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双(氟磺酰)亚胺锂合成与应用的研究进展①

2017-04-17唐磊齐晓辉陈岩

电池工业 2017年5期

唐磊,齐晓辉,陈岩

(朝阳光达化工有限公司,朝阳,辽宁,122000)

1 前言

1.1 概况

锂离子电池是20 世纪90 年代发展起来的一种新型高能二次电池,已成为目前所有电池产品中最有前景的体系之一。它具有比能量高、体积小、质量轻、可高倍率放电、自放电率低、循环寿命长、无毒、无记忆效应等优异性能,在便携电子产品、新能源汽车及储能领域得到广泛应用。

自从商业化以来,六氟磷酸锂作为电解质锂盐被广泛应用在锂离子电池中。其具有较好的离子电导率及电化学稳定性,与此同时,六氟磷酸锂也有其自身的缺点[1-2]。六氟磷酸锂热稳定性较差,对水分比较敏感,遇水分解产生氢氟酸[3]。

1.2 双(氟磺酰)亚胺锂特性

双(氟磺酰)亚胺锂(LiFSI),是一种新型电解质锂盐,分子式为Li[N(SO2F)2],相对分子质量为187.07,CAS号为171611-11-3,被认为最有可能取代六氟磷酸锂的电解质锂盐[4-5]。除此之外,LiFSI还具有以下特性:(1)与六氟磷酸锂相比,LiFSI更容易解离出锂离子,所以具有更高的电导率;(2)LiFSI分解温度高于200℃,因此具有更高的热稳定性和安全性;(3)LiFSI与电极有着较好的相容性,在改善低温放电和高温存储等方面有独特的优势;(4)环境友好,安全性高,具备了产业化的基本条件,也逐渐成为电池领域关注的焦点[6-9]。

2 双(氟磺酰)亚胺锂的制备

双氟磺酰亚胺锂的合成工艺一般需要三个步骤:(1)双(氯磺酰)亚胺的合成;(2)双(氯磺酰)亚胺氟化反应制备双(氟磺酰)亚胺;(3)双(氟磺酰)亚胺碱金属盐的制备,人们对于不同阶段都进行了优化研究。

2.1 双(氯磺酰)亚胺的合成

1962 年,Appel 等[10]最早提出了几种合成双( 氯磺酰) 亚胺的合成方法。……

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