Difluorofosfato di litio vs difluorofosfato di sodio come additivi per elettroliti agli ioni di litio
| Jerry Huang
Il difluorofosfato di litio (LiDFP, LFO) è molto utile come additivo elettrolitico per migliorare le prestazioni del ciclo di vita della batteria agli ioni di litio e il mantenimento della capacità di scarica ad alta temperatura, oltre a ridurre l'autoscarica. Mentre il difluorofosfato di sodio ha prestazioni simili nella cella della batteria NMC532? Diamo un'occhiata a un articolo pubblicato sul Journal of The Electrochemical Society nel 2020.
Conclusione: sono stati sintetizzati e valutati tre nuovi additivi elettrolitici sali di difluorofosfato in cellule a sacchetto NMC532/grafite. Il difluorofosfato di ammonio (AFO) viene prontamente preparato tramite una reazione da banco allo stato solido di fluoruro di ammonio e pentossido di fosforo che richiede solo un leggero riscaldamento per iniziare. La migliore resa di difluorofosfato di sodio (NaFO) nel presente studio è stata ottenuta facendo reagire acido difluorofosforico e carbonato di sodio in 1,2-diemetossietano su setacci molecolari da 3 , un agente essiccante molto forte. Il tetrametilammonio difluorofosfato (MAFO) è stato preparato da NaFO tramite scambio cationico con tetrametilammonio cloruro.
Si dice che il NaFO sia un ottimo additivo elettrolitico, con prestazioni simili nelle celle NMC532/gr come il più noto additivo al difluorofosfato di litio (LFO), ciascuno dei quali mostra una ritenzione della capacità di scarica di ~ 90% dopo più di 1.500 cicli a 40 ° C. La stabilità a lungo termine durante il ciclo tra 3,0-4,3 V si confronta favorevolmente con, ma comunque è inferiore alle celle di riferimento 2%VC 1% DTD riportate da Harlow et al., che hanno una ritenzione di capacità ∼94% dopo 1.500 cicli. La natura benefica di entrambi gli additivi è attribuibile all'anione difluorofosfato. Al contrario, AFO e MAFO risultano essere additivi elettrolitici poveri. Si suggerisce che ciò sia dovuto alla formazione di nitruro di litio per il primo. Non è noto perché i cationi tetrametilammonio abbiano un effetto negativo sulla stabilità cellulare.
Riferimenti:
- Sintesi e valutazione degli additivi elettrolitici di sale difluorofosfato per batterie agli ioni di litio, Journal of The Electrochemical Society, 2020 167 100538, David S. Hall, Toren Hynes, Connor P. Aiken e JR Dahn