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。中国香港双三氟甲烷磺酰亚胺锂值多少钱
中科院兰州化学物理研究所阎兴斌研究员、兰州大学栗军帅教授课题组成功开发出一种混合水系/非水系water-in-bisalt电解质,其中水系电解质的组成为7 m 三氟甲烷磺酸锂(LiOTF)和21m 双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI);非水系电解质的组成为LiTFSI溶于碳酸二甲酯(DMC),比例为1:1.2 (i.e.,9.25 m LiTFSI)。所制备出的混合电解质不仅具有优异的阻燃性能,而且有助于形成高质量的SEI层来保护工作电极。随后以KS6石墨为正极,以五氧化二铌(Nb2O5)为负极再搭配混合电解质组装出的DIB具有优异的电化学综合性能,包括稳定的工作电压窗口0–3.2 V,高初始比容量47.6 mAh g−1及可接受的循环保留容量29.6 mAh g−1。此外,DIB的medium放电电压可高达2.2V,库伦效率可达93.9%,该性能与使用有机电解质的DIBs相当。同时,DIB具有良好的倍率性能和容量可逆性。制作双三氟甲烷磺酰亚胺锂大概费用双三氟甲基磺酰亚胺锂具有高的离子电导率和宽的电化学窗口。
斯坦福大学崔屹教授课题组设计了一种防火、超轻的固态聚合物电解质(SSE)以提高锂电池的安全性。该聚合物固态电解质以多孔聚酰亚胺(PI)作为机械增强框架材料,添加阻燃剂(十溴二苯乙烷,DBDPE)和离子导电聚合物电解质(聚环氧乙烷/双三氟甲烷磺酰基锂,PEO/LiTFSI)。聚合物固态电解质由轻质有机材料制成,具有可调节的膜厚度(10–25 μm),与传统的隔膜/液体电解质相比,具有更高的能量密度。该聚合物框架PI/DBDPE具有良好的热稳定性,在350 ℃时也没有观察到化学成分与形貌的变化。多孔PI/DBDPE膜的杨氏模量为440 MPa,比PEO/LiTFSI膜的杨氏模量(0.1 MPa)高出近4个数量级,证明了其具有优异的机械强度。添加了离子导体PEO/LiTFSI之后,整个电解质表现出了非常好的防火性能。制成的Li/Li 对称电池循环了300小时不短路,LiFePO4/ Li半电池在60 °C下表现出高速率性能(在1 C下为131 mAh g-1)和循环性能(在C/2速率下300个循环)。此外,该固态聚合物电解质制成的软包电池在火焰测试下仍然可以工作,体现出优异的耐高温特性。
双(三氟甲磺酰)亚胺锂,通常简称为LiTFSI,是一种亲水盐,化学式为LiC2F6NO4S2。它是锂离子电池电解质中常用的锂离子源,是一种比常用的六氟磷酸锂更安全的替代品。因为它在水中有很高的溶解度(>21m),LiTFSI已被用作水-盐电解质中的锂盐,用于水性锂离子电池。2020年,全球双三氟甲磺酰亚胺锂溶液市场规模达到了xx百万美元,预计2026年可以达到xx百万美元,年复合增长率(CAGR)为xx%(2021-2027)。中国市场规模增长快速,预计将由2020年的XX百万美元增长到2027年的XX百万美元,年复合增长率为XX%(2021-2027)。双三氟甲烷磺酰亚胺锂稳定性。
LiTFSI作为新型非水性锂盐,具有高的热稳定性,阴阳离子的缔合度小,在碳酸酯体系具有高的溶解度和解离度。在低温情况下,LiFSI体系电解液较高的电导率和较低的电荷转移阻抗保证了其低温性能。Mandal等人采用LiTFSI作为锂盐,EC/DMC/EMC/pC(质量比15:37:38:10)为基础溶剂,所得电解液在-40°C下仍具有2mScm-1的高电导率。因而,LiTFSI被视为是**有前途的,能够取代六氟磷酸锂的电解质,也被视为是过渡到固态电解质时代的选择之一。根据维基百科的观点,LiTFSI双(三氟甲磺酰基)酰亚氨锂又称双(三氟甲烷磺酰)亚胺锂,是一种弱配位阴离子的锂盐,化学式为LiC2F5NO5S2,可用作复合聚合物的亲水性电解质材料。该化合物可由双(三氟甲基磺酰)亚胺和氢氧化锂或碳酸锂在水溶液中反应得到,无水物通过110°C真空干燥获得:LiOH+HNTf2→LiNTf2+H2O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。电机双三氟甲烷磺酰亚胺锂批发价格
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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。中国香港双三氟甲烷磺酰亚胺锂值多少钱