리튬 이온 전해질 첨가제로서의 이불화인산리튬 대 이불화인산나트륨
| Jerry Huang
리튬 디플루오로포스페이트(LiDFP, LFO)는 리튬 이온 배터리의 사이클 수명 및 고온에서의 방전 용량 유지 성능을 향상시키고 자체 방전을 줄이는 전해질 첨가제로 큰 도움이 됩니다. 이불화인산나트륨은 NMC532 배터리 셀에서 유사한 성능을 보이지만? 2020년 Journal of The Electrochemical Society에 발표된 논문을 살펴보자.
결론: NMC532/흑연 파우치 전지에서 3가지 새로운 디플루오로인산염 전해질 첨가제를 합성하고 평가했습니다. 암모늄 디플루오로포스페이트(AFO)는 시작하기 위해 부드러운 가열만 필요로 하는 암모늄 플루오라이드와 오산화인의 고체 상태 벤치탑 반응을 통해 쉽게 준비됩니다. 본 연구에서 가장 좋은 수율의 이불화인산나트륨(NaFO)은 매우 강한 건조제인 3 Å 분자체에서 1,2-디메톡시에탄에서 디플루오로인산과 탄산나트륨을 반응시켜 얻어졌다. 테트라메틸암모늄 디플루오로포스페이트(MAFO)는 테트라메틸암모늄 클로라이드와의 양이온 교환을 통해 NaFO로부터 제조되었다.
NaFO는 NMC532/gr 전지에서 더 잘 알려진 리튬 디플루오로포스페이트(LFO) 첨가제와 유사한 성능을 갖는 매우 우수한 전해질 첨가제로 보고되었으며, 각각은 40°C에서 1,500회 이상 사이클 후에 ~90% 방전 용량 유지를 보여줍니다. 3.0~4.3V 사이의 사이클링 중 장기 안정성은 1,500 사이클 후 용량 유지율이 ~94%인 Harlow et al.에 의해 보고된 2%VC 1%DTD 벤치마크 셀과 유리하게 비교되지만 그럼에도 불구하고 작습니다. 두 첨가제의 유익한 특성은 디플루오로포스페이트 음이온에 기인합니다. 대조적으로, AFO와 MAFO는 전해질 첨가제가 좋지 않은 것으로 밝혀졌습니다. 이는 전자에 대한 질화리튬의 형성으로 인한 것으로 추측된다. 테트라메틸암모늄 양이온이 세포 안정성에 부정적인 영향을 미치는 이유는 알려져 있지 않습니다.
참조:
- 리튬 이온 배터리용 디플루오로인산염 전해질 첨가제의 합성 및 평가, Journal of The Electrochemical Society, 2020 167 100538, David S. Hall, Toren Hynes, Connor P. Aiken 및 JR Dahn