锂电池电解液二草酸硼酸锂的结构及基本性能研究

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新型锂离子电池用电解质盐草酸二氟硼酸锂LiODFB研制及其性质研究

新型锂离子电池用电解质盐草酸二氟硼酸锂LiODFB研制及其性质研究

一、锂离子电池用电解液研究现 状
1.1 锂离子电池电解液的要求
➢离子电导率高,在10-3 S·cm-1以上 ➢热稳定性好,工作温限宽 ➢电化学窗口宽 ➢安全性能好,不易燃烧或爆炸 ➢便宜,无污染,环境友好
一、锂离子电池用电解液研究现 状
1.2 锂离子电池用电解质盐
➢电解质盐在高纯有机溶剂中的溶解度高,易解离且 缔合度小; ➢在0V-5V的电压范围内不分解; ➢热稳定性好,且有良好的循环性能; ➢制备简单,便宜,易储存。
在锂离子电池用新型电解 质盐草 酸二氟硼酸锂的研究方 面,我所 已申请专利两项并获 得授权专利 一 项 ( 授 权 号 : CN 102070661 B)。
在 Jo urn al of Pow er S o
u r ce s , J o u rn a l o f
M at e r ia ls S ci e n ce & Technology,《无机材料学 报》 等核心期刊上发表论文7篇。
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LiFePO4/LTO电池在不同温度的循环性能曲线
二、已完成工作及取得成 2.7取得相果关成果
平台
➢ 在25℃时,LiODFB和LiPF6倍率性能相差不大 ➢ LiODFB电池的循环性能优于LiPF6,且在高温下

双草酸硼酸锂(LiBOB)电解质性能研究(精)

双草酸硼酸锂(LiBOB)电解质性能研究(精)

锂离子电池
锂离子电池高的工 作电压高、能量密度, 长的循环寿命和小的自 放电率等优点,成为目 前所有电池产品中最有 前途的体系之一。
存在的问题
但锂离子电池 被用作动力电源时 还存在一定的问题, 如大功率充放电性 能有待提高,成本 问题,安全性问题 等。
改进锂离子电池关键材料的性能!
正极
电解质
负极
锂离子电池电解液
W.Qiu et al./ Electrochimica Acta 52(2007)4907-4910
LiB3; EC+共溶剂
LiBOB溶解度以 及电导率都低 于LiPF6,电池 高倍率放电特 性不好; 有很强的吸湿 性,空气和溶 剂中的杂质会 影响LiBOB基电 解液的性能
锂盐与水反应的热力学计算
商品化锂盐LiPF6对水比较敏感,容易水解,在与大气的水或 溶剂的残余水接触时,会发生如下反应。
LiPF6(sol.)+H2O POF3(sol.)+LiF(s)+2HF(sol.)
+

(式1) + +
与LiPF6相似,新型锂盐LiBOB容易水解,水解反应式如下:
LiB(C2O4)2 (sol.)+2H2O LiBO2(sol.)+2H2C2O4(sol.)
EC+DMC(1:1) 6
contour plot experimental data boundary point
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5 DMC:EC:PC=4:5:1 4 DMC:EC:PC=3:5:2 3 DMC:EC:PC=2:5:3 2 DMC:EC:PC=1:5:4
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新型锂盐_二氟草酸硼酸锂

新型锂盐_二氟草酸硼酸锂

作者简介:付茂华(1986-),女,重庆人,中南大学化学化工学院硕士生,研究方向:锂离子电池材料;刘素琴(1966-),女,湖南人,中南大学化学化工学院教授,硕士生导师,研究方向:信息功能材料化学,本文联系人;刘建生(1973-),男,湖南人,广州天赐高新材料股份有限公司研发工程师,博士,研究方向:锂离子电池材料;李永坤(1983-),男,河南人,广州天赐高新材料股份有限公司研发工程师,硕士,研发方向:锂离子电池材料。

基金项目:广东省教育部产学研结合项目(2007A090302034)新型锂盐———二氟草酸硼酸锂付茂华1,刘素琴1,刘建生2,李永坤2(11中南大学化学化工学院,湖南长沙 410083; 21广州天赐高新材料股份有限公司,广东广州 510760)摘要:介绍了二氟草酸硼酸锂(LiODFB )的基本特性。

