LiFSI:LiPF6電解質用の先進リチウム塩添加剤
リフシは、リチウム電池の電解液の一部として一般的に使用されるイオン液体電解質です。LIFSIは、高い分離性、高い安定性、高い導電性、低い揮発性などの利点を有し、リチウム電池のサイクル寿命と安全性能を向上させることができます。
主な特徴と利点:
従来の LiPF6 と比較して、LiFSI には次の大きな利点があります。
非常に高い導電性: イオン伝導率は LiPF6 よりも高いため、バッテリーの内部抵抗が低くなり、より速い充電とより大きな放電電流をサポートできます。
優れた熱安定性: LiFSI は LiPF6 よりも熱分解温度がはるかに高いため、高温環境でのバッテリーの安全性が大幅に向上し、高温による電解質の分解、ガス生成、さらには燃焼や爆発のリスクが軽減されます。
優れた電気化学的安定性: 高電圧でも安定性を維持できます。これは、次世代の高電圧正極材料 (高ニッケル三元系やリチウムを豊富に含むマンガン系など) にとって重要であり、バッテリーのエネルギー密度とサイクル寿命を向上させることができます。
電極材料との適合性が良好で、グラファイト陽極の表面に、より安定した高密度の固体電解質界面マスク(SEIフィルム)を形成できるため、バッテリーの初期効率と長期サイクル性能が向上します。
主な用途:
LiFSIは、その優れた性能により、当初は主にハイエンド分野で使用されていましたが、現在ではより多くのシナリオで徐々に普及しつつあります。
高エネルギー密度リチウムイオン電池:電気自動車(EV)やプラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)で使用される動力用バッテリー。
高出力バッテリー:急速充電が必要なデバイス。
広範囲温度バッテリー:特に高温環境下での高安全性と長寿命が求められるバッテリーに最適です。
超薄型ノートパソコン、ドローンなどのハイエンドデジタル製品用バッテリー。
通常、LiFSIはLiPF6を完全に置き換えるのではなく、添加剤(約0.5%~15%)としてLiPF6に混合することで、電解液全体の性能を大幅に向上させます。一部のハイエンド用途では、純粋なLiFSIが主塩として使用されることもあります。
特性:LIFSIは、高いイオン化、高い安定性、高い導電性、低揮発性を特徴とするイオン液体です。室温では無色から淡黄色の液体で、エーテル、アセトン、アセトニトリルなどの有機溶媒に可溶です。優れたリチウム塩溶解性とイオン輸送特性を有します。
使用法:LIFSIは、リチウムイオン電池の電解液の一部として広く使用されています。LIFSIは、リチウム電池のサイクル寿命、出力性能、安全性能を向上させることができ、高エネルギー密度、高出力密度のリチウムイオン電池に適しています。
作り方:LIFSIの製造方法は、通常、フェニルジフルオロスルホン酸二無水物とイミンリチウム元素を反応させる化学合成法を採用しています。製造プロセスにおいては、高純度の製品を得るために反応条件を制御する必要があります。
安全性:LIFSIは化学物質であるため、使用中は皮膚や目への接触を避けるとともに、蒸気の吸入を避けるよう注意が必要です。取り扱いおよび保管時には、保護手袋、保護ゴーグルの着用、換気設備の設置など、適切な安全対策を講じてください。さらに、容器に適切なラベルを貼付し、混合作業を避けるなど、関連する安全操作手順を遵守し、化学物質の安全な使用を確保してください。