LiFSI: תוסף מלח ליתיום מתקדם לאלקטרוליטים של LiPF6
LIFSIהוא אלקטרוליט נוזלי יוני המשמש בדרך כלל כחלק מתמיסת האלקטרוליט בסוללות ליתיום. ל-LIFSI יתרונות של הפרדה גבוהה, יציבות גבוהה, מוליכות גבוהה ותנודתיות נמוכה, מה שיכול לשפר את מחזור החיים ואת ביצועי הבטיחות של סוללות ליתיום.
תכונות ויתרונות עיקריים:
בהשוואה ל-LiPF6 המסורתי, ל-LiFSI יש את היתרונות המשמעותיים הבאים:
מוליכות גבוהה במיוחד: המוליכות היונית שלה גבוהה יותר מזו של LiPF6, מה שאומר שלסוללה יש התנגדות פנימית נמוכה יותר והיא יכולה לתמוך בטעינה מהירה יותר ובזרמי פריקה גדולים יותר.
יציבות תרמית מעולה: ל-LiFSI טמפרטורת פירוק תרמי גבוהה בהרבה מאשר ל-LiPF6, מה שמשפר מאוד את בטיחות הסוללה בסביבות טמפרטורה גבוהה ומפחית את הסיכון לפירוק אלקטרוליטים, ייצור גז ואפילו בעירה ופיצוץ הנגרמים מטמפרטורות גבוהות.
יציבות אלקטרוכימית מעולה: מסוגלת לשמור על יציבות במתחים גבוהים יותר, דבר חיוני לדור הבא של חומרי אלקטרודה חיוביים במתח גבוה (כגון חומרים טרנריים בעלי תכולת ניקל גבוהה וחומרים מבוססי ליתיום ומנגן), ויכולה לשפר את צפיפות האנרגיה ואת חיי המחזור של סוללות.
תאימות טובה עם חומרי אלקטרודה: ניתן ליצור מסכת פנים אלקטרוליט מוצקה וצפופה יותר (סרט SEI) על פני האנודה הגרפיט, דבר התורם לשיפור היעילות הראשונית וביצועי המחזור לטווח ארוך של הסוללה.
יישומים עיקריים:
בשל ביצועיו המצוינים, LiFSI שימש בתחילה בעיקר בתחומים יוקרתיים, אך כעת הוא הופך בהדרגה לפופולרי ביותר תרחישים:
סוללות ליתיום-יון בעלות צפיפות אנרגיה גבוהה:סוללות חשמל המשמשות בכלי רכב חשמליים (EV) ובכלי רכב חשמליים היברידיים נטענים (PHEV).
סוללה בעלת עוצמה גבוהה:מכשיר שדורש טעינה מהירה.
סוללה בטווח טמפרטורות רחב:במיוחד עבור סוללות הדורשות בטיחות גבוהה ואורך חיים ארוך בסביבות טמפרטורה גבוהה.
סוללות למוצרים דיגיטליים מתקדמים, כגון מחשבים ניידים דקים במיוחד, רחפנים וכו'.
בדרך כלל, הוא אינו מחליף לחלוטין את LiPF6, אלא מעורבב עם LiPF6 כתוסף (כ-0.5% -15%) כדי לשפר משמעותית את הביצועים הכוללים של האלקטרוליט. ביישומים מתקדמים מסוימים, LiFSI טהור משמש גם כמלח העיקרי.
מאפיינים: LIFSI הוא נוזל יוני המאופיין ביינון גבוה, יציבות גבוהה, מוליכות גבוהה ותנודתיות נמוכה. זהו נוזל חסר צבע עד צהוב בהיר בטמפרטורת החדר, מסיס בממסים אורגניים כגון אתר, אצטון ואצטוניטריל. יש לו מסיסות מצוינת של מלח ליתיום ותכונות הובלת יונים.
נוֹהָג:LIFSI משמש בדרך כלל כחלק מתמיסת האלקטרוליטים עבור סוללות ליתיום-יון. LIFSI יכול לשפר את חיי המחזור, את ביצועי ההספק ואת ביצועי הבטיחות של סוללות ליתיום, והוא מתאים לסוללות ליתיום-יון בעלות צפיפות אנרגיה גבוהה וצפיפות הספק גבוהה.
שיטת הכנה:שיטת ההכנה של LIFSI משתמשת בדרך כלל בשיטות סינתזה כימית, כולל תגובה של פניל דיפלואורוסולפונית חומצה דיאהידריד וחומרים אלמנטריים של אימין ליתיום. במהלך תהליך ההכנה, יש צורך לשלוט בתנאי התגובה על מנת לקבל מוצרים בעלי טוהר גבוה.
בְּטִיחוּת:LIFSI הוא חומר כימי, ויש לנקוט משנה זהירות כדי להימנע ממגע עם העור והעיניים במהלך השימוש, וכן כדי להימנע משאיפת אדיו. יש לנקוט באמצעי בטיחות מתאימים במהלך הטיפול והאחסון, כגון לבישת כפפות מגן, משקפי מגן ומתקני אוורור. בנוסף, יש לפעול לפי נהלי בטיחות רלוונטיים, כגון תיוג נכון של מיכלים והימנעות מפעולות ערבוב, כדי להבטיח שימוש בטוח בחומר הכימי.
