近期,華為技術有限公司、深圳新宙邦科技股份有限公司、萬華化學集團股份有限公司等多家行業龍頭公布了添加己烷三腈的電解液、電池以及己烷三腈合成專利。己烷三腈作為高壓鋰電池功能性添加劑,正在受到越來越多的關注。
傳統的鋰電池電解液會在4.5伏電壓以上發生分解,嚴重影響鋰電池性能。而在高工作電壓下,鋰電池需要具有較寬電化學窗口、對鋰鹽溶解度高且低毒的新型有機溶劑,己烷三腈正是這種新型有機溶劑之一。
這是因為,己烷三腈具有獨特的三腈結構,具有較寬的電化學窗口、高陽極穩定性、低黏度,并且沸點高,在高溫及低溫性能等方面都具有更優越的電化學性能,在提高電池的高電壓穩定性方面具有明顯作用。而且,己烷三腈中的氰基官能團能夠參與正極成膜,同時能夠捕捉電極材料中溶出的過渡金屬離子,避免其對電池的破壞,提升電池的高溫性能、安全性。此外,己烷三腈在高電壓下具有較好的穩定性,可以去除電解液中的水分和氟化氫,改善電池的循環壽命、高溫性能。
實踐證明,己烷三腈在電動汽車電池和儲能電池電解質添加應用后,在150次循環后電子轉移提升20%,放電容量增加25%,能夠改善電池壽命和整體性能,有效減少25%以上的有害氣體排放,具有較好的高溫儲存和循環性能,并保護鋰電池陰極免受降解。
但作為一種新型高壓鋰離子電池的電解質添加劑,現有的己烷三腈生產方法存在各種短板,如原材料不易獲得、成本高、工藝流程長等問題。
新技術的出現有望改變這一現狀。己烷三腈是以己二腈為原料合成的,己二腈的國產化使得己烷三腈成本大幅下降。丁二烯氫氰化法、己二酸催化氨化法、丙烯腈電解二聚法等多種己二腈工藝的發展,則有望為合成己烷三腈或單體開辟短流程、低成本、高質量的新技術路線。其中,丙烯腈電解二聚合成己二腈的同時會副產己烷三腈;己二酸催化氨化法合成己二腈過程中,嚴格控制1-氨基-2-氰基-1-環戊烯(ACCP)生成,而ACCP正是合成己烷三腈的關鍵中間體。基于此,己二腈聯產己烷三腈的工藝路徑將成為可能,通過工藝、反應器結構調整,可以把己二腈產量降到相對較低,己烷三腈或ACCP產生比例提高到最大,實現己二腈-己烷三腈多聯產。
目前來看,己二腈聯產己烷三腈生產規模可達2000至1萬噸。聯產方式降低了投資成本和建設成本,還可以延伸己二腈產業鏈條,甚至通過聯產己烷三腈,推動己二腈產業重構與升級。

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