高介電常數(shù)(High-k)聚合物基復(fù)合材料(PMCs)在可卷曲觸摸屏、機器人傳感器和電子皮膚等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。要求材料不僅具有High-k,而且應(yīng)該兼具高透明性、柔韌、**度、高擊穿強度和低介電損耗等多功能。但目前研發(fā)一種兼具多功能的高介電常數(shù)復(fù)合材料仍然是一個具有重大意義的挑戰(zhàn)。本文圍繞這一挑戰(zhàn)展開了研究,主要內(nèi)容分為以下兩個方面。首先,以環(huán)氧樹脂(EP)為基體,以聚丙烯腈(PAN)-三氟甲基磺酸鋰(LiTf)雜化體為導(dǎo)體,制得了一種新型多功能復(fù)合膜。深入研究了復(fù)合膜的組成對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的影響。研究結(jié)果表明,與前人所報道的High-k材料相比,EP/(PAN-LiTf)復(fù)合膜的比較大特色是在具有High-k的同時,兼具透明、高柔性、**度和高擊穿強度。三氟甲基磺酸鋰的化學(xué)成分。安徽定制三氟甲基磺酸鋰
鋰鐵電池是一種一次干電池,鋰鐵電池的正極是二硫化亞鐵,負(fù)極是金屬鋰,使用卷繞方式制成電池,放電時,二硫化亞鐵被還原,金屬鋰被氧化。二次電池是指可以多次充電和放電、循環(huán)使用的電池,也稱“可充電池”、“蓄電池” ,主要包括鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池等種類。鋰一次電池使用金屬鋰為負(fù)極,使用二氧化錳、二硫化鐵等作為正極活性物質(zhì),電解液使用高氯酸鋰、三氟甲基磺酸鋰、碘化鋰作為電解質(zhì),整個裝配過程在干燥環(huán)境中進行,注液后即有電,無充放電化成等工序。鋰一次電池不可充電,一次性使用,因其自放電量小,比能量高,保存時間和使用時間均明顯長于鋰二次電池。因此適用于耗電量小,但需要長時間持續(xù)放電的用電設(shè)施(如:煙霧探測器),這樣可以**降低維護頻率,減少維護成本,多用于膠卷相機、儀器儀表、安防等領(lǐng)域,并可以在超市購買。有機三氟甲基磺酸鋰近期價格三氟甲基磺酸鋰的外貿(mào)推廣。
從電解質(zhì)方面來說,改變電解液pH值常被用來調(diào)控水分解過電位,特別是負(fù)極一側(cè)的HER反應(yīng)。但是,總ESW基本保持不變,此方法*能為水系電容器帶來一些優(yōu)勢。如無特定隔膜(如離子選擇性膜、雙極膜)用于解耦在陽極和陰極側(cè)的pH值,pH調(diào)控策略能調(diào)節(jié)的ESW仍然很小。真正大幅度提高水系ESW的報道始于2015年。使用高度濃縮“鹽包水”(WIS)電解液能夠為水系電池提供高的ESW。該電解質(zhì)含有極少的自由水分子和***存在的“溶劑化陽離子”-陰離子對(相互作用)。另外,負(fù)極表面生成由鹽的陰離子還原而產(chǎn)生的固態(tài)電解質(zhì)界面鈍化膜(SEI)。該SEI膜是離子導(dǎo)電而電子絕緣的,進一步阻礙了電極/電解質(zhì)界面水分子的HER反應(yīng)。拉曼光譜、***原理密度泛函理論和分子動力學(xué)(DFT-MD)模擬驗證所有的水分子通過路易斯堿性氧原子與路易斯酸性Li+的配位;形成通過陰離子還原且不同于LiF成分的硫基鈍化膜。在上述工作基礎(chǔ)之上,其它有機鹽如三氟甲磺酸鋰(LiOTf)也被進一步用于制造“水合雙鹽”或一水合鹽電解液。盡管高濃度電解液極大地擴大ESW,其利用超高濃度的昂貴氟化鋰鹽造成了實際應(yīng)用的成本和毒性問題。
