河北鋰電池雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰

來源: 發(fā)布時間:2021-11-12

雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰:用作鋰離子電池有機電解質(zhì)鋰鹽,具有較高的電化學(xué)穩(wěn)定性和電導(dǎo)率。而且在較高的電壓下對鋁集流體沒有腐蝕作用。外觀: 白色結(jié)晶或粉末含量: ≥99%水分:小于100ppm(水分一般在40ppm左右)熔點: 234-238℃包裝: 5KG、50KG桶!1.作為鋰電池有機電解質(zhì)鋰鹽LiN(CF3S02)2作為鋰電解質(zhì)鋰鹽,水分要小于100ppm,一般在40ppm左右,才可以使用。用作鋰離子電池有機電解質(zhì)鋰鹽,具有較高的電化學(xué)穩(wěn)定性和電導(dǎo)率。而且在較高的電壓下對鋁集流體沒有腐蝕作用。用EC/DMC配制成l mol/L電解質(zhì)溶液。電導(dǎo)率可達1.0x10-2 S/cm。在-30℃下電導(dǎo)率還在10-3 S/cm以上。這對于***應(yīng)用極為重要。2.作反應(yīng)催化劑LiN(CF3S02)2:和它的同系列化合物MN(RsS02)2(其中,M為1價陽離子,如H+,U+,Na+等;Rf為CF3,C2F5,C3F7,C4F9等全氟烷基),是用于有機催化裂化、加氫裂化、催化重整、異構(gòu)化、烯烴水合、甲苯歧化、醇類脫水以及?;磻?yīng)等過程的路易斯酸催化劑。3.制備離子液體。LiN(CF3S02)2:制備重要室溫離子液體狀態(tài): 工業(yè)化生產(chǎn),月產(chǎn)能在3-5噸雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰是重要的含氟有機離子化合物,其應(yīng)用在二次鋰電池、超級電容器。河北鋰電池雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰

如今,鋰離子電池被認為是**有前途的大中型能源儲能系統(tǒng)之一,然而鋰離子電池仍然存在一些缺點,比如功率密度有限,成本高,安全性差等。其中安全問題對于大規(guī)模應(yīng)用是非常重要的,其主要是由電解液和隔膜的熱穩(wěn)定性引起的。商業(yè)電解液鋰鹽一六氟磷酸鋰,在60°C以上會與水反應(yīng)熱分解,因此商業(yè)鋰離子電池通常***于低于60°C溫度下使用,并且電池組裝時嚴格要求無水條件。雖然有--些其他的鋰鹽,例如,四氟硼酸鋰,雙乙=酸硼酸鋰和雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰(LiTFSI)等也得到了***的應(yīng)用,但均不是LiPF6可行的替代品。傳統(tǒng)電解質(zhì)的組成是將鋰鹽溶解在溶劑中,鋰離子濃度梯度嚴重,特別是在高充放電速率下。這是由于PF6-的遷移速高于Lit,**終限制了功率的傳輸并且造成鋰枝晶的生長,后者會導(dǎo)致嚴重的安全問題。另外,現(xiàn)如今廣泛應(yīng)用的多孔聚烯烴隔膜如聚丙烯(PP)和聚2烯(PE)等,當(dāng)溫度升高(>100-150°C)時存在熱尺寸收縮,引入額外的安全問題。這樣的收縮暴露兩個電極直接接觸,如果電池過熱,可能導(dǎo)致電池內(nèi)部短路,加速火災(zāi)的發(fā)生甚至。在功率性能方面,采用了非極性聚烯烴隔膜與極性有機溶劑的相容性差。浙江雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰價格合理雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰產(chǎn)品介紹。

中國科學(xué)院金屬研究所李峰研究員和孫振華研究員等,將原位固化的策略引入到鋰硫電池中,在電解液中加入2, 5-二氯-1, 4-苯醌(DCBQ),使得鋰硫電池電化學(xué)反應(yīng)過程中生成的多硫離子可以與DCBQ發(fā)生親核取代反應(yīng),原位地生成不易溶于醚類電解液的固相有機硫聚合物,從而實現(xiàn)抑制穿梭效應(yīng)的目的。通過實驗表征和理論計算結(jié)合,發(fā)現(xiàn)有機硫聚合物中的多硫化物可以被共價鍵合作用限制,該固態(tài)的有機硫聚合物能夠阻止后續(xù)多硫化物的遷移,使活性物質(zhì)保持在正極中,增加了循環(huán)穩(wěn)定性和活性物質(zhì)利用率。DCBQ上的醌羰基官能團可以加快鋰離子的遷移速率,促進電化學(xué)反應(yīng)的動力學(xué)過程,提升電池的倍率性能。在電解液中添加了DCBQ的鋰硫電池,在2C電流密度下放電比容量高達622 mAh g-1,是不含添加劑的電池容量的3.5倍,在1 C倍率下充放電循環(huán)100圈,電池容量保持率為92%。鋰硫電池的醚類電解液中(1 M雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰(LiTFSI),0.2 M硝酸鋰,溶解于1,3二氧戊環(huán)(DOL)和乙二醇二甲醚(DME)的體積比為1:1的混合溶液)添加DCBQ,在***放電產(chǎn)生多硫化物時,DCBQ上的氯可與多硫離子的孤對電子產(chǎn)生作用,發(fā)生取代反應(yīng)進而縮聚生成固相的有機硫聚合物。

