——记2015年石化联合会科技进步一等奖锂离子电池核心材料高纯晶体六氟磷酸锂制造关键技术开发及应用

六氟磷酸锂是锂离子电池的重要核心原材料，多年来，制备技术一直被国外垄断。多氟多化工股份有限公司历经9年攻关，攻克了多项关键技术难题，首创了一条新的原料路线，在晶体六氟磷酸锂成套工艺技术、原材料纯化、专用装备开发、废弃物梯级高效利用等方面实现了全面突破。这一完全实现国产化的技术，11月18日荣获得了2015年度中国石油和化学工业联合会科技进步一等奖。

近年来，为解决日益突出的能源危机和环境污染问题，各国均将新能源汽车上升为国家战略，而核心部件锂离子电池是制约新能源汽车发展的瓶颈。目前，《中国制造2025》已正式确定了新能源车10年发展路线图，“十三五”规划中将电动汽车列为未来的新能源车的主攻方向，其中，锂离子电池核心材料高纯晶体六氟磷酸锂被列入“中国高新技术产品目录”。锂离子电池对六氟磷酸锂的产品纯度、痕量杂质、形态等指标要求很高，并非常注重产品的一致性和稳定性。六氟磷酸锂产品遇水极易分解，热稳定性差，分解温度低。生产过程涉及高纯、低温、强腐蚀、无水无尘等苛刻工况条件，工艺难度极大，同时纯度高、稳定性好的原料无法保障。2011年以前，关东电化、stella和森田化学三家日本公司是全球六氟磷酸锂主要生产厂家，日本企业为确保垄断地位，对六氟磷酸锂技术严密封锁。韩国、台湾少数企业虽然也有个别企业产业化，但产量很低，产品质量与日本企业有较大差距。我国是世界锂离子电池的主要供给国，2011年以前其核心材料六氟磷酸锂全部依赖进口。上世纪90年代，国内科研院所和部分企业开始六氟磷酸锂研发，但高品质、低成本、大规模晶体六氟磷酸锂制造技术未得到有效突破，国产化困难重重。

为了突破技术封锁、打破市场垄断，多氟多公司针对六氟磷酸锂工况条件要求苛刻的特点，围绕氟、锂、磷三个元素，开展了不同的六氟磷酸锂工艺路线研究。经过大量试验验证，首创了以工业无水氟化氢、工业碳酸锂制备晶体六氟磷酸锂的新型原料路线，并攻克了原材料纯化、双釜循环切换合成、超声波诱导成核、梯度降温结晶等多项关键技术难题，制备技术实现了全面突破。经权威机构检测，产品主含量达99.98%，Fe、K、Na等金属杂质离子浓度小于1ppm，各项技术指标优于国外产品指标。成果被中国石油和化学工业联合会鉴定为生产工艺属国际首创，产品技术指标居国际领先水平。

目前，该技术已经申请国家专利30项，获得授权专利22项，其中授权国家发明专利12项，实用新型专利10项；学术期刊发表论文7篇；并修订了GB/T 19282-2014《六氟磷酸锂产品分析方法》标准和HG/T 4066《六氟磷酸锂》产品两项标准。

公司已形成年产2200吨高纯晶体六氟磷酸锂生产能力，装置运行稳定，工艺清洁，操作安全，符合国家环保和安全规定。2011年-2014年，六氟磷酸锂累计销售3909吨，销售收入4.5亿元，利税2.4亿元，产品经市场使用反应良好，可完全替代进口产品，在国内市场占有率达40%的同时，并出口日本、韩国。由于该技术的实施，2011-2014年以来，六氟磷酸锂进口价格下降了3/4，为锂电池行业节约大量成本。随着新能源汽车“爆发式”增长，六氟磷酸锂需求将大幅增加，市场前景广阔。

 

高纯晶体六氟磷酸锂制造关键技术的突破，结束了我国锂电池关键材料长期依赖进口的局面，促进了氟化工行业技术进步，降低了锂离子电池制造成本，为我国锂电池行业快速发展做出重大贡献，对我国电动汽车大规模发展具有重要的支撑作用。