【文章內容簡介】 目。 六氟磷酸鋰是目前商品化鋰離子電池中使用的最主要的電解質，它用 作鋰離子電池電解質主要有以下優(yōu)點：（ 1）在電極上，尤其是碳負極上， 形成適當?shù)? SEI 膜；（ 2）對正極集流體實現(xiàn)有效的鈍化，以阻止其溶解； （ 3）有較寬廣的電化學穩(wěn) 定窗口；（ 4）在各種非水溶劑中有適當?shù)娜芙? 度和較高的電導率；（ 5）有相對較好的環(huán)境友好性。前人雖然對各種結構 類型的電解質鋰鹽進行了廣泛研究，但六氟磷酸鋰作為鋰離子電池的主導 電解質的地位在今后相當長的時期內仍然無法動搖。伴隨著鋰離子電池技 術的不斷成熟和應用范圍的不斷擴大，六氟磷酸鋰的市場前景十分廣闊。 16 六氟磷酸鋰擴建項目可行性研究報告 江蘇九九久科技股份有限公司 第三章 項目選址和建設條件 一、項目選址概述 江蘇省如東沿海經濟開發(fā)區(qū)。江蘇省如東沿海經濟開發(fā)區(qū)位于江蘇如 東縣洋北墾區(qū)，有著豐富的灘 涂資源、良好的環(huán)境空間、單一的社區(qū)環(huán)境、 優(yōu)越的區(qū)位條件等特點，具有發(fā)展化工產業(yè)得天獨厚的自然優(yōu)勢。 江蘇省如東沿海經濟開發(fā)區(qū)成立于 2021 年 11 月，是江蘇省南通市人 民政府依法批準設立并重點發(fā)展的精細化工產業(yè)園區(qū)， 2021 年 8 月被中國 農藥工業(yè)協(xié)會設定為 “中國農藥工業(yè)產業(yè)園 ”。 江蘇省如東沿海經濟開發(fā)區(qū)由中國天辰化工設計院規(guī)劃設計，實行一 次規(guī)劃，分期實施，滾動發(fā)展?？傄?guī)劃面積 20 平方公里，一期開發(fā) 平方公里。江蘇省如東沿海經濟開發(fā)區(qū)經江蘇省環(huán)保廳批準立項，環(huán)評與 環(huán)境規(guī)劃已獲南 通市環(huán)保局批準；園區(qū)污水處理廠在進區(qū)企業(yè)污水預處理 的基礎上，對污水實行集中治理、達標尾水通過排海管道由國家海洋、環(huán) 保部門指定的地點離岸近海排放。 園區(qū)一期道路、橋梁、管道等基礎配套工程于 2021 年 2 月起開工建 設； 10 千伏電路主體工程、與整體規(guī)劃相配套的弱電、路燈等隨道路建設 已施工到位，園區(qū)污水處理廠已投入運行，工業(yè)水、生活用水已保證正常 供水；通訊、寬帶、有線電視等在園區(qū)均已開通，具備通行 300 噸船只的 內河行道已建成通航；園區(qū)特種消防隊已投入使用；與污水處理廠配套的 排海管道工程也已 經施工結束，熱電廠已投入運行。 江蘇省如東沿海經濟開發(fā)區(qū)堅持以精細化工、醫(yī)藥化工為主導，重點 引進生產工藝先進和污染治理措施成熟、高產出率、高效益的化工項目， 以促進化工產業(yè)與環(huán)境保護的協(xié)調發(fā)展。 17 六氟磷酸鋰擴建項目可行性研究報告 江蘇九九久科技股份有限公司 江蘇省如東沿海經濟開發(fā)區(qū)以其優(yōu)越的自然條件和高起點規(guī)劃、高標 準建設、高水平管理被中國農藥工業(yè)協(xié)會命名為 “中國農藥工業(yè)產業(yè)園 ”， 同時吸引國內外知名的 “沈陽化工研究院 ”、 “南京工業(yè)大學 ”等科研院所、 大專院校進區(qū)設立科研分支機構和試驗工廠。 