Litiumdifluorfosfat vs natriumdifluorfosfat som Li-jonelektrolyttillsatser
| Jerry Huang
Litiumdifluorfosfat (LiDFP, LFO) är till stor hjälp som elektrolyttillsats för att förbättra prestandan för litiumjonbatteriets livslängd och urladdningskapacitet vid hög temperatur, samt minska självurladdningen. Medan natriumdifluorfosfat har liknande prestanda i NMC532 battericell? Låt oss ta en titt på en artikel publicerad på Journal of The Electrochemical Society 2020.
Slutsats: Tre nya difluorfosfatsaltelektrolyttillsatser syntetiserades och utvärderades i NMC532/grafitpåseceller. Ammoniumdifluorfosfat (AFO) framställs lätt via en fast tillstånd, bänkreaktion av ammoniumfluorid och fosforpentoxid som endast kräver försiktig uppvärmning för att initiera. Det bästa utbytet av natriumdifluorfosfat (NaFO) i föreliggande studie erhölls genom att reagera difluorfosforsyra och natriumkarbonat i 1,2-diemetoxietan över 3 Å molekylsiktar, ett mycket starkt torkmedel. Tetrametylammoniumdifluorfosfat (MAFO) framställdes från NaFO via katjonbyte med tetrametylammoniumklorid.
NaFO rapporteras vara en mycket bra elektrolytadditiv, med liknande prestanda i NMC532/gr-celler som den mer kända litiumdifluorfosfattillsatsen (LFO), var och en visar ~90% urladdningskapacitetsretention efter mer än 1 500 cykler vid 40 °C. Långtidsstabiliteten under cykling mellan 3,0–4,3 V jämförs positivt med, men är inte desto mindre mindre än 2%VC 1%DTD benchmarkceller som rapporterats av Harlow et al., som har ~94% kapacitetsbevarande efter 1 500 cykler. Den fördelaktiga naturen hos båda tillsatserna kan tillskrivas difluorfosfatanjonen. Däremot har AFO och MAFO visat sig vara dåliga elektrolyttillsatser. Detta föreslås bero på bildandet av litiumnitrid för den förstnämnda. Det är okänt varför tetrametylammoniumkatjoner har en negativ effekt på cellstabiliteten.
Referenser:
- Synthesis and Evaluation of Difluorophosphate Salt Electrolyte Additives for Lithium-Ion Batteries, Journal of The Electrochemical Society, 2020 167 100538, David S. Hall, Toren Hynes, Connor P. Aiken och JR Dahn