Difluorofosfato de lítio vs difluorofosfato de sódio como aditivos de eletrólito de íon-lítio
| Jerry Huang
O difluorofosfato de lítio (LiDFP, LFO) é muito útil como aditivo eletrolítico para melhorar o desempenho do ciclo de vida da bateria de íons de lítio e retenção da capacidade de descarga em alta temperatura, bem como reduzir a autodescarga. Enquanto o difluorofosfato de sódio tem desempenho semelhante na célula de bateria NMC532? Vamos dar uma olhada em um artigo publicado no Journal of The Electrochemical Society em 2020.
Conclusão: Três novos aditivos de eletrólito de sal de difluorofosfato foram sintetizados e avaliados em células NMC532 / bolsa de grafite. O difluorofosfato de amônio (AFO) é prontamente preparado por meio de uma reação de bancada em estado sólido de fluoreto de amônio e pentóxido de fósforo que requer apenas um leve aquecimento para iniciar. O melhor rendimento de difluorofosfato de sódio (NaFO) no presente estudo foi obtido pela reação de ácido difluorofosfórico e carbonato de sódio em 1,2-diemetoxietano em peneiras moleculares de 3 Å, um agente de secagem muito forte. O difluorofosfato de tetrametilamônio (MAFO) foi preparado a partir do NaFO via troca catiônica com cloreto de tetrametilamônio.
O NaFO é relatado como um aditivo de eletrólito muito bom, com desempenho semelhante em células NMC532 / gr como o aditivo de difluorofosfato de lítio (LFO) mais conhecido, cada um mostrando ~ 90% de retenção da capacidade de descarga após mais de 1.500 ciclos a 40 ° C. A estabilidade de longo prazo durante o ciclo entre 3,0–4,3 V se compara favoravelmente com, mas ainda assim, é inferior às células de referência de 2% VC 1% DTD relatadas por Harlow et al., Que têm ∼94% de retenção de capacidade após 1.500 ciclos. A natureza benéfica de ambos os aditivos é atribuída ao ânion difluorofosfato. Em contraste, AFO e MAFO são considerados aditivos eletrolíticos pobres. Sugere-se que isso seja devido à formação de nitreto de lítio para o primeiro. Não se sabe por que os cátions tetrametilamônio têm um efeito negativo na estabilidade celular.
Referências:
- Síntese e avaliação de aditivos de eletrólito de sal de difluorofosfato para baterias de íons de lítio, Journal of The Electrochemical Society, 2020 167 100538, David S. Hall, Toren Hynes, Connor P. Aiken e JR Dahn