江蘇 省如東沿海經濟開發(fā)區(qū)是經南通市人民政府批準設立的南通市 唯一的化工聚集區(qū)，園區(qū)將堅持 “專業(yè)化、高科技、生態(tài)型、園林式 ”的 發(fā)展目標，以項目建設為中心，配套設施建設為重點，本著 “務實、高效、 創(chuàng)新、和諧 ”的園區(qū)精神，團結奮斗，艱苦創(chuàng)業(yè)，全力打造江蘇沿海第一 園！ 地理區(qū)位 南通市江蘇省如東沿海經濟開發(fā)區(qū)所處的江蘇如東縣位于長三角東 北翼，緊靠東海，附近在建的洋口港將成為長三角地區(qū)重要的石油化工、 天然氣等重型化工業(yè)港口，具體的地理區(qū)位如圖 1 所示： 圖 1 廠址地理區(qū)位圖 廠址及自然條件 18 六氟 磷酸鋰擴建項目可行性研究報告 江蘇九九久科技股份有限公司 江蘇省如東沿海經濟開發(fā)區(qū)正是建設在長江三角洲東北翼遼闊的海 涂圍墾地上，具有土地廣袤、淡水資源豐富、環(huán)境容量大、遠離居民、社 區(qū)環(huán)境單一的特點，依托得天獨厚的自然環(huán)境和日臻完善的基礎設施優(yōu) 勢，具備卓越的發(fā)展先機。 廠址及地形地貌 公司地處國家沿海開放城市之一的南通北部，隨著 “長三角 ”的開發(fā)， 南通的地理位置作用不可取代， 2021 年蘇通大橋正式通車，南通已納入上 海大都市的 小時經濟圈內；該項目所在地為 “如東洋口化工聚集區(qū) ”， 離國 家重點投資項目 “洋口深水港 ”僅 20 公里，毗鄰國家重點項目 “灘 涂風力發(fā)電廠 ”，北倚黃海，南傍長江，面臨 317 省道及寧通高速，西靠 204 國道與新長鐵路，距南通興東機場僅 40 公里，水陸交通極為方便，資 源豐富。廠址位于如東洋口化工聚集區(qū)中心地帶，地塊南側為黃海三路， 道寬 32m，北側為黃海四路，道寬 9m；東側依次為景觀河、洋口三路， 河寬 15m，道寬 12m；西側為洋口二路，道寬 12m。 二、項目生產規(guī)模、實施條件及進度計劃 項目生產規(guī)模 在現(xiàn)有年產 400 噸六氟磷酸鋰生產裝置的基 礎上，新增 1600 噸 /年六 氟磷酸鋰生產能力，形成年產六氟磷酸鋰 2021 噸的規(guī)模，以加快企業(yè)的 22 六氟磷酸鋰擴建項目可行性研究報告 江蘇九九久科技股份有限公司 產品結構，提高市場競爭力。 項目實施條件 施工場地規(guī)劃的原則 在保證施工順利進行及在滿足安全及工藝要求的前提下，本著節(jié)約用 地的精神，布置要緊湊，盡量減少用地。 按照先土建，后安裝的原則，各施工單位要密切配合，一旦土建施工 完畢，要盡快撤出，以便安裝作各項吊裝前的準備工作。 施工單位應在滿足 施工進度的前提下，統(tǒng)一規(guī)劃使用施工場地。 施工場地 利用在如東縣沿海經濟開發(fā)區(qū)已購土地，原則上根據(jù)設計規(guī)劃時的區(qū) 域，是否能滿足材料、設備周轉堆放和設備組合需要根據(jù)初步設計詳細規(guī) 劃。 施工力量 盡量采用地方材料，所需土建材料、預制構件由當?shù)亟鉀Q；盡可能選 用本地施工期能力較強的施工單位。 交通運輸條件 本公司所在地理位置較為優(yōu)越，公司地處國家沿海開放城市之一的南 通北部，東倚黃海，南傍長江，南臨 334 省道及 G42 寧通高速，西靠 G15 沈海高速（原沿海高速）及 204 國道 與新長鐵路，距南通興東機場僅 60 公里，水陸交通極為方便。外部運輸基本為陸路汽車運輸。廠內運輸通過 管道輸送，人力、泵、車輛運輸。 