LiFSI kontra LiPF6 w elektrolitach akumulatorów litowo-jonowych
| Jerry Huang
Czy LiFSI zastąpi LiPF6 w elektrolitach do akumulatorów litowo-jonowych? Jak wynika z artykułu opublikowanego przez naukowców w czasopiśmie Journal of the American Chemical Society, zastosowanie nowej soli bis(fluorosulfonylo)imidu litu (LiFSI) zamiast heksafluorofosforanu litu (LiPF6) jako elektrolitu poprawia wydajność akumulatorów litowo-jonowych z anodami krzemowymi w Europie.
Bis(fluorosulfonylo)imid litu, powszechnie określany jako LiFSI, ma wzór cząsteczkowy F2LiNO4S2 i numer CAS 171611-11-3. LiFSI ma postać białego proszku o masie cząsteczkowej 187,07 i temperaturze topnienia w zakresie 124–128°C (255–262,4°F).
W porównaniu do LiPF6, LiFSI nie tylko zwiększa stabilność termiczną technologii akumulatorów litowo-jonowych, ale także zapewnia lepszą wydajność pod względem przewodności elektrycznej, żywotności i odporności na niskie temperatury. Jednakże LiFSI może mieć pewne działanie korozyjne na folię aluminiową. Niektóre prace naukowe pokazują, że korozja folii aluminiowej pochodzi głównie od jonów FSI w LiFSI, ale problem ten można rozwiązać za pomocą dodatków, takich jak dodatki do pasywacyjnej folii aluminiowej zawierające fluor.
Trend jest całkiem pewny, że LiFSI staje się jedną z głównych soli litowych do elektrolitów nowej generacji. Obecnie trójskładnikowe baterie litowe i akumulatory LFP są stale udoskonalane i produkowane z pokolenia na pokolenie, ponieważ mają wyższe wymagania dotyczące gęstości energii, wydajności w wysokich i niskich temperaturach, trwałości cyklu oraz wydajności ładowania i rozładowania.
Ze względu na duże trudności techniczne w masowej produkcji i wysokie koszty, LiFSI nie był bezpośrednio stosowany jako rozpuszczona sól litowa, ale jako dodatek zmieszany z heksafluorofosforanem litu (LiPF6) do stosowania zwłaszcza w elektrolitach akumulatorów litowo-jonowych. Na przykład firma LG Chem od dłuższego czasu stosuje LiFSI jako dodatek do swoich elektrolitów. W miarę ulepszania technologii do elektrolitów będzie dodawanych coraz więcej LiFSI. Uważa się, że koszt LiFSI ulegnie dalszemu obniżeniu wraz ze wzrostem skali produkcji masowej. Z biegiem czasu LiFSI może zastąpić LiPF6 jako główną sól litową w elektrolitach do akumulatorów litowo-jonowych.
Źródła: