双三氟甲烷磺酰亚胺锂基本参数
  • 产地
  • 上海
  • 品牌
  • 上海域伦
  • 型号
  • 齐全
  • 是否定制
双三氟甲烷磺酰亚胺锂企业商机

基于此,斯坦福大学戴宏杰教授团队提出了一种用于锂金属电池的新型离子液体电解质。该电解液的粘度相较于之前用于锂金属电池的离子液体更低,其组分包括1-乙基-3-甲基咪唑双氟磺酸亚胺([EMIm]FSI与5 M双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)及0.16 M双三氟甲烷磺酰亚胺钠(NaTFSI)添加剂(在本文中为了方便将该电解质命名为“EM-5Li-Na”IL电解液)。采用该电解液的Li/Li对称电池可实现1200 h稳定、可逆的Li沉积/溶解循环,Li-Cu电池可实现锂沉积CE≈99%。当锂金属与高容量NCM 811阴极匹配时可分别提供比较大比容量(≈199 mAh g-1)和≈765Wh kg-1的能量密度。即使在高LiCoO2载量(如12 mg cm−2)的情况下,Li-LiCoO2电池在0.7 C充放电率下经过1200次循环后,其容量保持率仍高达81%(相较于初始容量)。这一结果使得具有高安全性,高能量密度和长循环稳定性的锂金属电池具有实用化前景。该研究成果以“High-Safety and High-Energy-Density Lithium Metal Batteries in a Novel Ionic-Liquid Electrolyte”为题发表在国际前列期刊Advanced Materials上。双三氟甲烷磺酰亚胺锂的包装方法。装配式双三氟甲烷磺酰亚胺锂材料

随后研究人员将制备的中性高浓度锌离子电解质、锂锰氧(LiMn2O4)正极、Zn负极组装成完整的纽扣电池,并测试了电池的电化学性能。在0.4C倍率下,电池能量密度可达180 Wh kg–1,经过4000次循环后,电池仍可保持85%的初始容量,库伦效率近100%;而将该电解质应用于以氧气为正极的的Zn空气电池中同样获得了优异的性能,即电池能量密度可达300 Wh kg–1,循环次数达200余次。上述结果表明,新型的高浓度中性Zn离子电解质能够有效地抑制充放电循环中枝晶的形成,从而***改善电池循环稳定性和寿命。而结构表征、谱学研究以及分子动力学综合研究揭露了该电池性能增强原因来源于高浓度水系电解质中Zn2+的溶剂化-保护层结构,即Zn2+周围被大量双三氟甲烷磺酰亚胺阴离子迫包围,避免其与水分子接触从而形成离子对(Zn-TFSI)+,有效抑制(Zn-(H2O)6)2+的形成,进而避免化学惰性的氧化锌枝晶的形成。无忧双三氟甲烷磺酰亚胺锂用量双三氟甲烷磺酰亚胺锂的化学性质。

电池中的硫正极与电解液直接接触,因此在循环过程中会形成多硫化物,并诱导多硫化物溶解和穿梭。在锂为负极、双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)为溶质的电池中,研究了高浓度、常规和稀释电解液对电池性能的影响。充放电曲线为典型的锂硫电池曲线,电压平台较短,对应Sg→Li2S4的转变;低电压的平台较长,对应Li2S4-→Li2S的转变。在标准的1M电解液中C/10的倍率,硫正极可表现出1265mAh.g-1的比容量、第二个放电平台电压约为2.1V(电压迟滞~0.15V)。但当倍率增加到2C时,放电容量降为650mAh.g-1(为初始容量的50%),放电平台降为1.8V(电压迟滞~0.65V),说明存在溶解/穿梭效应从而导致锂硫电池中倍率性能受限。电解液浓度增加时,高倍率下容量***降低,电压滞后明显增加。高浓度电解液1C-2C倍率下,几乎无法区分出两个放电平台,说明高浓度电解液中反应动力学较差。当电解液浓度为1M和2M时,200次循环后均出现明显的容量衰减(~65%),即第200圈充放电*能释放~600mAhg-1的容量。在0.1M的电解液中,电池表现出了优异的电化学性质,循环200个周期后的容量保持率为~95%,说明稀释电解液后的锂硫电池中多硫化物穿梭、负极表面不可逆的Li2S沉积和电阻的增长均变小。

