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。白色粉末。熔点234-238 °C(lit.),密度1,334 g/cm3,溶解度 H2O: 10 mg/mL, clear, colorless。河南双三氟甲烷磺酰亚胺锂订制价格
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贵州双三氟甲烷磺酰亚胺锂行情采用双三氟甲烷磺酰亚胺锂(LiTFSI)离子传输效率更高,其交换电流密度大幅提升。
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。
随后研究人员将制备的中性高浓度锌离子电解质、锂锰氧(LiMn2O4)正极、Zn负极组装成完整的纽扣电池,并测试了电池的电化学性能。在0.4C倍率下,电池能量密度可达180 Wh kg–1,经过4000次循环后,电池仍可保持85%的初始容量,库伦效率近100%;而将该电解质应用于以氧气为正极的的Zn空气电池中同样获得了优异的性能,即电池能量密度可达300 Wh kg–1,循环次数达200余次。上述结果表明,新型的高浓度中性Zn离子电解质能够有效地抑制充放电循环中枝晶的形成,从而***改善电池循环稳定性和寿命。而结构表征、谱学研究以及分子动力学综合研究揭露了该电池性能增强原因来源于高浓度水系电解质中Zn2+的溶剂化-保护层结构,即Zn2+周围被大量双三氟甲烷磺酰亚胺阴离子迫包围,避免其与水分子接触从而形成离子对(Zn-TFSI)+,有效抑制(Zn-(H2O)6)2+的形成,进而避免化学惰性的氧化锌枝晶的形成。双三氟甲烷磺酰亚胺锂产量、销量。
崔屹团队***报道防火、超轻聚合物-聚合物固态电解质(SSE)。该聚合物固态电解质以多孔聚酰亚胺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)。聚合物固态电解质由有机材料制成,具有可调节的膜厚度(10–25μm),与传统的隔膜/液体电解质相比,具有更高的能量密度。PI / DBDPE膜具有热稳定性、不可燃性和高机械强度,能够保证Li-Li对称电池稳定循环300小时不发生短路。制成的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)。值得一提的是,即使在火焰下测试,该聚合物固态电解质制成的软包电池仍能正常工作。双三氟甲烷磺酰亚胺锂的化学成分。制作双三氟甲烷磺酰亚胺锂大概费用
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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。河南双三氟甲烷磺酰亚胺锂订制价格