LiODFB 作为锂盐用于电解液中,对不同正极和石墨负极有良好的相容性,能显著提高电池的高、低温性能。

综述了LiODFB 在锂离子电池中的应用情况。

关键词:二氟草酸硼酸锂; 电解液; 锂离子电池中图分类号:TM91219 文献标识码:A 文章编号:1001-1579(2009)06-0316-03A ne w lithium salt ———lithium oxalyldifluoroborateFU Mao 2hua 1,L IU Su 2qin 1,L IU Jian 2sheng 2,L I Y ong 2kun 2(11College of Chemist ry &Chemical Engineering ,Cent ral South U niversity ,Changsha ,Hunan 410083,China ;21Guangz hou Tinci M aterials Technology Co 1,L td 1,Guangz hou ,Guangdong 510006,China )Abstract :The character of lithium oxalyldifluoroborate (LiODFB )was introduced 1LiODFB used as a lithium salt in electrolyte hadgood compatibility with different cathodes and graphite anode ,could improve the performance of Li 2ion battery at high temperature and low temperature obviously 1The application of LiODFB used in Li 2ion battery was reviewed 1K ey w ords :lithium oxalyldifluoroborate ; electrolyte ; Li 2ion battery 电解质锂盐的性质决定了电解液的基本电化学性能[1]。

27.电解质锂盐草酸二氟硼酸锂的研究进展

27.电解质锂盐草酸二氟硼酸锂的研究进展

作者简介:崔孝玲(1980-),女,山东人,兰州理工大学石油化工学院助教,硕士,研究方向:功能材料和锂离子电池材料;李世友(1980-),男,山东人,兰州理工大学石油化工学院讲师,博士,研究方向:锂离子电池,本文联系人;骆建国(1985-),男,甘肃人,兰州理工大学石油化工学院本科生,研究方向:锂离子电池材料。

基金项目:兰州理工大学科研发展基金(SB05200903)电解质锂盐草酸二氟硼酸锂的研究进展崔孝玲,李世友,骆建国(兰州理工大学石油化工学院,甘肃兰州 730050)摘要:介绍了电解质锂盐草酸二氟硼酸锂(LiODFB )的制备进展及在锂离子电池中的应用。

LiODFB 与常用电极材料表现出良好的匹配性,所组装电池的高低温性能优良、倍率放电性能较好、安全性能较高,有望成为动力电池用电解质锂盐。

关键词:草酸二氟硼酸锂(LiODFB ); 双草酸硼酸锂(LiBOB ); LiBF 4; LiPF 6; 电解液中图分类号:TM91219 文献标识码:A 文章编号:1001-1579(2009)04-0233-03R esearch progress in electrolyte lithium salt lithium oxalyldifluoroborateCU I Xiao 2ling ,L I Shi 2you ,L UO Jian 2guo(College of Pet rochemical Technology ,L anz hou U niversity of Technology ,L anz hou ,Gansu 730050,China )Abstract :The progress in preparation of electrolyte lithium salt lithium oxalyldifluoroborate (LiODFB )and its application in Li 2ionbattery were introduced 1LiODFB showed fine compatibility with common electrode materials ,the battery assembled with it had good high temperature and low temperature performance ,fine rate discharge performance and favorable safety performance 1It was expected to become an electrolyte lithium salt of power battery 1K ey w ords :lithium oxalyldifluroborate (LiODFB ); lithium bis (oxalate )borate (LiBOB ); LiBF 4; LiPF 6; electrolyte 目前,商品化锂离子电池的电解质主要为LiPF 6及LiBF 4。

合成并提纯有机硼酸酯锂盐二草酸硼酸锂244761-29-3的工艺简述—亚科解密

合成并提纯有机硼酸酯锂盐二草酸硼酸锂244761-29-3的工艺简述—亚科解密

合成并提纯有机硼酸酯锂盐二草酸硼酸锂| 244761-29-3 |的工艺简述—亚科解密摘要:LiBOB作为一种新型电解质锂盐,其热稳定性及化学稳定性都较好,且具有较高电导率及较宽的电化学窗口,即使在纯的PC溶液中,仍能在负极表面形成稳定的SEI膜;其对锰及铁系的正极材料几乎无溶解侵蚀;另外,它不含卤素,为环境友好型锂盐。

