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奧爾巴尼州立大學(xué)創(chuàng)新可替代LiPF6可量產(chǎn)的新型“弱配位結(jié)構(gòu)鋰鹽”
時(shí)間:2023-04-04 09:10來(lái)源:康橋電池能源CamCellLab 作者:CCL助手
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導(dǎo)讀：隨著人們對(duì)于更高能量密度和功率密度的不斷追求，電解液的離子遷移率和極端工況下的導(dǎo)電性能也在逐漸提升，尤其在高電壓下，電解液的穩(wěn)定至關(guān)重要。然而，目前普遍使用的鋰鹽LiPF6是有毒的，其與水劇烈反應(yīng)，同時(shí)熱穩(wěn)定性也較差，在高電壓體系中也容易分解。因此，開發(fā)安全穩(wěn)定的新型電解質(zhì)鹽至關(guān)重要。
據(jù)了解，奧爾巴尼州立大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)在Accounts of Chemical Research上發(fā)表題為“Synthesis, Crystal Structure, and Conductivity of a Weakly Coordinating Anion/Cation Salt for Electrolyte Application in Next Generation Batteries”的研究論文。
研究人員從陰陽(yáng)離子弱配位的體系入手，四氟芳基硼酸鹽（TFAB）是一種弱配位陰離子，利用其和四芳基膦（TAPR）陽(yáng)離子之間溶解度的優(yōu)化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)離子電導(dǎo)率的提升。
這種TAPR/TFAB鹽可以通過(guò)優(yōu)化氧化還原活性分子的導(dǎo)電性來(lái)提高電池的效率和體系的穩(wěn)定性，具備良好的應(yīng)用前景。
研究人員提出了一種新型氟化WCC-WCA鹽，即：四對(duì)甲氧基苯基膦四(五氟苯基)硼酸鹽或TAPOMe/TFAB，單晶X射線晶體結(jié)構(gòu)（圖1）。
新型TAPR/TFAB（R = p-OCH3）鹽的合成分兩步進(jìn)行。從合成的角度來(lái)看，作者設(shè)想在一個(gè)摩爾當(dāng)量的TAP 和商業(yè)的LiTFAB發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，將生成TAPR/TFAB（R = p-OCH3)，隨后通過(guò)在芳酰鹵化物和取代的三芳基磷化氫之間用鈀催化的交叉偶聯(lián)反應(yīng)合成�；ⅰ�
圖2 合成路線。
表1 電化學(xué)性能參數(shù)。
該項(xiàng)研究與鋰離子電池中常用的無(wú)機(jī)鹽LiPF4和LiPF6相比，WCA/WCCs作為支撐電解質(zhì)具有一定的優(yōu)勢(shì)，它們?cè)谟袡C(jī)溶劑中的溶解度更高。有機(jī)活性材料具有更大的溶解度和更高的導(dǎo)電性。
這是一類理想的材料，其氧化還原電位可以通過(guò)取代基的變化來(lái)調(diào)節(jié)，TAPR/TFAB離子對(duì)也是可溶性良好的低極性有機(jī)溶劑，可以量產(chǎn)和商業(yè)化，以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模儲(chǔ)能利用和解決電動(dòng)車的里程焦慮、安全性等問(wèn)題。
(責(zé)任編輯：子蕊)
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