LiTFSI(双三氟甲烷磺酰亚酰胺锂)锂盐热稳定性优异,但通常会腐蚀铝箔。为解决这一问题,Matsumoto等将LiTFSI锂盐浓度提高,配制了1.8mol/LLiTFSIm(EC):m(DEC)=3:7电解液,使用铝工作电极时其电化学窗口达到了4.5V。通过分析得到由于在高浓度电解液中,铝箔表面形成一-层氟化锂LiF钝化层,成功抑制了铝箔的腐蚀。Wang等研究了高浓度的LiN(SO2F)2(LiFSA)/碳酸二甲酯(DMC)电解液体系,其可形成三维网络状结构,从而在5V电压条件下有效阻止过渡金属和铝的溶解,高电压石墨C/LiNi0.5Mn1.5O4电池具有优异的循环性能。在10mol/LLiFSI-DMC高浓度电解液中,由于其可形成含氟量较高的界面保护层,在充电电压达到4.6V时,经过100次循环后,Li/NMC622电池保持了86%的初始放电容量。高浓度电解液具有高的抗氧化还原性,高载流子密度,可抑制铝箔腐蚀,热稳定性好等优点,具有应用于高电压电解液的潜力。然而其也存在不足,如电导率较低、成本较高等,如何提高电导率,降低成本,是推动高浓度电解液实用化进程的关键。双三氟甲烷磺酰亚胺锂作为六氟磷酸锂的升级产品,可改善锂电池循环性能、高温性能和存储性能。

酯类和醚类是电池中**常用的两类有机电解液溶剂,而常用的盐有六氟磷酸盐,高氯酸盐,三氟甲基磺酸盐,双三氟甲烷磺酰亚胺盐等。在对硬碳的报道中,酯类电解液是**常用的,但醚类电解液可以实现更好的倍率性能和首效。电解液溶剂和盐的种类,以及电解液的浓度,可以影响SEI膜的组成,从而影响硬碳负极的循环性能。通过在电解液中加入少量的添加剂,可以***的提高硬碳负极的性能。比如,添加2-5%的氟代碳酸乙烯酯(FluoroethyleneCarbonate,FEC)可以在硬碳负极表面生成稳定的SEI膜,而加入碳酸亚乙烯酯(VinyleneCarbonate,VC)则可以提高SEI膜的热稳定性,从而提高电池的高温性能。也有一些基于磷酸三甲酯(trimethylphosphate,TMP)的不可燃电解液,可以提高电池的安全性,因而也非常值得关注。双三氟甲烷磺酰亚胺锂作为六氟磷酸锂的升级产品。广西双三氟甲烷磺酰亚胺锂咨询问价

双三氟甲基磺酰亚胺锂可用于制备锂电池的电解质以及新型稀土路易斯酸催化剂。装配式双三氟甲烷磺酰亚胺锂材料

1994年,Dahn等报道了***个水系锂离子电池,该体系分别使用LiMn2O4和VO2作为正、负极,以5 mol/L LiNO3和0.001 mol/L LiOH作为电解液,在1.5 V的平均电压下循环100次后容量保持率达到80%。然而,水的电化学窗口较窄,限制了电极材料的选择范围,导致了传统水系锂离子电池的能量密度很低。为了进一步提高能量密度,2015年,王春生等报道了宽电位“water in salt”电解液,负极侧双三氟甲基磺酰亚胺(TFSI)的还原导致的钝化作用和正极侧Li+的溶剂化以及TFSI离子的作用,使电化学窗口扩大至3 V,如图5所示。使用该电解液组装了2.3 V的水系锂离子电池并循环了1000多次,无论在较低(0.15 C)、还是较高(4.5 C)倍率下放电和充电库仑效率均接近100%。在此研究基础上,该课题组又使用三(三甲基甲硅烷基)硼酸酯(TMSB)作为添加剂,通过TMSB的电化学氧化形成阴极电解质界面(CEI),使LiCoO2在更高的截止电压下稳定充电/放电,并具有170 mA·h/g的高容量。当与Mo6S8阳极配对时电压为2.5 V,能量密度达到120 W·h/kg(1000个循环),每循环0.013%的极低容量衰减率。随后,又有更宽电位的“water in bisalt”电解液被报道,拓宽了电极材料选择的范围。装配式双三氟甲烷磺酰亚胺锂材料

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