Li-iyon elektrolit katkı maddeleri olarak lityum diflorofosfat vs sodyum diflorofosfat
| Jerry Huang
Lityum diflorofosfat (LiDFP, LFO), kendi kendine deşarjı azaltmanın yanı sıra, li-ion pilin çevrim ömrünü ve deşarj kapasitesini yüksek sıcaklıkta tutma performansını artırmak için bir elektrolit katkı maddesi olarak büyük ölçüde yararlıdır. Sodyum diflorofosfat, NMC532 pil hücresinde benzer performansa sahipken? 2020 yılında Journal of The Electrochemical Society'de yayınlanan bir makaleye göz atalım.
Sonuç: Üç yeni diflorofosfat tuzu elektrolit katkı maddesi sentezlendi ve NMC532/grafit torba hücrelerinde değerlendirildi. Amonyum diflorofosfat (AFO), amonyum florür ve fosfor pentoksitin katı hal, tezgah üstü reaksiyonu yoluyla kolayca hazırlanır ve başlatmak için yalnızca hafif ısıtma gerekir. Bu çalışmada en iyi sodyum diflorofosfat (NaFO) verimi, diflorofosforik asit ve sodyum karbonatın 1,2-diemetoksietan içinde, çok güçlü bir kurutma maddesi olan 3 A moleküler elekler üzerinde reaksiyona sokulmasıyla elde edilmiştir. Tetrametilamonyum diflorofosfat (MAFO), tetrametilamonyum klorür ile katyon değişimi yoluyla NaFO'dan hazırlandı.
NaFO'nun çok iyi bir elektrolit katkı maddesi olduğu ve NMC532/gr hücrelerde daha iyi bilinen lityum diflorofosfat (LFO) katkı maddesiyle benzer performans gösterdiği rapor edilmiştir, her biri 40 °C'de 1.500'den fazla döngüden sonra ~%90 deşarj kapasitesi muhafazası gösterir. 3,0-4,3 V arasındaki döngü sırasındaki uzun vadeli stabilite, Harlow ve diğerleri tarafından bildirilen ve 1500 döngüden sonra ∼%94 kapasite muhafazasına sahip olan %2VC %1DTD kıyaslama hücreleri ile olumlu şekilde karşılaştırılır, ancak yine de bundan daha azdır. Her iki katkı maddesinin de faydalı doğası, diflorofosfat anyonuna atfedilebilir. Buna karşılık, AFO ve MAFO'nun zayıf elektrolit katkı maddeleri olduğu bulunmuştur. Bunun, birincisi için lityum nitrür oluşumundan kaynaklandığı ileri sürülmektedir. Tetrametilamonyum katyonlarının hücre stabilitesi üzerinde neden olumsuz bir etkisi olduğu bilinmemektedir.
Referanslar:
- Lithium-Ion Piller için Diflorofosfat Tuz Elektrolit Katkılarının Sentezi ve Değerlendirilmesi, Journal of The Electrochemical Society, 2020 167 100538, David S. Hall, Toren Hynes, Connor P. Aiken ve JR Dahn