LiFSI vs. LiPF6 in Lithium-Ionen-Batterie-Elektrolyten
| Jerry Huang
Wird LiFSI LiPF6 in Lithium-Ionen-Batterieelektrolyten ersetzen? Die Verwendung des neuen Salzes Lithium-bis(fluorsulfonyl)imid (LiFSI) anstelle von Lithiumhexafluorophosphat (LiPF6) als Elektrolyt verbessert die Leistung von Li-Ionen-Batterien mit Siliziumanoden, so ein von Forschern im Journal of the American Chemical Society veröffentlichter Artikel in Europa.
Lithium-bis(fluorsulfonyl)imid, allgemein als LiFSI bezeichnet, hat die Summenformel F2LiNO4S2 und die CAS-Nummer 171611-11-3. LiFSI scheint ein weißes Pulver mit einem Molekulargewicht von 187,07 und einem Schmelzpunkt zwischen 124-128°C (255-262,4°F) zu sein.
Im Vergleich zu LiPF6 verbessert LiFSI nicht nur die thermische Stabilität der Li-Ionen-Batterietechnologie, sondern bietet auch eine bessere Leistung in Bezug auf elektrische Leitfähigkeit, Zyklenlebensdauer und niedrige Temperaturen. LiFSI kann jedoch bestimmte korrosive Wirkungen auf Aluminiumfolie haben. Einige wissenschaftliche Arbeiten zeigen, dass die Korrosion von Aluminiumfolie hauptsächlich von FSI-Ionen in LiFSI stammt, dieses Problem kann jedoch durch Additive wie fluorhaltige Passivierungs-Aluminiumfolienadditive gelöst werden.
Der Trend ist ziemlich sicher, dass LiFSI zu einem der Mainstream-Lithiumsalze für Elektrolyte der nächsten Generation wird. Derzeit werden ternäre Lithiumbatterien und LFP-Batterien ständig verbessert und von Generation zu Generation iteriert, die höhere Anforderungen an Energiedichte, Hoch- und Niedertemperaturleistung, Zyklenlebensdauer sowie Lade- und Entladeratenleistung stellen.
Aufgrund der hohen technischen Schwierigkeiten bei der Massenproduktion und der hohen Kosten wurde LiFSI nicht direkt als gelöstes Lithiumsalz verwendet, sondern als Additiv gemischt mit Lithiumhexafluorophosphat (LiPF6) für die Verwendung in den Elektrolyten von Lithium-Ionen-Batterien. LG Chem verwendet beispielsweise seit geraumer Zeit LiFSI als Additiv in ihren Elektrolyten. Mit der Verbesserung der Technologie wird den Elektrolyten immer mehr LiFSI zugesetzt. Es wird davon ausgegangen, dass die Kosten von LiFSI mit der Ausweitung der Massenproduktion weiter gesenkt werden. Und im Laufe der Zeit hat LiFSI das Potenzial, LiPF6 als das wichtigste Lithiumsalz für Lithium-Ionen-Batterieelektrolyte zu ersetzen.
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