目前,合成二草酸硼酸锂的工艺主要有(1) 液相合成法和(2) 非液相合成法。

但产品纯度不高,所以本文还介绍了二草酸硼酸锂的提纯方法,主要为重结晶法和溶剂热法。

关键词:二草酸硼酸锂,有机硼酸酯锂盐,合成工艺,提纯前言新型锂离子电解质盐双草酸硼酸锂(UBOB)与商用锂离子电解质盐六氟磷酸锂(LiPF6)相比,具有稳定性好、分解产物对环境污染小、分解电势高、能够更好地保护铝集流体和参与SEI 膜形成等优点,成为最有可能取代LiPF6而商业化应用于锂离子电池中的锂盐。

但是目前对其合成与提纯方法还不是很完善,因此改进双草酸硼酸锂的合成与提纯方法具有重要的实际意义[1]。

二草酸硼酸锂的合成工艺如何制备高纯度、性能优异的双草酸硼酸锂是目前困扰研究者和生产者的难题。

与六氟磷酸锂一样,双草酸硼酸锂的制备同样需要两个阶段,即合成和提纯。

合成即先制取粗产物,而提纯是制备出纯度高、性能优异的LiBOB 的关键,也是目前研究领域的难点。

1.双草酸硼酸锂的合成目前LiBOB 的合成方法有许多种,根据反应介质的不同可将其分为液相合成法和非液相合成法。

(1) 液相合成法所谓液相合成,即以有机溶剂或水为反应介质合成LiBOB,其中有旋转蒸发法和水相合成法。

Lischka[2]在专利中首次报道了双草酸硼酸锂的合成方法。

该专利采用氢氧化锂或碳酸锂、草酸、硼酸或氧化硼做原料,以水、甲苯或四氢呋喃为反应介质采用6种不同的路线合成LiBOB。

6中不同的工艺路线中,最经济、环保的是以水为反应介质。

其反应式为:上述方法采用有机溶剂为反应介质,成本较高;采用水为介质则反应过程中水的存在严重威胁LiBOB 的稳定存在,欲得到电池级产品,其提纯过程相对比较繁琐。

二氟草酸硼酸锂的电化学性能、制备和表征

二氟草酸硼酸锂的电化学性能、制备和表征
以 LiDFOB - SL( 环丁砜) / EMC( 碳酸甲乙酯) 为电解液组装 LiFePO4 / Li 试验电池,对其电化学性 能进行测试,结 果 表 明,该 电 池 具 有 较 长 的 循 环 寿 命、较高的 放 电 效 率、优 良 的 倍 率 性 能 及 高 低 温 性 能,表明该电解液与 LiFePO4 正极材料具有良好的 相容性。以 LiDFOB - SL / EMC 为电解液组装 Li / 中 间相碳 微 球 ( MCMB) 试 验 电 池,并 利 用 扫 描 电 镜 ( SEM) 、傅里叶红外变换光谱( FT - IR) 及 X - 射线 光电子能谱( XPS) 对 MCMB结果表明: 首次 循环后 MCMB 表面形成了光滑的 SEI 膜,它能有效 防止溶剂共嵌入到负极材料中,提高了电池的电化 学性能。通过对 FT - IR 和 XPS 的分析发现,SEI 膜 是由 C2 H5 OLi、C2 H5 CO3 Li、Li2 CO3 、RSO3 Li、Li2 SO3 、 Li2 SO4 、LiF、C2 H5 F 和一个复杂的、网状的 B( 硼) 化 合物组成的[10]。
1 二氟草酸硼酸锂的电化学性能
LiBF4 的 390 ℃ 和 LiBOB 的 330 ℃ 低,但比 LiPF6 高 约 40 ℃[5]。
二氟草酸硼酸锂可以使电极表面附近的 Al3+ 和 B-O 键结合形成化学键在集流体铝箔上形成一 层致密的保护膜,不仅能钝化铝箔,而且能够很好地 抑制电解 液 的 氧 化 分 解。 邓 凌 峰[6] 研 究 了 电 解 液 对集流体的腐蚀性,发现 4. 2 V 开始首次对铝箔产 生腐蚀,第二次循环时,腐蚀电位出现在了 6. 0 V 以 后,说明对铝箔产生了很好的钝化作用。针对电解 液与正负极材料的相容性,研究了与电极材料石墨、 三元材料 LiCo1 /3 Ni1 /3 Mn1 /3 O2 组成电池的倍率性能 和高温循环性能,LiDFOB 基电池高温循环 100 次的 不可逆损失为 8% ,而 LiPF6 电池的不可逆损失为 15% 。付茂华[7]研究了电解液的高温性能,在 60 ℃ 高温下,使用 LiDFOB 电 解 液 的 电 池 其 LiFePO4 / G 电池 循 环 100 次,容 量 保 持 率 为 86. 7% ,而 使 用 LiPF6 电解液的电池其容量保持率为 67. 4% ,循环 后电池极片扫描图显示使用 LiPF6 电解液的极片粗 糙,而使用 LiDFOB 电解液的极片则平滑、致密,能 明显看到膜。LiDFOB 电解液的高温性能明显优于

