Liイオン電解質添加剤としてのリチウムジフルオロホスフェートとナトリウムジフルオロホスフェート

2021-11-24 | Jerry Huang

ジフルオロリン酸リチウム（LiDFP、LFO）は、電解質添加剤として非常に役立ち、リチウムイオン電池のサイクル寿命と高温での放電容量保持のパフォーマンスを向上させ、自己放電を低減します。ジフルオロリン酸ナトリウムはNMC532バッテリーセルでも同様の性能を発揮しますか？ 2020年にJournalof The ElectrochemicalSocietyに掲載された論文を見てみましょう。

結論：3つの新しいジフルオロホスフェート塩電解質添加剤が合成され、NMC532 /グラファイトポーチセルで評価されました。ジフルオロリン酸アンモニウム（AFO）は、フッ化アンモニウムと五酸化リンの固体ベンチトップ反応によって容易に調製されます。この反応を開始するには、穏やかな加熱のみが必要です。本研究におけるジフルオロリン酸ナトリウム（NaFO）の最高の収率は、非常に強力な乾燥剤である3Åモレキュラーシーブ上で1,2-ジメトキシエタン中でジフルオロリン酸と炭酸ナトリウムを反応させることによって得られました。テトラメチルアンモニウムジフルオロホスフェート（MAFO）は、NaFOからテトラメチルアンモニウムクロリドとの陽イオン交換によって調製されました。

NaFOは非常に優れた電解質添加剤であると報告されており、NMC532 / grセルでは、よく知られているリチウムジフルオロホスフェート（LFO）添加剤と同様の性能を示し、40°Cで1,500サイクル以上後にそれぞれ約90％の放電容量保持を示します。 3.0〜4.3 Vのサイクリング中の長期安定性は、Harlow et al。によって報告された2％VC 1％DTDベンチマークセルと比べて遜色ありませんが、1,500サイクル後に約94％の容量保持があります。両方の添加剤の有益な性質は、ジフルオロホスフェートアニオンに起因します。対照的に、AFOとMAFOは電解質添加剤としては不十分であることがわかっています。これは、前者の窒化リチウムの形成によるものと思われます。テトラメチルアンモニウムカチオンが細胞の安定性に悪影響を与える理由は不明です。

参照：

1. リチウムイオン電池用のジフルオロホスフェート塩電解質添加剤の合成と評価、Journal of the Electrochemical Society、2020 167 100538、David S. Hall、Toren Hynes、Connor P. Aiken、JR Dahn