Lithium difluorophosphate vs sodium difluorophosphate sebagai aditif elektrolit Li-ion
| Jerry Huang
Lithium difluorophosphate (LiDFP, LFO) sangat membantu sebagai aditif elektrolit untuk meningkatkan kinerja siklus hidup baterai li-ion dan retensi kapasitas debit pada suhu tinggi, serta mengurangi self-discharge. Sementara natrium difluorofosfat memiliki kinerja serupa di sel baterai NMC532? Mari kita lihat makalah yang diterbitkan di Journal of The Electrochemical Society pada tahun 2020.
Kesimpulan: Tiga aditif elektrolit garam difluorofosfat baru disintesis dan dievaluasi dalam sel kantong NMC532/grafit. Amonium difluorofosfat (AFO) siap dibuat melalui reaksi benchtop amonium fluorida dan fosfor pentoksida yang hanya memerlukan pemanasan lembut untuk memulai. Hasil terbaik natrium difluorofosfat (NaFO) dalam penelitian ini diperoleh dengan mereaksikan asam difluorofosfat dan natrium karbonat dalam 1,2-diemetoksietana melalui saringan molekuler 3 , zat pengering yang sangat kuat. Tetramethylammonium difluorophosphate (MAFO) dibuat dari NaFO melalui pertukaran kation dengan tetramethylammonium chloride.
NaFO dilaporkan sebagai aditif elektrolit yang sangat baik, dengan kinerja serupa dalam sel NMC532/gr sebagai aditif lithium difluorophosphate (LFO) yang lebih dikenal, masing-masing menunjukkan retensi kapasitas pelepasan ~90% setelah lebih dari 1.500 siklus pada 40 °C. Stabilitas jangka panjang selama siklus antara 3,0–4,3 V lebih baik dibandingkan dengan, tetapi tetap saja kurang dari sel benchmark 2%VC 1% DTD yang dilaporkan oleh Harlow et al., yang memiliki retensi kapasitas 94% setelah 1.500 siklus. Sifat menguntungkan dari kedua aditif ini disebabkan oleh anion difluorofosfat. Sebaliknya, AFO dan MAFO ditemukan sebagai aditif elektrolit yang buruk. Hal ini diduga karena pembentukan lithium nitrida untuk yang pertama. Tidak diketahui mengapa kation tetrametilamonium memiliki efek negatif pada stabilitas sel.
Referensi:
- Sintesis dan Evaluasi Aditif Elektrolit Garam Difluorofosfat untuk Baterai Lithium-Ion, Jurnal The Electrochemical Society, 2020 167 100538, David S. Hall, Toren Hynes, Connor P. Aiken dan JR Dahn