l'organisme par le biais du tractus gastro-intestinal, de la peau et du système respiratoire. Plus irritant que le carbonate de diméthyle.
Toxicité aiguë : DL50 : 1570 mg/kg (oral, rats) ; L'inhalation par l'homme de 20 mg/L (vapeur) pendant 10 minutes provoque un larmoiement et une irritation de la muqueuse nasale.
Toxicité pour la reproduction : Intrapéritonéale chez le hamster : 11,4 mg/kg (souris enceintes), avec des effets tératogènes significatifs.
Caractéristiques de danger : Inflammable ; risque d'inflammation en cas d'exposition à des flammes nues ou à une chaleur élevée. Les vapeurs sont plus lourdes que l'air et peuvent se répandre sur des distances considérables à des niveaux inférieurs ; peut s'enflammer en cas d'exposition à des flammes nues.
Produits de combustion (décomposition) : Monoxyde de carbone, dioxyde de carbone.

Intervention d'urgence en cas de fuite

Évacuer immédiatement le personnel de la zone contaminée vers une zone sûre et l'isoler, en contrôlant strictement l'accès. Couper la source de l'incendie. Il est conseillé aux intervenants d'urgence de porter des appareils respiratoires autonomes à pression positive et des vêtements de protection contre le feu. Essayez de couper la source de la fuite autant que possible. Empêchez l'entrée dans les espaces restreints tels que les égouts et les canalisations. Pour les petites fuites, absorber avec des matériaux inertes ou utiliser une émulsion composée de dispersants non combustibles, en diluant les lavures et en les rejetant dans le système d'eaux usées après dilution. Pour les fuites importantes, construisez des digues ou creusez des fosses pour les contenir. Recouvrir de mousse pour réduire les risques liés aux vapeurs. Transférer à l'aide de pompes antidéflagrantes dans des camions-citernes ou des collecteurs spécialisés en vue de la récupération ou de l'élimination dans des sites d'élimination des déchets.

Mesures de protection

Protection respiratoire : Lorsque la concentration dans l'air est élevée, il est recommandé de porter un masque à gaz filtrant autonome (demi-masque). Si nécessaire, porter un respirateur à air.
Protection des yeux : Porter des lunettes de sécurité.
Protection du corps : Porter des vêtements de travail antistatiques.
Protection des mains : Porter des gants en caoutchouc.
Autres : Il est strictement interdit de fumer sur le lieu de travail. Après le travail, prenez une douche et changez de vêtements. Veillez à votre hygiène personnelle.

Mesures de premiers secours

Contact avec la peau : Retirer les vêtements contaminés et laver soigneusement la peau à l'eau et au savon.
Contact avec les yeux : Soulever les paupières et rincer abondamment à l'eau courante ou au sérum physiologique. Consulter un médecin.
Inhalation : S'éloigner rapidement du lieu de l'accident pour respirer de l'air frais. Maintenir les voies respiratoires ouvertes. Si la respiration est difficile, administrer de l'oxygène. Si la respiration s'arrête, pratiquer immédiatement la respiration artificielle. Consulter un médecin.
Ingestion : Boire beaucoup d'eau chaude, faire vomir et consulter un médecin.
Méthode d'extinction des incendies : Vaporiser de l'eau pour refroidir le récipient. Si possible, éloigner le récipient du feu et le placer dans un endroit dégagé. Extincteurs : mousse, poudre sèche, dioxyde de carbone, sable.

（4）Dimethyl Carbonate (DMC)

Formule chimique : CHO
Le carbonate de diméthyle (DMC) est une matière première chimique non toxique, respectueuse de l'environnement et largement utilisée, dotée d'excellentes propriétés. Il s'agit d'un important intermédiaire de synthèse organique, dont la structure moléculaire contient des groupes fonctionnels tels que le carbonyle, le méthyle et le méthoxy. Il présente diverses propriétés réactives et est sûr, pratique, peu polluant et facile à transporter dans la production. En raison de sa faible toxicité, la DMC est un produit chimique "vert" prometteur.

La DMC présente une excellente solubilité, une gamme étroite de points de fusion et d'ébullition, une tension superficielle élevée, une faible viscosité et une faible constante diélectrique. Il a également une température d'évaporation élevée et une vitesse d'évaporation rapide, ce qui en fait un solvant peu toxique pour les industries des revêtements et des produits pharmaceutiques. Comme le montre le tableau 1, la DMC est non seulement peu toxique, mais elle a également un point d'éclair élevé, une faible pression de vapeur et une limite inférieure d'explosivité dans l'air élevée. Il s'agit donc d'un solvant écologique qui allie propreté et sécurité.

