Litium difluorofosfat vs natrium difluorofosfat sebagai aditif elektrolit Li-ion
| Jerry Huang
Lithium difluorophosphate (LiDFP, LFO) sangat membantu sebagai aditif elektrolit untuk meningkatkan prestasi hayat kitaran bateri li-ion dan pengekalan kapasiti nyahcas pada suhu tinggi, serta mengurangkan nyahcas sendiri. Walaupun natrium difluorofosfat mempunyai prestasi yang sama dalam sel bateri NMC532? Mari kita lihat kertas kerja yang diterbitkan di Journal of The Electrochemical Society pada tahun 2020.
Kesimpulan:Tiga bahan tambahan elektrolit garam difluorofosfat baru telah disintesis dan dinilai dalam sel kantung NMC532/grafit. Ammonium difluorophosphate (AFO) sedia disediakan melalui keadaan pepejal, tindak balas atas bangku ammonium fluorida dan fosforus pentoksida yang memerlukan hanya pemanasan lembut untuk dimulakan. Hasil terbaik natrium difluorofosfat (NaFO) dalam kajian ini diperolehi dengan bertindak balas asid difluorofosforik dan natrium karbonat dalam 1,2-diemethoxyethane lebih 3 Å ayak molekul, agen pengeringan yang sangat kuat. Tetramethylammonium difluorophosphate (MAFO) telah disediakan daripada NaFO melalui pertukaran kation dengan tetramethylammonium chloride.
NaFO dilaporkan sebagai aditif elektrolit yang sangat baik, dengan prestasi yang sama dalam sel NMC532/gr sebagai aditif litium difluorofosfat (LFO) yang lebih dikenali, masing-masing menunjukkan ~90% pengekalan kapasiti nyahcas selepas lebih daripada 1,500 kitaran pada 40 °C. Kestabilan jangka panjang semasa berbasikal antara 3.0–4.3 V berbanding baik dengan, tetapi masih kurang daripada sel penanda aras 2%VC 1%DTD yang dilaporkan oleh Harlow et al., yang mempunyai pengekalan kapasiti ~94% selepas 1,500 kitaran. Sifat berfaedah kedua-dua bahan tambahan adalah dikaitkan dengan anion difluorofosfat. Sebaliknya, AFO dan MAFO didapati sebagai bahan tambahan elektrolit yang lemah. Ini dicadangkan disebabkan oleh pembentukan litium nitrida untuk bekas. Tidak diketahui mengapa kation tetramethylammonium mempunyai kesan negatif terhadap kestabilan sel.
Rujukan:
- Sintesis dan Penilaian Bahan Tambahan Elektrolit Garam Difluorophosphate untuk Bateri Litium-Ion, Journal of The Electrochemical Society, 2020 167 100538, David S. Hall, Toren Hynes, Connor P. Aiken dan JR Dahn