リチウムイオン電池電解質中のLiFSIとLiPF6
| Jerry Huang
LiFSI は、リチウムイオン電池の電解質で LiPF6 に取って代わるでしょうか? ヨーロッパの研究者が Journal of the American Chemical Society に発表した論文によると、電解質としてリチウムヘキサフルオロリン酸 (LiPF6) ではなく、新しい塩であるリチウムビス(フルオロスルホニル)イミド (LiFSI) を使用すると、シリコンアノードを備えたリチウムイオン電池の性能が向上します。
リチウムビス(フルオロスルホニル)イミドは、一般に LiFSI と呼ばれ、分子式は F2LiNO4S2、CAS 番号は 171611-11-3 です。LiFSI は白色の粉末で、分子量は 187.07、融点は 124～128°C (255～262.4°F) です。
LiFSI は LiPF6 と比較して、リチウムイオン電池技術の熱安定性を高めるだけでなく、電気伝導性、サイクル寿命、低温耐性の面でも優れた性能を発揮します。ただし、LiFSI はアルミ箔に対して一定の腐食作用を及ぼす可能性があります。一部の学術論文によると、アルミ箔の腐食は主に LiFSI の FSI イオンによるものですが、この問題はフッ素含有不動態化アルミ箔添加剤などの添加剤によって解決できます。
LiFSI が次世代電解質の主流リチウム塩の 1 つになることはほぼ確実です。現在、三元リチウム電池と LFP 電池は、エネルギー密度、高温および低温性能、サイクル寿命、充放電率性能に対する要件がより高い世代ごとに継続的に改良され、反復されています。
LiFSI は、大量生産の技術的難易度が高く、コストも高いため、溶質リチウム塩として直接使用されず、特にパワーリチウムイオン電池の電解質に使用するために、六フッ化リン酸リチウム (LiPF6) と混合された添加剤として使用されています。たとえば、LG Chem は、かなり長い間、電解質の添加剤として LiFSI を使用してきました。技術が向上するにつれて、電解質に添加される LiFSI はますます増えるでしょう。量産の規模拡大に伴い、LiFSI のコストはさらに下がると考えられています。そして、時間が経つにつれて、LiFSI は、パワーリチウムイオン電池電解質の主なリチウム塩として LiPF6 に取って代わる可能性があります。
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