（5）Carbonate de méthyle et d'éthyle

Poids moléculaire : 104,1, densité 1,00 g/cm³, liquide transparent incolore, point d'ébullition 107°C, point de fusion -14°C. Le carbonate de méthyle et d'éthyle est un produit chimique de haute technologie à forte valeur ajoutée qui a fait son apparition ces dernières années. C'est un excellent solvant pour les électrolytes des batteries lithium-ion, un nouveau produit qui a émergé avec l'augmentation de la production de carbonate de diméthyle et de batteries lithium-ion. En raison de la présence de groupes méthyle et éthyle, il présente les caractéristiques du carbonate de diméthyle et du carbonate de diéthyle. C'est également un solvant pour les parfums spéciaux et les produits intermédiaires. En raison du déséquilibre entre les groupes méthyle et éthyle, ce produit est instable et ne convient pas au stockage à long terme. Ce produit doit être stocké dans un endroit frais, ventilé et sec, et stocké et transporté conformément aux réglementations relatives aux produits chimiques inflammables.

（6）Lithium Hexafluorophosphate

Cristaux ou poudre blancs, densité relative 1,50. Forte déliquescence ; soluble dans l'eau, et également soluble dans de faibles concentrations de méthanol, d'éthanol, d'acétone et de solvants organiques carbonatés. Se décompose lorsqu'il est exposé à l'air ou chauffé. L'hexafluorophosphate de lithium se décompose rapidement dans l'air sous l'action de la vapeur d'eau, libérant du PF5 et produisant une fumée blanche.

（7）Phosphore Pentafluoride

Le pentafluorure de phosphore (formule chimique : PF5) est un composé d'halogénure de phosphore avec un nombre d'oxydation de l'atome de phosphore de +5, contenant une liaison à trois centres et quatre électrons. Le pentafluorure de phosphore est un gaz incolore et nauséabond à température et pression ambiantes, qui irrite fortement la peau, les yeux et les muqueuses. C'est un composé très réactif qui génère une fumée blanche de fluorure d'hydrogène toxique et corrosif dans l'air humide. Le pentafluorure de phosphore est utilisé comme catalyseur dans les réactions de polymérisation.

Numéro de la norme nationale : 23022
Numéro CAS : 7647-19-0
Alias : Pentafluorure de phosphore
Formule moléculaire : PF5
Apparence et caractéristiques : Gaz incolore, à l'odeur piquante, qui émet une fumée dense dans l'air humide.
Poids moléculaire : 126,0
Point d'ébullition : -84.6℃
Point de fusion : -93.8℃
Solubilité :
Densité : Densité relative (eau=1) 5,81 (gaz) ; densité relative (air=1) 4,3
Stabilité : Stable
Étiquette de danger : 6 (gaz toxique, substance inorganique très toxique)
Principales utilisations : Utilisé pour la gazéification et comme catalyseur dans les réactions de polymérisation.

Impact sur l'environnement

A. Risques pour la santé :
Voie de pénétration : Inhalation
Risques pour la santé : Génère du fluorure d'hydrogène toxique et corrosif dans l'air humide. Cette substance a de forts effets irritants sur la peau, les yeux et les muqueuses, et l'inhalation peut provoquer une inflammation des voies respiratoires et un œdème pulmonaire.

B. Données toxicologiques et comportement environnemental :
Toxicité : Irritant
Caractéristiques de danger : Génère une fumée blanche corrosive et irritante de fluorure d'hydrogène dans l'air humide. Se décompose dans l'eau en dégageant des gaz corrosifs hautement toxiques. Se décompose en présence d'alcalis.
Produits de combustion (décomposition) : Oxyde de phosphore, phosphine, fluorure d'hydrogène

Méthodes de manipulation et d'élimination d'urgence

A. Intervention d'urgence en cas de fuite :
Évacuer rapidement le personnel de la zone contaminée vers des lieux situés au vent et l'isoler immédiatement. Pour les petites fuites, isoler dans un rayon de 300 mètres ; pour les grandes fuites, isoler dans un rayon de 450 mètres, et contrôler strictement l'accès. Les intervenants d'urgence doivent porter des appareils respiratoires autonomes à pression positive et des vêtements de protection contre les produits chimiques. Essayez de couper la source de la fuite autant que possible. Assurer une ventilation adéquate pour accélérer la dispersion. Les conteneurs qui fuient doivent être correctement manipulés, réparés et testés avant d'être réutilisés.

B. Mesures de protection :
Protection respiratoire : En cas d'exposition aux vapeurs, porter un appareil respiratoire autonome (masque complet) avec un filtre autonome. Si nécessaire, porter un respirateur à air.
Protection des yeux : La protection des yeux est incluse dans la protection respiratoire.
Protection du corps : Porter un vêtement de protection chimique caoutchouté.
Protection des mains : Porter des gants en caoutchouc.
Autres : Il est strictement interdit de fumer sur le lieu de travail. Veillez à votre hygiène personnelle.