近年來,伴隨電動汽車及儲能行業(yè)需求的不斷提升,鋰離子電池的能量密度也被進一步提高。但與此同時,鋰離子電池的火災(zāi)安全性問題也更加突出。商業(yè)鋰離子電池內(nèi)部組分為易燃材料,帶電電極材料儲存較高的能量,特別是低閃點的有機碳酸酯液態(tài)電解質(zhì)的高度易燃及泄漏問題是造成鋰離子電池火災(zāi)安全事故的重要因素。因此開發(fā)本質(zhì)安全型的固態(tài)化電解質(zhì)是降低其火災(zāi)安全隱患的根本手段之一。本文針對商業(yè)化液態(tài)電解質(zhì)易燃,易泄漏的問題,開展了安全型二氧化硅基離子凝膠準(zhǔn)固態(tài),鈉超離子導(dǎo)體型(NASICON)無機固態(tài),無機-有機聚合物復(fù)合型固態(tài)電解質(zhì)的合成,電化學(xué)及安全性能的相關(guān)研究,電解質(zhì)的安全性明顯提高并**終獲得了性能良好的全固態(tài)電池。首先,開展了二氧化硅基離子凝膠準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)相關(guān)研究。使用硅酸四乙酯(TEOS)作為硅源,鹽酸作為催化劑,1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽([BMIm][BF4])作為離子液體,三氟甲磺酸鋰(LiOTf)或雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰(LiTFSI)作為鋰鹽,通過快速溶膠凝膠法制備了兩種二氧化硅基離子凝膠準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)。該類電解質(zhì)以二氧化硅為基質(zhì)骨架,內(nèi)部保留部分離子液體,熱穩(wěn)定性好且完全不燃。以3-氟-4-嗎啉基苯胺為原料,在三氟甲磺酸鋰催化下,經(jīng)過各類操作,利奈唑胺的化學(xué)結(jié)構(gòu)總收率為63%。
2015年,索鎏敏、許康和王春生等等在Science報道了Water- in-salt電解液,該電解液為21m(m為mol/kg)的LiTFSI (雙三氟甲烷磺酰亞胺鋰) 水溶液,在該體系下溶質(zhì)LiTFSI和溶劑H2O無論是質(zhì)量比或是體積比都遠遠大于1,因此可以認(rèn)為是溶劑和溶質(zhì)實現(xiàn)了反轉(zhuǎn)從而得名Water-in-salt。在Water-in-salt中Li與H2O的質(zhì)量比只有1∶2.6,該電解液的電化學(xué)窗口提高到3.0V。隨后2016年Water-in-bisalt(WIBS)電解質(zhì)被報道,該電解質(zhì)為21 mLiTFSI與7 mLiOTF(三氟甲磺酸鋰)水溶液,由WIS的單鹽體系拓展為WIBS的雙鹽體系,其Li與H2O的質(zhì)量比由1∶2.6變?yōu)?∶2。WIBS穩(wěn)定的電化學(xué)窗口進一步拓寬大于3.1 V。高壓鋰離子電池采用碳材料作正極集流體,有效解決三氟甲基磺酸鋰的電解液的高壓鋰電池中鋁箔被腐蝕的問題。甘肅三氟甲基磺酸鋰近期價格
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CF3SO3Li(三氟甲磺酸鋰)在熱穩(wěn)定性、吸水分解性、循環(huán)性能等方面都高于LiPF6,尤其是CF3SO3li應(yīng)用于固體電解質(zhì)時,由于其穩(wěn)定的陰離子會使電解質(zhì)和陰極材料界面間的鈍化層結(jié)構(gòu)和組成得到改善,有利于電解質(zhì)、鈍化膜和電機的穩(wěn)定。因此,CF3SO3Li的生產(chǎn)和應(yīng)用必將成為研究的熱點。CF3SO3Li應(yīng)用于固體電解質(zhì)時,由于其穩(wěn)定的陰離子會使電解質(zhì)與負(fù)極材料界面間的鈍化層結(jié)構(gòu)和組成得到改善,有力于電解質(zhì),鈍化膜,電極的穩(wěn)定。國外雖然已經(jīng)合成出了CF3SO3Li,并有試劑出售,但其合成研究都停留在實驗室合成階段,國內(nèi)對電池材料CF3SO3Li的合成研究未見報道。安徽定制三氟甲基磺酸鋰