Caractéristiques de LiTFSI et comparaison avec LiFSI

Stabilité de la LiTFSI

Spectre de chevauchement des pertes thermiques LiTFSI de différents lots

On peut en conclure que le LiTFSI présente une bonne stabilité thermique avant 375 ℃. Le LiTFSI est très facile à absorber l'eau et à déliquescer, et il faut éviter les environnements humides lors de son utilisation.

À l'heure actuelle, le LiTFSI en tant que sel de lithium conducteur a fait l'objet d'une grande attention, principalement en raison de sa charge négative hautement délocalisée, de sa structure moléculaire flexible, de sa bonne stabilité thermique et de sa stabilité chimique.

Comparaison des sels de lithium conducteurs

Composants essentiels des SPE, les sels de lithium conducteurs ont un impact significatif sur les propriétés des électrolytes. Les structures anioniques des sels de lithium courants comprennent principalement l'halogénure de lithium (LiX, X=F, Cl, Br, I), LiPF6, LiClO4, LiBF4, LiTf, LiTFSI, LiBOB, LiBETI, LiFSILiHFPSI.

Lorsque le LiTFSI est utilisé, le séchage sous vide peut réduire la teneur en eau, sinon le LiTFSI affectera les performances des batteries lithium-ion. En particulier, les bulles et les trous sont facilement générés lors de la préparation de l'électrolyte solide à base de polymère, et le séchage est donc nécessaire.

Comparaison entre LiFSI et LiTFSI

La comparaison entre LiFSI et LiTFSI est la différence entre les deux groupes terminaux (- F et - CF3). En comparaison, la stabilité de la liaison F-S est plus faible que celle de la liaison C-S, de sorte que la vitesse d'hydrolyse de la liaison F-S est plus rapide et que la résistance à la chaleur de la liaison F-S n'est pas aussi bonne que celle de la liaison C-S. Lorsque le LiFSI est cuit à 100 ℃, il change manifestement de couleur, mais le LiTFSI ne présente aucun problème.

Cependant, comme les deux sont des sels de lithium amides, ils ont une bonne solubilité, une meilleure résistance à l'hydrolyse et une meilleure stabilité à la température, mais ils ont aussi la capacité de corroder la feuille d'aluminium. Il se peut que la liaison F-S soit relativement facile à rompre et que le fluor rompu ait un certain effet protecteur sur la feuille d'aluminium, de sorte que le potentiel d'ouverture de LiFSI pour la corrosion de la feuille d'aluminium est plus élevé, supérieur à 4,35 V ;

Cependant, le LiTFSI n'est pas stable pour la feuille d'aluminium à environ 4,2V. Les deux sont stables et non corrosifs pour les feuilles de cuivre. LiFSI a également observé la corrosion d'une coque en acier inoxydable, qui est inconnue. LiTFSI ne réagit pas de la sorte. En outre, la présence de LiPF6 peut aider à stabiliser la feuille d'aluminium, c'est-à-dire que LIPF6 peut passiver le collecteur cathodique dans une certaine mesure, inhibant ainsi les dommages causés par LiTFSI ou LiFSI.

C'est pourquoi le LIPF6 est inclus dans la plupart des formules. Bien entendu, il est possible de trouver d'autres agents de passivation plus efficaces que le sel d'imine de lithium. La solubilité de LiTFSI et LiFSI est même étonnante. Le sel de lithium solide peut même absorber l'eau dans l'air.

L'eau absorbée pendant plus de dix minutes peut entraîner la dissolution du sel de lithium et la formation d'un bassin de solution à une vitesse très rapide. Lors du séchage de ces sels de lithium, il est nécessaire de veiller strictement aux propriétés d'étanchéité et de séchage, faute de quoi il est difficile d'atteindre la norme d'eau requise par l'électrolyte (environ 200 ppm en dessous).

Outre la vapeur d'eau, le LiTFSI ou le LiFSI aura également une capacité d'absorption relativement forte de la vapeur d'autres solvants à petites molécules, ce qui aura pour effet de mélanger le sel de lithium à d'autres solvants. Par conséquent, dans l'environnement où LiTFSI ou LiFSI est utilisé, il convient d'éviter la pollution causée par l'absorption de vapeurs de solvants indésirables.

En ce qui concerne les applications spécifiques, le LiTFSI a fait l'objet d'une attention considérable. Il peut améliorer la conductivité de l'électrolyte. En tant que petite quantité d'additifs, le LiTFSI peut améliorer la performance à basse température de l'électrolyte, mais il ne contribue pas de manière significative à la performance à haute température.

Avec la popularité du LiFSI, il présente des caractéristiques similaires et légèrement supérieures à celles du LiTFSI, ce qui fait que le LiTFSI a été rapidement évincé du marché des électrolytes de lithium. Au contraire, le LiFSI s'est rapidement développé sur ce marché et a été reconnu et appliqué par presque toutes les grandes usines d'électrolytes. Il est même rare que de nombreuses entreprises se soient lancées simultanément dans la synthèse et la production de cet additif.

À l'heure actuelle, le LiFSI est essentiellement considéré comme un électrolyte liquide traditionnel. Cependant, le LiTFSI a une bonne dispersibilité et une bonne stabilité dans les polymères, ce qui le rend utile dans les électrolytes à matrice polymère ou dans la recherche de certains électrolytes solides.

Le dosage au niveau de 1-3% est généralement considéré comme un additif. Le LiFSI peut être utilisé dans presque tous les types d'électrolytes secondaires, notamment pile ternaire au lithium/Il n'y a pas d'incompatibilité entre le cobalt de lithium/phosphate de fer de lithium et le matériau de l'anode. Il n'est pas facile de le décomposer et de produire des gaz à haute température. À basse température, il présente une bonne conductivité, une bonne solubilité et de bonnes performances à tous égards.

Il n'y a pas de faiblesse significative et le coût est rapidement réduit. Il est étrange que ces additifs ne soient pas populaires. Toutefois, pour des raisons de coût, le LiFSI est rarement utilisé dans la formule du phosphate de fer lithié et la formule du cobalt lithié, et la plupart de ses applications sont principalement dans l'électrolyte ternaire.