進度安排 根據(jù)工程項目的設計情況，整個項目的建設期為 2 年，計劃分兩期實 施， 2021 年下半年著手進行各項前期工作， 2021 年上半年利用現(xiàn)有兩幢 廠房進行一期工程建設，新建一套年產 800 噸的生產裝置， 2021 年三季度 23 六氟磷酸鋰擴建項目可行性研究報告 江蘇九九久科技股份有限公司 進行二期工程土建施工和設備定制， 2021 年三季度建成第二套年產 800 噸 的生產裝置，力爭 2021 年年底前達到年產 2021 噸六氟磷酸鋰的生產規(guī) 模。 招標 招標基本情況 招標范圍及依據(jù) 根據(jù)《中華人民共和國招標投標法》和國家發(fā)展計劃委員會的有關規(guī) 定，項目工程施工達到下列標準之一的必須進行招標： 單項合同估算價在 200 萬元人民幣以上的； 重要設備、材料等貨物的采購，單項合同估算在 100 萬元人民幣以上 的； 堪探、設計、監(jiān)理等服務的采購，單項合同估算價在 50 萬元人民幣 以上的； 因此，本項目中土建、設備采購應進行招標。 招標組 織形式 招標的組織形式有自行招標和委托招標，根據(jù)國家發(fā)展計劃委員會制 訂的《工程建設項目自行招標試行辦法》，自行辦理招標事宜對招標人有 一定要求，因此，結合項目承辦單位的實際情況，本項目招標組織形式擬 采用委托招標。 招標方式 招標的方式有公開招標、邀請招標和議標。根據(jù)本項目實際情況，項 目招標擬采用公開招標方式，通過國務院有關部門指定的報刊、信息網絡 或者其他媒介發(fā)布招標公告進行招標。 招標初步方案 根據(jù)此項目工程情況，項目要根據(jù)投資額選擇資質符合要求的招標代 24 六氟磷酸鋰擴建項目 可行性研究報告 江蘇九九久科技股份有限公司 理及工程監(jiān)理單位。 項目招標的評標人員應是省內相關領域的專家。 為了落實招標工作，項目應成立招標工作小組，招標工作領導小組組 長由項目負責人擔任，組員由項目工程部相關人員組成。 第四章 項目生產工藝和設備 一、產品介紹 六氟磷酸鋰理化性質見表 2。 表 2 六氟磷酸鋰理化性質 中文名 六氟磷酸鋰 CAS 號 21324403 英文名 Lithium hexafluorophate 分子式 LiPF6 分子量 外 觀 白色結晶或粉末， 相對密度 。潮解性強；易溶于水、還溶于低濃度甲醇、乙醇、丙 酮、碳酸酯類等有機溶劑。暴露空氣中或加熱時分解。暴露空氣中或 物化性質 加熱時六氟磷酸鋰在空氣中由于水蒸氣的作用而迅速分解，放出 PF5 而產生白色煙霧。 六氟磷酸鋰主要用作鋰離子電池電解質材料。六氟磷酸鋰電解液主要 用 途 用于鋰離子電池制造。 二、生產工藝流程 生產工藝選擇 近年來，鋰離子電池（ lithium ion batteries或 lithium ion secondary batteries）的基礎研究和應用開發(fā)已成為國際電化學研究的熱點 之一，國 際上都將其作為高技術項目進行開發(fā)和研究。 LiPF6以其良好的電導率和 穩(wěn)定的電化學性能在商品化的鋰離子電池中得到廣泛的應用，是制造鋰離 25 六氟磷酸鋰擴建項目可行性研究報告 江蘇九九久科技股份有限公司 子電池的關鍵材料之一。實現(xiàn) LiPF6的國產化，是實現(xiàn)鋰離子電池國產化 的重要步驟。因此， LiPF6的制備和純化方法的研究是一項非常重要和有 意義的工作。 LiPF6為白色粉末狀固體，不僅極易吸濕發(fā)生分解，而且熱 穩(wěn)定性較差。