2024年二氟草酸硼酸锂(LiODFB) 市场需求分析

2024年二氟草酸硼酸锂(LiODFB) 市场需求分析

二氟草酸硼酸锂(LiODFB) 市场需求分析概述本文对二氟草酸硼酸锂(LiODFB)的市场需求进行分析。

首先,我们将介绍二氟草酸硼酸锂的基本特性和用途。

然后,我们将根据市场调研和数据分析,分析该产品的市场需求情况,包括行业应用、市场规模、竞争状况和发展趋势。

最后,本文将提出一些建议,以满足市场需求并促进产品的发展。

二氟草酸硼酸锂基本特性和用途二氟草酸硼酸锂是一种具有高比能量、高循环稳定性和低自放电率的锂离子电池正极材料。

其优异的性能使其成为广泛应用于锂离子电池领域的重要材料之一。

二氟草酸硼酸锂在电动汽车、便携式电子设备和储能系统等领域有着广泛的应用。

市场需求分析行业应用电动汽车随着环保意识的提高和电动汽车市场的发展,对高性能锂离子电池材料的需求不断增加。

二氟草酸硼酸锂作为一种优异的锂离子电池正极材料,在电动汽车行业有着广阔的市场前景。

随着电动汽车市场规模的扩大,对二氟草酸硼酸锂的需求也将持续增长。

便携式电子设备随着人们对便携式电子设备的需求增加,如智能手机、平板电脑和笔记本电脑等产品,对电池的性能要求也越来越高。

二氟草酸硼酸锂的高比能量和循环稳定性使其成为便携式电子设备领域的理想材料。

因此,在便携式电子设备市场中,对二氟草酸硼酸锂的需求也将不断增长。

市场规模根据市场调研和数据分析,近年来锂离子电池市场规模不断扩大。

其中,电动汽车和便携式电子设备是推动市场需求增长的主要因素。

预计未来几年内,锂离子电池市场将继续保持较高的增长率。

而作为锂离子电池正极材料的二氟草酸硼酸锂,将受益于市场的发展,市场规模也有望持续扩大。

竞争状况目前,二氟草酸硼酸锂市场竞争较为激烈,主要竞争对手包括国内外的锂离子电池材料制造商和供应商。

国内外的锂离子电池材料制造商不断增加投入研发,提高产品性能和降低成本,以争夺市场份额。

因此,企业需要不断加强研发和创新能力,提高产品性能和质量,以保持竞争优势。

发展趋势随着电动汽车和便携式电子设备市场的快速发展,对高性能锂离子电池材料的需求将持续增长。

双氟草酸硼酸锂稳定钴酸锂界面

双氟草酸硼酸锂稳定钴酸锂界面

双氟草酸硼酸锂稳定钴酸锂界面1.引言1.1 概述双氟草酸硼酸锂是一种常用的界面处理剂,具有优异的稳定性和电化学性能。

它通常被用于改善锂离子电池中的钴酸锂正极材料与电解质之间的界面。

钴酸锂作为一种重要的正极材料,在锂离子电池中具有高能量密度和优良的循环性能。

然而,钴酸锂材料在充放电过程中会发生一系列的电化学反应,导致界面不稳定性和容量衰减问题。

这些问题严重影响了锂离子电池的性能和寿命。

为了解决这些问题,科学家们开始研究并开发一些界面处理剂,其中双氟草酸硼酸锂是被广泛关注的一种。

双氟草酸硼酸锂具有良好的溶解性和稳定性,可以在钴酸锂材料表面形成一层保护膜。

这层膜可以阻止电解质中的离子和溶剂渗透到电极表面,从而减少材料的氧化和结构破坏,提高了电池的循环性能和容量保持率。

