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主要使用范围。生意社双三氟甲烷磺酰亚胺锂批发价格
在高浓度电解液环境中,电极/电解液界面膜组成主要源于锂盐阴离子的氧化或还原分解,生成氟化锂(LiF),而富含LiF的界面膜相对稳定,从而可以有效减少界面发生的副反应。如在石墨负极表面,少许溶剂还原后形成不溶性的SEI组分,如Li2CO3和部分可溶的半碳酸盐和聚合物,锂盐阴离子还原的产物是典型的无机化合物,如LiF和Li2O,它们沉淀在电极表面形成-层无机-有机复合膜。该界面膜薄而致密,具有较强的机械稳定性,从而进一步改善电化学性能。且阴离子的结构也能影响界面的化学组成。Wang等研究表明在氟磺酰亚胺锂-双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiFSI+LiTFSI)中,SEI膜中LiF含量随LiFSI浓度增大而增加,这表明FSI-阴离子优先于TFSI在石墨负极表面发生分解,产生富含LiF和更稳定的SEI膜,从而进一步稳定电极/电解液的界面,提升库仑效率和循环稳定性。海南双三氟甲烷磺酰亚胺锂定制价格双三氟甲烷磺酰亚胺锂只与电压正极(如LiFePO4(LFP))相匹配。
如今,锂离子电池被认为是**有前途的大中型能源储能系统之一,然而锂离子电池仍然存在一些缺点,比如功率密度有限,成本高,安全性差等。其中安全问题对于大规模应用是非常重要的,其主要是由电解液和隔膜的热稳定性引起的。商业电解液锂盐一六氟磷酸锂,在60°C以上会与水反应热分解,因此商业锂离子电池通常***于低于60°C温度下使用,并且电池组装时严格要求无水条件。虽然有--些其他的锂盐,例如,四氟硼酸锂,双乙=酸硼酸锂和双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)等也得到了***的应用,但均不是LiPF6可行的替代品。传统电解质的组成是将锂盐溶解在溶剂中,锂离子浓度梯度严重,特别是在高充放电速率下。这是由于PF6-的迁移速高于Lit,**终限制了功率的传输并且造成锂枝晶的生长,后者会导致严重的安全问题。另外,现如今广泛应用的多孔聚烯烃隔膜如聚丙烯(PP)和聚2烯(PE)等,当温度升高(>100-150°C)时存在热尺寸收缩,引入额外的安全问题。这样的收缩暴露两个电极直接接触,如果电池过热,可能导致电池内部短路,加速火灾的发生甚至。在功率性能方面,采用了非极性聚烯烃隔膜与极性有机溶剂的相容性差。
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。双三氟甲烷磺酰亚胺锂作为锂电解质锂盐,水分要小于100ppm,一般在40ppm左右,才可以使用。
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(Fluoroethylene Carbonate,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(Vinylene Carbonate,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(trimethyl phosphate,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。硬碳负极的材料和电解液优化策略。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值多少钱
双三氟甲磺酰亚胺锂盐和DIOX+EC+VC溶剂配成的电解液组装成的锂离子电池。生意社双三氟甲烷磺酰亚胺锂批发价格
锂盐的种类非常多,但考虑到溶解度和稳定性等具体要求能应用于锂离子电池的锂盐种类比较有限,常见的应用于锂离子电池的锂盐种类如表2所示。双三氟甲基磺酰亚胺锂(LiTFSI)具有较高的溶解度和高的化学稳定性,同时,具有高的离子电导率和宽的电化学窗口。在20世纪90年代,3M公司率先将此盐实现了商业化,作为动力电池电解液的功能添加剂使用,具有改善正负极SEI膜,稳定正负极界面,抑制气体的产生,改善高温性能和循环性等多种功能。在WIS体系中将LiTFSI作为主体锂盐是因为:其在水溶液中有较高的溶解度(>20mol/kg,25°C)和其在水溶液中不水解具有高的化学稳定性。生意社双三氟甲烷磺酰亚胺锂批发价格