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六氟磷酸鋰 LiPF6

六氟磷酸鋰粉末
六氟磷酸鋰粉末

什麼是六氟磷酸鋰LiPF6

  • CAS編號: 21324-40-3
  • HS編碼: 2826909001
  • 出現: 白色粉末或晶體
  • EINECS: 244-334-7

六氟磷酸鋰(LiPF6) 是一種無機物質,通常呈現白色晶體或粉末。易溶於水,亦可溶於低濃度甲醇、乙醇、丙酮、碳酸酯等有機溶劑。六氟磷酸鋰是鋰離子電池電解液的重要組成部分,約佔電解液總成本的40%。主要應用於鋰離子動力電池、鋰離子儲能電池及其他日用電池。是近期和中期內不可取代的鋰離子電池電解液。

Chemate 出售的 SLES 70% 技術規格

項目六氟磷酸鋰
密度1.50 g / cm3
不溶性物質≤0.1%
第二天早上,您的嘴唇將處於最佳化妝狀態。≤20ppm
解離酸 (HF)≤100ppm
Al≤5ppm
Cu≤5ppm
Cr≤5ppm
Ca≤2ppm
Fe≤5ppm
Pb≤2ppm
Mg≤5ppm
Na≤5ppm
熔點200°攝氏度
分子量151.91克/摩爾

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六氟磷酸鋰在鋰電池中的作用是什麼

六氟磷酸鋰(LiPF₆)是鋰離子電池電解質中應用最廣泛的電解質材料。它主要承擔鋰離子傳導的核心功能,顯著影響電池整體性能。如果沒有優質的電解液,鋰電池的性能就會大大降低。六氟磷酸鋰不僅提高了鋰電池的效率和壽命,也為電池的安全性提供了強大的保障。 ‌

離子傳導的關鍵介質

六氟磷酸鋰作為電解液中的核心鋰鹽,在正負極之間形成鋰離子傳輸通道,解離產生的Li⁺和PF₆⁻離子直接影響電解液的電導率。其陰離子(PF₆⁻)締合能力較弱,在有機溶劑中易解離,進而提高電解液的離子遷移效率。

是電化學性能穩定保證

高電壓穩定性。 正極穩定電壓達到5.1V,遠高於鋰離子電池常規工作電壓(4.2V),避免了集流體(如鋁箔)的腐蝕。

接口保護。 與溶劑反應產生的電解質界面(SEI膜)可保護石墨負極和鋁集流體,延長電池循環壽命。

增強電池安全性。 六氟磷酸鋰的使用還可以提高鋰電池的安全性,並降低電池過熱或短路等潛在風險。

提高電池效能並延長電池壽命。 六氟磷酸鋰作為電解液的重要成分,其優異的離子電導率有助於提高鋰電池的充放電效率,進而提升電池的整體效能。此外,由於六氟磷酸鋰的穩定性較高,可減少電池在充放電過程中的損耗,從而延長電池的使用壽命。

六氟磷酸鋰LiPF6的水解機制

六氟磷酸鋰(LiPF6)是鋰離子電池中廣泛使用的重要化合物。它在電池中作為電解質發揮著重要作用。但LiPF6與水接觸時會發生水解反應,生成氫氟酸、氫氧化鋰等副產物。水解反應不僅會影響電池的效能,還可能引發安全性問題。了解六氟磷酸鋰的水解機制對於電池的安全性和穩定性至關重要。

水解機理 LiPF6粉末 主要包括以下步驟:

  1. 水分子的攻擊。 當六氟磷酸鋰與水接觸時,水分子首先攻擊六氟磷酸鋰分子中的氟原子,生成中間產物。
  2. 五元環的破裂。中間產物在水的作用下發生五元環的裂解,生成氫氟酸和氫氧化鋰。
  3. 氫氟酸的釋放。 氫氟酸是水解反應的主要產物之一。它會進一步與六氟磷酸鋰反應生成氟化鋰和六氟磷酸鹽。
  4. 氫氧化鋰的生成。另一方面,氫氧化鋰也是水解反應的產物之一。它與氫氟酸中的氫離子結合生成水和氟化鋰。

生產六氟磷酸鋰的原料LiPF6粉末

六氟磷酸鋰(LiPF6)的主要原料包括以下四種關鍵物質。 ‌

碳酸鋰(Li2CO3)‌。碳酸鋰作為製備氟化鋰(LiF)的核心原料,佔六氟磷酸鋰成本的比例高達76.1%,是成本組成中最重要的部分。氟化鋰進一步與五氟化磷(PF5)反應生成六氟磷酸鋰。

五氯化磷(PCl5)和氟化氫(HF)‌。二者反應生成中間產物五氟化磷(PF5),這是合成六氟磷酸鋰的關鍵步驟。氟化氫約佔成本的29%,是第二大原料。

氟化鋰(LiF)‌。它是由碳酸鋰加工而成,與PF5反應,最終生成六氟磷酸鋰。

生產過程中還需要其他輔助材料(如有機溶劑),但以上四種是直接參與化學反應的核心原料。

六氟磷酸鋰LiPF6電解液的生產方法

六氟磷酸鋰電解質的製備方法主要有溶液法和固體電解質法。

溶液法是目前廣泛應用的製備方法。其主要步驟是將六氟磷酸鋰溶解於有機溶劑,例如碳酸鹽或碳酸鹽中,在適當的溫度和攪拌條件下進行反應,最終得到六氟磷酸鋰電解液。

固體電解質法是一種新興的製備方法,其主要原理是將LiPF6粉末與固體聚合物或無機材料結合形成固體電解質。此製備方法製程簡單、生產成本低,且能提高電池的耐高溫性能及安全性。

鋰電池新材料的開發

從元素性質來看,鋰由於其鹼金屬性質最輕、摩爾質量最小,成為比能量高的電極材料。氟具有極強的電負性和活性,與鋰結合可形成電化學可逆電池,電位最高可達5.93V。 LiPF6電解液憑藉其獨特的元素組成和優異的綜合性能,在鋰電池行業中依然保持著不可替代的地位。與以下替代方案相比 四氟硼酸鋰(LiBF4),LiPF6電池級在室溫下具有更好的導電性和電化學穩定性,適用於主流正負極材料(如鈷酸鋰、三元材料、石墨等)。

對於 雙(氟磺酰基)酰亞胺鋰(LiFSI)與六氟磷酸鋰搭配使用,可以提高電池容量和電化學性能,企業採用新技術進行生產,可以達到大幅降低生產成本的目的,為商業化應用創造條件。

新能源電池主要產品有圓柱體電池、軟包電池、方形鋁殼鋰離子電池、鈉離子電池。主要應用領域為新能源汽車、電動兩輪車和三輪車、大規模分散式儲能、工商業儲能、家用儲能係統、便攜式儲能。

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