阻止季铵盐阳离子的嵌层反应的原因及方法 DEMETFSI - 默尼科技专供

2019-09-05 22:14:02 adman 11

DEME TFSIDEME-TFSI)N ,N -diethyl-N -(2-methoxyethyl)-N -methylammonium bis (trifluoromethylsulphonyl) imide 

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    季铵盐类室温离子液体与眯唑类室温离子液体电解质不同,作为电解质,其阳离子稳定性好,相应体系电化学窗口宽,金属锂可以在其中稳定存在,适于用作高压锂离子电池的电解质。但炭负极在其中的首次充电过程中不会产生由于电解质组分的分解反应而形成的SEI膜,表面不能被有效钝化,季铵盐阳离子则先于锂离子嵌入石墨层间,并且嵌入的大体积阳离子阻碍锂离子嵌层反应的发生,炭负极在其中难以进行有效的嵌、脱锂循环。选择有效的成膜添加剂,使其在季铵盐阳离子嵌层之前发生分解反应,有效的钝化石墨电极表面,以阻止季铵盐阳离子的嵌层反应,使得石墨电极能够进行有效的嵌、脱锂反应。

    Sato等研究了石墨电极在DEME-TFSI室温离子液体电解质中的电化学性质,发现尽管这种电解质的电化学窗口宽(6V),但是由于醚氧键的不稳定性,用作锂离子电池电解质时在炭负极表面存在严重的还原分解现象,添加EC或VC后,可以在石墨表面优先形成优良的SEI膜并阻止离子液体分解,显示出良好的嵌、脱锂性质。图7-13为石墨负极在LiTFSI/DEME-TFSI和添加体积分数为109《VC的该电解质中的充放电曲线,可见,石墨电极在其中可以具有超过350mA.h旭的可逆容量,但首次循环的不可逆效率较高。

    TMHA-TFSI是锂离子电池中研究较多的室温离子液体电解质体系,其电化学稳定窗口宽,对正、负极材料的兼容性好,有望在锂离子电池中得到应用。图7-14为TMHA-TFSI离子液体在不同电极界面上的伏安行为。可以看出,其电化学稳定性在很大程度上决定于电极材料的种类。在5V电位区间内,离子液体在玻璃碳和金属铂表面没有明显的还原和氧化反应发生,表现出优良的电化学稳定性。而在乙炔黑表面具有明显的还原活性,电位低于1V时,TMHA—TFSⅡ在乙炔黑表面发生强烈的还原反应,由此可知,在该离子液体电解质中乙炔黑难以用作锂离子电池负极材料的导电剂。

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