此外,双氟草酸硼酸锂还能够改善钴酸锂材料的电化学活性,并提高电池的能量密度。

它可以促使钴酸锂材料更充分地嵌入和脱嵌锂离子,增加电池的容量。

同时,双氟草酸硼酸锂还可以改善界面离子传输的速率,并提高电池的充放电效率。

综上所述,双氟草酸硼酸锂作为一种界面处理剂,在钴酸锂正极材料和电解质之间形成了一层稳定的界面膜,有效地抑制了材料的氧化和结构破坏,提高了电池的循环性能和容量保持率。

它还能够改善钴酸锂材料的电化学活性,提高电池的能量密度和充放电效率。

因此,研究双氟草酸硼酸锂对钴酸锂界面的影响具有重要的理论意义和应用价值。

在本文中,我们将重点讨论双氟草酸硼酸锂的制备方法、对钴酸锂界面的影响以及其在锂离子电池中的应用前景。

1.2文章结构文章结构的部分主要描述了文章的组织结构和各个部分的内容安排。

针对本篇长文的内容,文章的结构如下:1. 引言1.1 概述:介绍双氟草酸硼酸锂稳定钴酸锂界面的研究背景和意义。

1.2 文章结构:介绍本文的组织结构和各个部分的内容安排。

1.3 目的:明确本文的研究目标和意图。

2. 正文2.1 双氟草酸硼酸锂的介绍:详细介绍双氟草酸硼酸锂的性质、结构和应用领域。

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锂电池电解液二草酸硼酸锂|244761-29-3|的结构及基本性能研究
摘要:尽管LiPF6电解质体系具有较好的电导率以及能形成稳定SEI 膜等优点,是当前锂离子电池电解质领域的主要产品,但是这种电解质对水分过于敏感,热稳定性差。

随着锂离子电池在高温等诸多领域的应用拓展,尽快研究具有发展前景并可逐步取代LiPF6的新型电解质锂盐,是当前重大的科研需求。

LiBOB 具有良好的热稳定性和电化学稳定性,为此,本文对其的结构进行了研究,并阐述了它的基本性能。

关键词:二草酸硼酸锂, 锂电池电解液, 结构,基本性能
前言
二草酸硼酸锂(LiBOB),分子式为LiB(C2O4)2,分子量为193.79,白色粉末,CAS号: 244761-29-3,[1]是目前研究开发的新型锂盐中有可能替代LiPF6广泛应用于商品化锂离子电池的锂盐。

它也是目前锂盐研究中的热点之一。

二草酸硼酸锂的结构简述
LiBOB 为配位螯合物,是正交晶体,空间点群属Pnma。

其结构式和晶体结构分别如图所示。

LiBOB 各键键长为:O(2)-C(1):1.200Å;O(1)-B:1.478Å;C(1)-C(1):1.550Å;C(1)-O(1):1.330Å。

LiBOB 晶体由镜面对称的链状结构单元堆积成三维框架,如图1-2(b)示。

Li+与草酸根中的两个氧原子螯合,另一部分氧原子与Li+形成-O-Li-O-键,将单元链连接起来,Li-O 键键角接近90°。

Li+的配位多面体是四角锥形,Li+位于底面内,这种五重配位导致LiBOB 很容易与水发生反应而形成更稳定的六重配位Li[B(C2O4)2]·H2O,同时,Li+的五重配位结构导致难以实现在溶液中以化学方法制备无溶剂化的LiBOB。

