Elettrolita LiPF6 esafluorofosfato di litio

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Che cosa è l'esafluorofosfato di litio LiPF6?

CAS no .: 21324-40-3
Codice di HS: 2826909001
Apparenza: Polvere bianca o cristallo
EINECS: 244-334-7

Esafluorofosfato di litio (LiPF6) È una sostanza inorganica, solitamente in cristalli bianchi o in polvere. È facilmente solubile in acqua e anche in metanolo a bassa concentrazione, etanolo, acetone, carbonati e altri solventi organici. L'esafluorofosfato di litio è un componente importante dell'elettrolita delle batterie agli ioni di litio, rappresentando circa il 40% del costo totale dell'elettrolita. Viene utilizzato principalmente nelle batterie agli ioni di litio, nelle batterie di accumulo di energia agli ioni di litio e in altre batterie per uso quotidiano. È un elettrolita insostituibile per batterie agli ioni di litio nel breve e medio termine.

Specifiche Tecniche di SLES 70% in Vendita in Chemate

Articolo	Esafluorofosfato di litio
Densità	1.50 g / cm3
Sostanza insolubile	≤0.1%
Umidità	≤20 ppm
Acido di dissociazione (HF)	≤100ppm
Al	≤5 ppm
Cu	≤5 ppm
Cr	≤5 ppm
Ca	≤2 ppm
Fe	≤5 ppm
Pb	≤2 ppm
Mg	≤5 ppm
Na	≤5 ppm
Punto di fusione	200 ° C
Peso molecolare	X

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Quali sono i ruoli dell'esafluorofosfato di litio nelle batterie al litio?

L'esafluorofosfato di litio (LiPF₆) è il materiale elettrolitico più utilizzato negli elettroliti delle batterie agli ioni di litio. Svolge principalmente la funzione principale di conduzione degli ioni di litio e influisce significativamente sulle prestazioni complessive della batteria. Senza elettroliti di alta qualità, le prestazioni delle batterie al litio saranno notevolmente ridotte. L'esafluorofosfato di litio non solo migliora l'efficienza e la durata delle batterie al litio, ma fornisce anche una solida garanzia per la loro sicurezza.

Mezzo chiave per la conduzione degli ioni‌

Come sale di litio centrale nell'elettrolita, l'esafluorofosfato di litio forma un canale di trasmissione degli ioni litio tra gli elettrodi positivo e negativo, e gli ioni Li⁺ e PF₆⁻ generati dalla sua dissociazione influenzano direttamente la conduttività dell'elettrolita. Il suo anione (PF₆⁻) ha una debole capacità di associazione ed è facile da dissociare in solventi organici, migliorando così l'efficienza di migrazione ionica dell'elettrolita.

È una garanzia stabile per le prestazioni elettrochimiche ‌

Stabilità ad alta tensione. La tensione stabile del catodo raggiunge 5.1 V, un valore di gran lunga superiore alla tensione di lavoro convenzionale delle batterie agli ioni di litio (4.2 V), evitando la corrosione del collettore di corrente (ad esempio il foglio di alluminio).

Protezione dell'interfaccia. L'interfaccia elettrolitica (pellicola SEI) generata dalla reazione con il solvente può proteggere l'elettrodo negativo in grafite e il collettore di corrente in alluminio, prolungando la durata del ciclo della batteria.

Migliora la sicurezza della batteria. L'uso di esafluorofosfato di litio può anche migliorare la sicurezza delle batterie al litio e ridurre potenziali rischi quali il surriscaldamento o il cortocircuito della batteria.

Migliora le prestazioni della batteria e prolungane la durata. Essendo un componente importante dell'elettrolita, l'eccellente conduttività ionica dell'esafluorofosfato di litio contribuisce a migliorare l'efficienza di carica e scarica delle batterie al litio, migliorandone così le prestazioni complessive. Inoltre, grazie all'elevata stabilità dell'esafluorofosfato di litio, è possibile ridurre le perdite della batteria durante il processo di carica e scarica, prolungandone così la durata.

Meccanismo di idrolisi dell'esafluorofosfato di litio LiPF6

L'esafluorofosfato di litio (LiPF6) è un composto importante ampiamente utilizzato nelle batterie agli ioni di litio. Svolge un ruolo fondamentale come elettrolita nella batteria. Tuttavia, quando il LiPF6 entra in contatto con l'acqua, si verifica una reazione di idrolisi, che produce sottoprodotti come acido fluoridrico e idrossido di litio. La reazione di idrolisi non solo influisce sulle prestazioni della batteria, ma può anche causare problemi di sicurezza. Comprendere il meccanismo di idrolisi dell'esafluorofosfato di litio è fondamentale per la sicurezza e la stabilità della batteria.