(8) Acide fluorhydrique

Cette substance est réglementée par le département de la sécurité publique conformément au "Règlement sur la gestion de la sécurité des produits chimiques dangereux".
Liquide incolore et transparent produisant de la fumée. Il s'agit d'une solution aqueuse de fluorure d'hydrogène gazeux. Il est faiblement acide et a une odeur irritante. Il réagit avec le silicium et les composés de silicium pour produire du tétrafluorure de silicium gazeux, mais ne corrode pas les plastiques, la paraffine, le plomb, l'or ou le platine. Il peut être mélangé à l'eau et à l'éthanol. Sa densité relative est de 1,298. 38.2% L'acide fluorhydrique est un mélange binaire dont le point d'ébullition est de 112,2 °C. Il est toxique, avec une létalité minimale de 1,5 %. Il est toxique, avec une dose létale minimale (rat, péritonéal) de 25mG/kG. Il est corrosif et peut fortement corroder les métaux, le verre et les objets contenant du silicium. L'inhalation de vapeurs ou le contact avec la peau peut provoquer des ulcères difficiles à guérir.

Mesures de sécurité

Fuite : Évacuer rapidement le personnel de la zone contaminée par la fuite vers une zone sûre et l'isoler. Contrôler strictement l'accès. Les intervenants d'urgence doivent porter des appareils respiratoires autonomes à pression positive et des vêtements de travail résistants aux acides et aux alcalins. Ne pas entrer directement en contact avec le produit qui a fui. Couper la source de la fuite autant que possible afin d'empêcher l'entrée dans des espaces restreints tels que les égouts et les canalisations.
Petites fuites : Mélanger avec du sable, de la chaux sèche ou du carbonate de soude. Vous pouvez également laver à grande eau, diluer l'eau de lavage et la rejeter dans le système d'assainissement.
Fuites importantes : Construire des barrières ou creuser des fosses pour le confinement ; utiliser des pompes pour transférer les déchets dans des camions-citernes ou des collecteurs spécialisés pour la récupération ou le transport vers des sites d'élimination des déchets.

Méthodes d'extinction des incendies

Inflammabilité : Ininflammable
Agent d'extinction : Eau en brouillard, mousse.
Précautions contre l'incendie : Les pompiers doivent porter un appareil respiratoire à oxygène et des vêtements de protection complets.

Traitement d'urgence

Inhalation : S'éloigner rapidement du lieu de l'accident pour respirer de l'air frais. Maintenir les voies respiratoires ouvertes. Si la respiration est difficile, administrer de l'oxygène. Si la respiration s'arrête, pratiquer immédiatement la respiration artificielle. Consulter un médecin.
Ingestion : Rincer la bouche avec de l'eau à la personne qui l'a accidentellement ingéré, et lui donner du lait ou des blancs d'œufs. Consulter un médecin.
Contact avec la peau : Enlever immédiatement les vêtements contaminés, rincer abondamment à l'eau courante pendant au moins 15 minutes. Consulter un médecin. Alternativement, enlever immédiatement les vêtements contaminés et rincer avec Defenestration (pour les acides contenant du fluorure, rincer avec Hexafluorine). Consulter un médecin.
Contact avec les yeux : Soulever immédiatement les paupières et rincer abondamment à l'eau courante ou au sérum physiologique pendant au moins 15 minutes. Alternativement, utiliser un bain d'yeux avec défenestration (si l'acide contient du fluor, utiliser de l'hexafluor). Consulter un médecin.

Propriétés physiques et chimiques

L'acide fluorhydrique est une solution aqueuse de fluorure d'hydrogène gazeux, qui se présente sous la forme d'un liquide incolore transparent à jaunâtre pâle. Il a une odeur irritante.
Il est faiblement acide, mais son degré d'ionisation est plus élevé en concentration qu'en solution diluée, contrairement aux électrolytes faibles typiques. Il est fortement corrosif et cause des dommages importants aux dents et aux os. Il est très corrosif pour les composés de silicium. Il doit être stocké dans des bouteilles en plastique scellées.
Obtenu par dissolution de HF dans l'eau. Il est utilisé pour la gravure du verre, le nettoyage du sable résiduel des pièces moulées, le contrôle de la fermentation, l'électropolissage et le nettoyage des plaquettes de silicium semi-conducteur corrodées (dans un acide mélangé à HNO3). La liaison relativement forte entre les atomes d'hydrogène et de fluor empêche l'ionisation complète de l'acide fluorhydrique dans l'eau.