奥尔巴尼州立大学创新可替代LiPF6可量产的新型“弱配位结构锂盐”
时间:2023-04-04 09:10来源:康桥电池能源CamCellLab 作者:CCL助手
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导读：随着人们对于更高能量密度和功率密度的不断追求，电解液的离子迁移率和极端工况下的导电性能也在逐渐提升，尤其在高电压下，电解液的稳定至关重要。然而，目前普遍使用的锂盐LiPF6是有毒的，其与水剧烈反应，同时热稳定性也较差，在高电压体系中也容易分解。因此，开发安全稳定的新型电解质盐至关重要。
据了解，奥尔巴尼州立大学研究团队在Accounts of Chemical Research上发表题为“Synthesis, Crystal Structure, and Conductivity of a Weakly Coordinating Anion/Cation Salt for Electrolyte Application in Next Generation Batteries”的研究论文。
研究人员从阴阳离子弱配位的体系入手，四氟芳基硼酸盐（TFAB）是一种弱配位阴离子，利用其和四芳基膦（TAPR）阳离子之间溶解度的优化，进而实现离子电导率的提升。
这种TAPR/TFAB盐可以通过优化氧化还原活性分子的导电性来提高电池的效率和体系的稳定性，具备良好的应用前景。
研究人员提出了一种新型氟化WCC-WCA盐，即：四对甲氧基苯基膦四(五氟苯基)硼酸盐或TAPOMe/TFAB，单晶X射线晶体结构（图1）。
新型TAPR/TFAB（R = p-OCH3）盐的合成分两步进行。从合成的角度来看，作者设想在一个摩尔当量的TAP 和商业的LiTFAB发生复分解反应，将生成TAPR/TFAB（R = p-OCH3)，随后通过在芳酰卤化物和取代的三芳基磷化氢之间用钯催化的交叉偶联反应合成酰化膦。
图2 合成路线。
表1 电化学性能参数。
该项研究与锂离子电池中常用的无机盐LiPF4和LiPF6相比，WCA/WCCs作为支撑电解质具有一定的优势，它们在有机溶剂中的溶解度更高。有机活性材料具有更大的溶解度和更高的导电性。
这是一类理想的材料，其氧化还原电位可以通过取代基的变化来调节，TAPR/TFAB离子对也是可溶性良好的低极性有机溶剂，可以量产和商业化，以实现大规模储能利用和解决电动车的里程焦虑、安全性等问题。
(责任编辑：子蕊)
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