Il meccanismo di idrolisi di Polvere LiPF6 comprende principalmente i seguenti passaggi:

Attacco delle molecole d'acqua. Quando l'esafluorofosfato di litio entra in contatto con l'acqua, le molecole d'acqua attaccano prima gli atomi di fluoro nelle molecole di esafluorofosfato di litio per formare prodotti intermedi.
La rottura dell'anello a cinque elementi.Sotto l'azione dell'acqua, il prodotto intermedio subisce la rottura dell'anello a cinque elementi per generare acido fluoridrico e idrossido di litio.
Il rilascio di acido fluoridrico. L'acido fluoridrico è uno dei principali prodotti della reazione di idrolisi. Reagisce ulteriormente con l'esafluorofosfato di litio per formare fluoruro di litio ed esafluorofosfato.
La generazione di idrossido di litio.D'altra parte, anche l'idrossido di litio è uno dei prodotti della reazione di idrolisi. Si combina con gli ioni idrogeno presenti nell'acido fluoridrico per generare acqua e fluoruro di litio.

Materie prime per la produzione di polvere di esafluorofosfato di litio LiPF6

Le principali materie prime per l'esafluorofosfato di litio (LiPF6) includono le seguenti quattro sostanze chiave:

Carbonato di litio (Li2CO3)‌. Essendo la materia prima principale per la preparazione del fluoruro di litio (LiF), il carbonato di litio rappresenta fino al 76.1% del costo dell'esafluorofosfato di litio e rappresenta la voce più importante nella struttura dei costi. Il fluoruro di litio reagisce ulteriormente con il pentafluoruro di fosforo (PF5) per generare esafluorofosfato di litio.

Pentacloruro di fosforo (PCl5) e acido fluoridrico (HF)I due reagiscono per formare un prodotto intermedio, il pentafluoruro di fosforo (PF5), che è un passaggio chiave nella sintesi dell'esafluorofosfato di litio. Il fluoruro di idrogeno rappresenta circa il 29% del costo ed è la seconda materia prima più importante.

Fluoruro di litio (LiF)Viene elaborato a partire dal carbonato di litio e reagisce con PF5 per formare infine esafluorofosfato di litio.

Nel processo di produzione sono necessari altri materiali ausiliari (come i solventi organici), ma i quattro sopra menzionati sono le materie prime principali direttamente coinvolte nella reazione chimica.

Metodo di produzione dell'elettrolita LiPF6 al litio esafluorofosfato

I metodi di preparazione dell'elettrolita esafluorofosfato di litio includono principalmente il metodo della soluzione e il metodo dell'elettrolita solido.

Il metodo di soluzione è attualmente un metodo di preparazione ampiamente utilizzato. I suoi passaggi principali includono la dissoluzione dell'esafluorofosfato di litio in un solvente organico, come carbonato o carbonato di sodio, la reazione a temperatura e condizioni di agitazione appropriate e l'ottenimento di un elettrolita di esafluorofosfato di litio.

Il metodo dell'elettrolita solido è un metodo di preparazione emergente, il cui principio fondamentale è la combinazione della polvere di LiPF6 con un polimero solido o un materiale inorganico per formare un elettrolita solido. Questo metodo di preparazione presenta i vantaggi di un processo semplice e di bassi costi di produzione, e può migliorare la resistenza alle alte temperature e la sicurezza della batteria.

Sviluppo di nuovi materiali per batterie al litio

Dal punto di vista delle proprietà elementari, il litio è diventato un materiale per elettrodi con elevata energia specifica grazie alle sue proprietà di metallo alcalino più leggere e alla massa molare più piccola. Il fluoro, con la sua elettronegatività e attività estremamente elevate, si combina con il litio per formare una batteria elettrochimica reversibile con un potenziale fino a 5.93 V. L'elettrolita LiPF6 mantiene ancora una posizione insostituibile nel settore delle batterie al litio grazie alla sua composizione elementare unica e alle eccellenti prestazioni complessive. Rispetto ad alternative come tetrafluoroborato di litio (LiBF4), la batteria di grado LiPF6 ha una migliore conduttività e stabilità elettrochimica a temperatura ambiente ed è adatta ai principali materiali per elettrodi positivi e negativi (come ossido di litio e cobalto, materiali ternari, grafite, ecc.).

Per bis(fluorosulfonil)immide di litio (LiFSI), che viene utilizzato con esafluorofosfato di litio per migliorare la capacità della batteria e le prestazioni elettrochimiche delle batterie, le aziende utilizzano nuove tecnologie per la produzione, che possono raggiungere l'obiettivo di ridurre significativamente i costi di produzione e creare le condizioni per l'uso commerciale.

I principali prodotti delle batterie per nuove energie includono batterie cilindriche, batterie soft-pack, batterie agli ioni di litio con guscio quadrato in alluminio e batterie agli ioni di sodio. I principali ambiti di applicazione sono i veicoli per nuove energie, i veicoli elettrici a due e tre ruote, l'accumulo di energia distribuito su larga scala, l'accumulo di energia industriale e commerciale, i sistemi di accumulo di energia domestici e l'accumulo di energia portatile.

Esafluorofosfato di litio LiPF6