LiBOB 中不含-F、SO3-、-CH 等基团,从而使其具有优于其它锂盐的热稳定性。

硼原子与草酸根中的氧原子相连,这些氧原子具有强烈的吸电子能力,使得LiBOB 本身电荷分布比LiBOB的合成及性能研究6较分散。

这种独特的配位结构减弱了LiBOB中阴阳离子间的相互作用,使得该盐具有较高的溶解度和电导率以及良好的热稳定性[2,3]。

二草酸硼酸锂的基本性能[4]
电化学窗口宽。

二草酸硼酸锂具有较宽的电化学窗口[>4.5V(vs.Li+/Li)],使得它在电池的充放电过程中不与正负极材料反应[5,6]。

化学稳定性好。

二草酸硼酸锂具有良好的化学稳定性,不像通常的草酸盐一样容易分解,热分解温度为302℃,耐高温,保证了电池的高温性能[7,8]。

低温电阻低。

在低温下,使用二草酸硼酸锂的电解液电阻比使用LiPF6的低,从而可以增强电解液的导电作用。

环境友好。

热分解产物为CO2和B2O3,无氟,对环境无污染。

溶解度和电导率较高。

二草酸硼酸锂在诸如DME、THF、AN、DMSO、DMF、DMC、PC和GBL等许多有机溶剂中的溶解度都可以达到1.0mol/L。

25℃时,1mol/L LiBOB/DME 溶液的电导率为14.9mS/cm,而1mol/L LiBOB/AN溶液的电导率竟高达25.2mS/cm。

其较高的溶解度和电导率应归因于LiBOB的配位螯合物结构,该结构能够形成稳定的大π共轭体系,而且其阴离子BOB-体积较大,晶格能较小,在溶剂中容易离解而得到更多的自由离子,从而提高电解液体系的导电性能。

宁英坤等[8,9]通过研究LiBOB/PC和LiBOB/(PC+DEC)
电解液的电导率发现,LiBOB在PC/DEC(质量比3∶7)溶剂的饱和浓度为0.7mol/L,电导率最大时浓度为0.5mol/L;并且发现,不同溶剂体系的电解液的电导率均随LiBOB浓度的变化存在一个极大值。

溶剂体系不同,极大值对应的浓度亦各不相同。

高振国等[10]在研究电极材料与添加乙腈的LiBOB电解液的兼容性时发现,添加乙腈会改善LiBOB电解液的电导率。

在LiBOB/EC+DEC+EMC(体积比1∶1∶1)电解液体系中,电导率随乙腈含量增加而增大,当乙腈质量分数达到50%时,LiBOB电解液的电导率已经超过了相同溶剂体系的LiPF6电解液;另外,乙腈的添加可以改善含PC的电解液的粘度和介电常数。

参考文献
[1]亚科产品详细信息
[2]Zavalij P Y, Yang S F, Whittingham M S. Structures of potassium, sodium and lithium bis(oxalato)borate salts from powder diffraction data[J]. Acta Crystallographica Section B-Structural Science, 2003, B59(6): 753~759
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[4]Xu K, Zhang S S, Jow T R. Electrochemical impedance study of graphite/electrolyte interface formed in LiBOB/PC electrolyte[J]. Journal of Power Sources, 2005, 143(1):197~202
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[7]余碧涛, 李福燊, 仇卫华. 锂离子电池新型电解质锂盐的研究进展[J]. 电池, 2004, 34(6):446~448
[8]宁英坤, 余碧涛, 李福燊等. LiBOB/PC 电解液的性能研究[J]. 电池, 2006.4, 36(2): 84~86
[9]宁英坤, 余碧涛, 李福燊等. LiBOB-PC/DEC 电解液性质研究[J]. 电化学, 2006.8, 12(3):257~261
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