作為鋰離子電池電解質的 LiPF6，必須達到以下技術指標： 純度大于 %，含酸量（以 HF 計）小于 150106， H2O含量小于 20106， 其它金屬雜質離子含量均應小于 20106。由于作為鋰離子電池電解質鋰 鹽的 LiPF6要滿足以上要求，它的制備過程特別困難，因為要制造如此高 純度的 LiPF6，首先需要高純度的原料，許多原料都要經過特殊的純化步 驟或專門的制備方法來獲得；其次要創(chuàng)建一個含水量小于 10106的干燥 環(huán)境，而且產品還必須經過特定的脫水、脫酸等純化工藝，產品質量方可 滿足以上要求。 國外對 LiPF6的制備與純化進行了大量的研究，尤其是日本在這方面 的研究 工作最為突出，并已實現(xiàn) LiPF6 的產業(yè)化。我國對鋰電池 (lithium batteries)和鋰離子電池的研究工作的開展已有近 20年的歷史，但大部分工 作都集中在電極材料的制備和電池的化學研究上，而有關 LiPF6等電解質 材料制備方面的研究工作則鮮有報道。我國從 90年代早期開展了這方面的 研究工作，且正在進行 LiPF6的產業(yè)化工作，國內已有大量資料綜述了氣 一固反應法、 HF 溶劑法、有機溶劑法和離子交換法制備 LiPF6以及制備工 作中存在的問題和可能的解決辦法，以期對 LiPF6的產業(yè)化工作有所幫助。 固反應法 氣態(tài)磷的鹵化物與 LiF固體直接反應即可生成 LiPF6。制備過程中將氣 態(tài)磷的鹵化物通入放有 LiF固體的容器中，兩者即發(fā)生反應生成 LiPF6。該 法簡單易行，因此前人對此進行了一定的研究。 50年代， Simons等報道了 在沒有溶劑存在的情況下，通過加熱、加壓的辦法使 PF5與 LiF直接反應來 制備 LiPF6。在該制備方法中，反應生成的 LiPF6會在 LiF固體的表面形成一 26 六氟磷酸鋰擴建項目可行性研究報告 江蘇九九久科技股份有限公司 層保護膜，阻止反應的進一步進行。因此用該法制備 LiPF6，產 率非常低， 最終的反應產物中含有大量尚未反應的 LiF。為了提高 LiPF6的產率，荒木 稔等在制備中采用了多孔性的活性 LiF，具體的反應式如下： LiF（固） +HF（氣） ——LiHF2（固） ——LiF（多孔） +HF（氣） 首先將 LiF與 HF 在 50℃ ~200℃ 反應，生成 LiHF2，后將生成的 LiHF2在 60℃ ~700℃ 下減壓，除去 HF，生成多孔性 LiF，使之與 PF5反應，生成 LiPF6。 在制備過程中，反應溫度是關鍵因素，必須控制好。以上方法可以適當提 高 LiPF6的產率，但是最終的轉化率仍然較低。黃力等按文 獻中的方法研 究了 LiPF6的制備過程，研究結果表明：將 LiF與 HF 反應生成多孔性 LiF， 然后再與 PF5反應，一次性反應 LiPF6的產率約為 30%左右；采用反復通脫 HF，通 PF5的辦法可提高 LiPF6的產率。如果反復通脫 HF，通 PF5六次，可 將 LiPF6的產率提高至 85%左右，但進一步提高顯得異常困難，樂觀地估計 欲達到 95%的產率，至少需反復通脫 HF，通 PF5十五次。以上文獻所介紹 的方法中均使用了 PF5作為合成原料，而 PF5是一種必須自己制備且較昂貴 的原料，因此，如果使用市場可購買到的產品作為原 料，無疑可以降低 LiPF6的成本。 Ulricht等以 PCl POC13作為原料與 LiF直接反應，反應后的 混合物經有機溶劑萃