PDES-CPE的制備過程示意圖。將四種固體粉末:丁二腈(SN)、雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰(LiTFSI)、二氟草酸硼酸鋰(LiDFOB)和一種合成的單體甲基丙烯酸(2-(((2-氧代-1,3-二氧戊烷基-4-基)甲氧基)甲酰胺基))-乙酯(CUMA)均勻混合得到熔融的前驅(qū)體,加入具有正極、負極、隔膜的電池中,在60 ℃充分聚合得到含有PDES-CPE的電池。通過截面掃描電鏡圖和能譜圖看出,正極和電解質(zhì)呈現(xiàn)出緊密的接觸,原位聚合的電解質(zhì)可以均勻滲透到工業(yè)水平的正極(70 μm,26 mg/cm2)中,有益于界面阻抗的降低和界面的離子傳輸。根據(jù)PDES-CPE聚合前后的1H核磁共振譜,通過聚合后的單體和殘余單體所對應(yīng)的峰的積分面積計算,得出PDES-CPE的聚合轉(zhuǎn)化率高達99.8 %(圖1c)。CUMA中的甲基丙烯酸酯結(jié)構(gòu)在聚合時具有快速的鏈增長動力學(xué)性能,且其聚合物自由基中間體與SN或鋰鹽之間的鏈轉(zhuǎn)移反應(yīng)較少;另外,CUMA較短的鏈長使得其在鏈增長過程中反應(yīng)活化能較低,決定了PDES-CPE的高聚合轉(zhuǎn)化率。雙三氟甲磺酰亞胺鋰產(chǎn)品的國產(chǎn)化。

目前商用鋰離子電池通常圍繞有機電解液構(gòu)建,但是由于有機體系本征的高揮發(fā)性、易燃等特性使得其存在高加工成本、低安全、非環(huán)境友好等問題。近年來,水系電池采用更溫和的水作為溶劑**增加了電池器件加工便利性,安全性,然而受限于水的低電化學(xué)窗口(1.23V),水系鋰電能量密度不足以與目前有機體系抗衡, 2015年 “water in salt”概念指出通過高鹽濃度可以大幅度提升水系電解液的電化學(xué)窗口,從而實現(xiàn)了更高能量密度的水系鋰離子電池器件?!皐ater in salt”電解質(zhì)指的是濃度為 21 M(mol/kg)的 LiTFSI (雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰) 水溶液,即溶質(zhì) LiTFSI 和溶劑水的質(zhì)量比/體積比都遠大于1,從而得名 water-in-salt(鹽包水)。“water in salt”電解液除了帶給水系電池更好的電化學(xué)性能之外,其背后還存在一系列不同于有機體系的界面化學(xué)或離子傳導(dǎo)機制,這些特殊性質(zhì)值得進一步挖掘。尤其是在高粘度下其還能保持如此高的電導(dǎo)率,溶劑水對離子傳輸?shù)拇龠M作用尚未明確。雙三氟甲基磺酰亞胺鋰可用于制備鋰電池的電解質(zhì)以及新型稀土路易斯酸催化劑。海南品質(zhì)雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰

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電池中的硫正極與電解液直接接觸,因此在循環(huán)過程中會形成多硫化物,并誘導(dǎo)多硫化物溶解和穿梭。在鋰為負極、雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰(LiTFSI)為溶質(zhì)的電池中,研究了高濃度、常規(guī)和稀釋電解液對電池性能的影響。充放電曲線為典型的鋰硫電池曲線,電壓平臺較短,對應(yīng)Sg→Li2S4的轉(zhuǎn)變;低電壓的平臺較長,對應(yīng)Li2S4-→Li2S的轉(zhuǎn)變。在標(biāo)準(zhǔn)的1M電解液中C/10的倍率,硫正極可表現(xiàn)出1265mAh.g-1的比容量、第二個放電平臺電壓約為2.1V(電壓遲滯~0.15V)。但當(dāng)倍率增加到2C時,放電容量降為650mAh.g-1(為初始容量的50%),放電平臺降為1.8V(電壓遲滯~0.65V),說明存在溶解/穿梭效應(yīng)從而導(dǎo)致鋰硫電池中倍率性能受限。電解液濃度增加時,高倍率下容量***降低,電壓滯后明顯增加。高濃度電解液1C-2C倍率下,幾乎無法區(qū)分出兩個放電平臺,說明高濃度電解液中反應(yīng)動力學(xué)較差。當(dāng)電解液濃度為1M和2M時,200次循環(huán)后均出現(xiàn)明顯的容量衰減(~65%),即第200圈充放電*能釋放~600mAhg-1的容量。在0.1M的電解液中,電池表現(xiàn)出了優(yōu)異的電化學(xué)性質(zhì),循環(huán)200個周期后的容量保持率為~95%,說明稀釋電解液后的鋰硫電池中多硫化物穿梭、負極表面不可逆的Li2S沉積和電阻的增長均變小。河北鋰電池雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