在很早之前添加剂的评测中,我无意中碰到过两次化学武器原料的雷区,是这样的:
-
有一种三聚(正丙基磷酸酐), 缩写叫PPACA的添加剂,对电池的高温性能有利.
-
氟磷酸二烷基酯,一种为替代二氟磷酸锂设计的添加剂,对降低电池内阻有利.
这两种添加剂涉及的领域有所不同,前者是属于合成化学武器的前体, 生产使用需要拿某种证, 受到一定的限制; 后者则是这一类同系物中有一个异丙酯(丙氟磷)是禁用的高毒物质,同时这类物质的结构与化武物质之一烷基氟膦酸酯很相似,毒性风险比较大.
为此,我特意研究了下《化学武器公约》(以下简称CWC) 中到底规定了哪些物质?结果如下:
这个禁止化学武器公约是公开的资料,其附表所列的化武原料清单可以随便搜索到,在我国国家商务部的网站上就有它的英文版和中文版,并不保密.
为了简化结构,我定义了一些取代基.其中R1,R2,R3在表格中比较常用.
(以下由于博客不支持大的图像,无法贴上,请看文末的压缩包)
其实从锂电添加剂的设计来看, 化武条件里面限制的很多结构, 都不是我们所感兴趣的. 如下:
1)带羟基或氨基的.这些因为与负极有反应而不感兴趣;
2)带氯或砷的. 氯元素因为不够耐氧化和腐蚀铝箔表面而被视为有害杂质, 这上面的基团如氯乙基,氯乙烯基,氯乙硫基等. 砷是不用的高毒性元素.即使之前有性能不错的六氟砷酸锂,也从来没有人用于产业化.
3)带硫醚结构的甚至含苯基的. 因为现在过充要求不多了, 苯基化合物因为对电性能不利用得不多了, 硫醚因为容易氧化电性能不良而不考虑. 都在不感兴趣之列.
4)结构特别复杂的,分子量特别大的,如列表中的几样生物毒素:蓖麻毒素、石房蛤毒素. 前者主要来自植物蓖麻,后者主要来自某些海洋贝类.
因此剩下可能涉及的种类并不多, 主要有:
1)氟磷酸酯,特别是烷基氟磷酸酯要注意避开.
2)氰基氟膦酸酯. 氰基+氟磷酸酯结构可能是感兴趣的,也是要避开的.
3)全氟异丁烯.
4)C3及以下烷基与磷原子相连的化合物. 这个种类比较广泛, PPACA正好是丙基与磷原子相连形成的化合物,符合这个要求.
如果是三聚(丁基磷酸酐)则不在管制之列.因为与磷原子相连的只要求管到C3为止.
附表3则是一些基础原料和简单的无机毒物,没什么特殊,平时也是管控的. CWC也没有特殊的限制.
针对不同的附表中的物质, CWC有不同的要求(以下仅是示例,并非完整的截屏, 具体的请看CWC的全文)。
