目前商用锂离子电池通常围绕有机电解液构建,但是由于有机体系本征的高挥发性、易燃等特性使得其存在高加工成本、低安全、非环境友好等问题。近年来,水系电池采用更温和的水作为溶剂**增加了电池器件加工便利性,安全性,然而受限于水的低电化学窗口(1.23V),水系锂电能量密度不足以与目前有机体系抗衡, 2015年 “water in salt”概念指出通过高盐浓度可以大幅度提升水系电解液的电化学窗口,从而实现了更高能量密度的水系锂离子电池器件。“water in salt”电解质指的是浓度为 21 M(mol/kg)的 LiTFSI (双三氟甲烷磺酰亚胺锂) 水溶液,即溶质 LiTFSI 和溶剂水的质量比/体积比都远大于1,从而得名 water-in-salt(盐包水)。“water in salt”电解液除了带给水系电池更好的电化学性能之外,其背后还存在一系列不同于有机体系的界面化学或离子传导机制,这些特殊性质值得进一步挖掘。尤其是在高粘度下其还能保持如此高的电导率,溶剂水对离子传输的促进作用尚未明确。双三氟甲烷磺酰亚胺锂主要使用范围。广东双三氟甲烷磺酰亚胺锂说明书
吉林大学孙俊奇教授研究小组报道了一种具有自修复性能和高离子导电率的柔性固态凝胶电解质。该凝胶电解质由含有2-脲基-4[H]啶酮(UPy)基团的聚离子液体,咪唑类离子液体和锂盐(双三氟甲烷磺酰亚胺锂)的**溶液经溶剂挥发和热压的方法制备而成。其中,UPy基团间的四重氢键将聚离子液体交联从而形成了稳定的聚离子液体网络。同时,由于聚离子液体和离子液体的相容性和静电相互作用,上述聚离子液体网络可以负载大量的离子液体(离子液体为聚离子液体质量的3.5倍)从而形成了固态的离子液体凝胶(Ionogel)电解质。该凝胶电解质的离子导电率高达1.41×10-3S/cm,同时表现出良好的柔性、弹性和优异的不可燃烧性质。基于该凝胶电解质组装的Li|Ionogel|LiFePO4电池表现出了良好的充放电循环性能,该电池在0.2C倍率下循环120周期后的放电容量和库伦效率分别为147.5mAh g-1和99.7%,上述性能均优于同等条件下以离子液体或传统的液态电解液作为电解质所组装的电池。广东双三氟甲烷磺酰亚胺锂说明书双三氟甲烷磺酰亚胺锂的市场运用范围。
采用***性原理计算(DFT)与实验相结合的方法,比较研究了双三氟甲烷磺酰亚胺锂-二草酸硼酸锂(LiTFSI-LiBOB)、双三氟甲烷磺酰亚胺-二氟草酸硼酸锂(LiTFSI-LiDFOB)、双氟磺酰亚胺锂-二草酸硼酸锂(LiFSI-LiBOB)、双氟磺酰亚胺锂-二氟草酸硼酸锂(LiFSI-LiDFOB)四种酰亚胺-硼酸盐双盐电解质体系对抑制锂枝晶生长、提升锂金属库仑效率的作用效果。研究结果表明,LiTFSI-LiBOB双盐电解质体系能够发挥比较好的效果。该研究成果以“Effects of Imide-Orthoborate Dual-Salt Mixtures in Organic Carbonate Electrolytes on the Stability of Lithium Metal Batteries”为题发表在ACS Appl. Mater. Inter. 2018, 10, 2469-2479(Xing Li, Jianming Zheng (共同一作), Mark H. Engelhard, Donghai Mei, Qiuyan Li, Shuhong Jiao, Ning Liu, Wengao Zhao, Ji-Guang Zhang(通讯作者), Wu Xu(通讯作者))。此外,为了更准确的测定锂金属负极的库仑效率,还系统研究了隔膜的影响,研究结果表明聚乙烯(PE)膜是相对**稳定的隔膜体系。
PDES-CPE的制备过程示意图。将四种固体粉末:丁二腈(SN)、双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)、二氟草酸硼酸锂(LiDFOB)和一种合成的单体甲基丙烯酸(2-(((2-氧代-1,3-二氧戊烷基-4-基)甲氧基)甲酰胺基))-乙酯(CUMA)均匀混合得到熔融的前驱体,加入具有正极、负极、隔膜的电池中,在60 ℃充分聚合得到含有PDES-CPE的电池。通过截面扫描电镜图和能谱图看出,正极和电解质呈现出紧密的接触,原位聚合的电解质可以均匀渗透到工业水平的正极(70 μm,26 mg/cm2)中,有益于界面阻抗的降低和界面的离子传输。根据PDES-CPE聚合前后的1H核磁共振谱,通过聚合后的单体和残余单体所对应的峰的积分面积计算,得出PDES-CPE的聚合转化率高达99.8 %(图1c)。CUMA中的甲基丙烯酸酯结构在聚合时具有快速的链增长动力学性能,且其聚合物自由基中间体与SN或锂盐之间的链转移反应较少;另外,CUMA较短的链长使得其在链增长过程中反应活化能较低,决定了PDES-CPE的高聚合转化率。双三氟甲烷磺酰亚胺锂的化学性质。
一是推动医药企业智能化发展。引导企业创新发展理念,打造智能制造+绿色制造+共享平台”新商业模式,构建“共享智能工厂“新生态。二是推动装备制造**化发展。发展黑土地保护性耕作、秸秆还田收贮、收割机、深松机、整地机等农业机械,以及设施农业、畜禽屠宰等农牧及加工机械,打造农机装备产业链,发展创新平台,研发**装备。三是推动化工新材料创新发展。发展氯磺酰氰酸酯锂电池电解液新材料,推进双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)及双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)国产化,提升国际竞争力。四是推动冶金建材业绿色化发展。重视绿色制造,推进产品全生命周期的绿色管理进程,推进金钢钢铁低碳非高炉炼铁改造,发展绿色低碳冶金建材产业。双三氟甲烷磺酰亚胺锂合成方法。河南加工双三氟甲烷磺酰亚胺锂
双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)作为主盐溶解于一种新型磷酸酯主溶剂。广东双三氟甲烷磺酰亚胺锂说明书
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。广东双三氟甲烷磺酰亚胺锂说明书