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熔点: 234-238℃。高纯双三氟甲烷磺酰亚胺锂材料
由来自美国马里兰大学王春生教授和美国陆军研究实验室徐康博士两位华人学者领导的研究小组尝试了新的思路。他们将一种锂的离子化合物——双三氟甲烷磺酰亚胺锂以极高的浓度溶于水,得到了一种独特的“盐水”。由于溶液中锂盐的体积和质量分数都高于水,这种“盐水”实际上应该视为水溶于锂盐中形成的溶液。这种溶液的导电能力与常规有机溶剂电解质相当,而可燃性要**低于后者。在电池使用过程中,溶液中的锂盐会先于水发生电解,电解产物会沉积在电极上形成保护层,防止水的电解的发生,而导电能力不会受到影响。类似的保护层在使用非水电解质的电池中很常见,但因为基于水溶液的电解质电解产物是氢气和氧气,通常很难形成固态保护层,而这项新的研究巧妙地解决了这个问题。福建双三氟甲烷磺酰亚胺锂危害双三氟甲磺酰亚胺锂粉末产能、产量、产值。
基于上述研究基础,又开展了LiPF6添加剂改性LiTFSI-LiBOB双盐电解质的研究工作。研究表明,适量的LiPF6添加剂可以诱导EC溶剂开环、聚合,使生成的SEI膜表面富含poly(CO3)成分,SEI膜表面由此变的致密、光滑,可以有效抑制锂枝晶的生长。该研究成果以“Electrolyteadditiveenabledfastchargingandstablecyclinglithiummetalbatteries”为题,发表在Nat.Energy2017,2,17012(JianmingZheng,MarkH.Engelhard,DonghaiMei,ShuhongJiao,BryantJ.Polzin,Ji-GuangZhang(通讯作者)WuXu(通讯作者))。但是,该LiPF6改性Imide-Orthoborate双盐电解质体系对应的锂金属负极的库仑效率仍不高,只有90.6%左右。为了进一步提升对应锂金属的库仑效率,优化了LiTFSI-LiBOB双盐电解质体系中的溶剂比例,同时使用了组合添加剂(LiPF6 + VC + FEC),发现对应锂金属负极库仑效率可提升至98.1%。
Borgel等研究了镍锰酸锂半电池(Li/LiNi0.5Mn1.5O4)在TFSI(双三氟甲烷磺酰亚胺)基离子液体中的性能,相比于常规电解液,电池不可逆容量**降低。但将这些离子液体应用在高倍率和低温环境时,其性能还需要进一步的优化。1mol/LLiNTf2-C4mpyrNTf2(双三氟甲烷磺酰亚胺锂/1-丁基-1-甲基吡咯烷鎓双三氟甲磺酰亚胺)电解液用于Li/LiNi0.5Mn1.5O4电池,与电解液[1mol/LLiPF6j(EC)∶j(DEC)=1∶2]相比,电池放电容量相当,但库仑效率有明显的提高,且离子液体的阻燃性、安全性较优。不足的地方是使用该离子液体后电池库仑效率*约95%,容量衰减较快,因此库仑效率还需提高,真正实现高效率、高容量保持率。为改善其不足,可将离子液体与常规溶剂作为共溶剂,提升锂离子电池在高电压下的性能。虽然离子液体可应用在高电压锂离子电池,但是其高的黏度、低的电导率导致电池循环和倍率性能降低;其次,其浸润性不好,致使与电极的相容性也较差;再者,离子液体熔点高,使得在低温下的性能下降。离子液体真正实现应用化还需更多的研究。双三氟甲烷磺酰亚胺锂产品规格、参数。
浙江大学工程力学系曲绍兴教授与贾铮教授课题组研发了一种具有优异力学性能的全固态离子导电弹性体,成果以《AMechanicallyRobustandVersatileLiquid-FreeIonicConductiveElastomer》为题发表在材料领域**期刊AdvancedMaterials上。他们将酯类单体乙二醇甲醚丙烯酸酯(MEA)、丙烯酸异冰片酯(IBA)和双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)按一定比例混合,通过自由基聚合的方法,制备了一种新型的全固态离子导电弹性体。该材料中高分子网络与离子间存在大量氢键与锂键,这些氢键与锂键起到物理交联点的作用并且在材料受拉伸时可发生断裂、耗散大量能量,使得该离子导电弹性体拥有极好的力学性能。此外,该离子导电弹性体具有非晶结构(图1b)和良好的透明度。含盐量为0.5M的离子导电弹性体的可拉伸性超过1600%,其工作温度窗口在-14.4゜(相转变温度)到200゜(热分解温度,图1e)之间,相比水凝胶而言具有极高的温度稳定性。双三氟甲烷磺酰亚胺锂是重要的含氟有机离子化合物,其应用在二次锂电池、超级电容器。四川双三氟甲烷磺酰亚胺锂公司
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尖晶石型锰酸锂(LiMn2O4)正极作为一种主流的水系锂电池正极材料被***用于水系锂离子电池,研究表明其电化学性能高度依赖于锰酸锂材料自身化学组分、颗粒尺寸、晶体结构和形貌等材料属性。本文针对性选取了LiMn2O4、铝掺杂LiAlxMn2-xO4、富锂Li1+xMn2-xO4三种典型的尖晶石型LiMn2O4,通过一系列分析、表征手段研究循环前后其晶体结构、材料形貌以及化学组分的变化,探究在高盐浓度Water-in-salt (WIS)水系电解液(21 mol/kg的双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)溶液)中三种材料电化学性能不同的原因。研究发现充放电时未经处理的尖晶石LiMn2O4因为严重的Mn溶解和Jahn-Teller效应产生了不可逆的相变和形貌变化,容量衰减严重,循环性能差;铝掺杂一定程度上抑制了尖晶石锰酸锂的Jahn-Teller效应,但不能完全解决Mn溶解和晶格畸变问题,也存在较严重的容量衰减;富锂Li1+xMn2-xO4可以有效抑制尖晶石锰酸锂在水系电解液中的Mn溶解和Jahn-Teller畸变,晶体结构稳定,综合电化学性能好,适合用于水系锂离子电池,提高其整体电化学性能。高纯双三氟甲烷磺酰亚胺锂材料