Difluorofosforan litu kontra difluorofosforan sodu jako dodatki do elektrolitu litowo-jonowego
| Jerry Huang
Difluorofosforan litu (LiDFP, LFO) jest bardzo pomocny jako dodatek do elektrolitu w celu zwiększenia wydajności cyklu życia akumulatora litowo-jonowego i zachowania pojemności rozładowania w wysokiej temperaturze, a także zmniejszenia samorozładowania. Podczas gdy difluorofosforan sodu ma podobną wydajność w ogniwie akumulatorowym NMC532? Rzućmy okiem na artykuł opublikowany w Journal of The Electrochemical Society w 2020 roku.
Wniosek: Trzy nowe dodatki elektrolityczne soli difluorofosforanowej zostały zsyntetyzowane i ocenione w komorach NMC532/grafitowych. Difluorofosforan amonu (AFO) jest łatwo wytwarzany poprzez reakcję laboratoryjną fluorku amonu i pięciotlenku fosforu w stanie stałym, która do zainicjowania wymaga jedynie delikatnego ogrzewania. Najlepszą wydajność difluorofosforanu sodu (NaFO) w niniejszym badaniu uzyskano w reakcji kwasu difluorofosforowego i węglanu sodu w 1,2-dimetoksyetanie na sitach molekularnych 3 Å, bardzo silnym środku suszącym. Difluorofosforan tetrametyloamoniowy (MAFO) wytworzono z NaFO przez wymianę kationów z chlorkiem tetrametyloamonowym.
Uważa się, że NaFO jest bardzo dobrym dodatkiem do elektrolitów, o podobnej wydajności w ogniwach NMC532/gr jak lepiej znany dodatek difluorofosforanu litu (LFO), z których każdy wykazuje ~90% retencję pojemności rozładowania po ponad 1500 cyklach w temperaturze 40 °C. Stabilność długoterminowa podczas cykli pomiędzy 3,0-4,3 V wypada korzystnie w porównaniu z ogniwami wzorcowymi 2% VC 1% DTD zgłoszonymi przez Harlowa i wsp., które zachowują pojemność około 94% po 1500 cyklach. Korzystny charakter obu dodatków można przypisać anionowi difluorofosforanowemu. W przeciwieństwie do tego, stwierdzono, że AFO i MAFO są słabymi dodatkami elektrolitowymi. Sugeruje się, że jest to spowodowane tworzeniem azotku litu dla tego pierwszego. Nie wiadomo, dlaczego kationy tetrametyloamoniowe mają negatywny wpływ na stabilność komórek.
Bibliografia:
- Synteza i ocena dodatków elektrolitu difluorofosforanowego do akumulatorów litowo-jonowych, Journal of The Electrochemical Society, 2020 167 100538, David S. Hall, Toren Hynes, Connor P. Aiken i JR Dahn