Сукцинат литияCAS #: 16090-09-8

Синонимы

Монолития сукцинат; LithoTab сукцинат(1-); Бутандиевая кислота, соль монолития; 17229-80-0

Формула соединения: C4H5LiO4

Молекулярный вес: 124,02

Внешний вид: Белый порошок

Температура плавления: н/д

Температура кипения: н/д

Плотность: Н/Д

Растворимость в H2O: Н/Д

Точная масса: 124.034788

Масса моноизотопа: 124,034788

Введение продукта: Бис(оксалато)борат калия (KBOB, CAS #: 16090-09-8)

Бис(оксалато)борат калия с химической формулой K[B(C₂O₄)₂] и номером CAS 16090-09-8 представляет собой усовершенствованную соль-органобор, завоевавшую известность в качестве высокоэффективной добавки к электролитам в калий-ионных батареях (PIB) и других электрохимических системах на основе калия. Это белое кристаллическое твердое вещество сочетает в себе катион калия (K⁺) с бис(оксалато)боратом-анионом ([B(C₂O₄)₂]⁻), обеспечивая исключительную термическую стабильность, низкую токсичность и отличную совместимость с электродными материалами. Его уникальная структура, состоящая из оксалатных лигандов, связанных с центральным атомом бора, обеспечивает контролируемую ионную проводимость и надежное образование межфазных твердых электролитов (SEI), что делает его ключевым материалом для повышения безопасности и долговечности аккумуляторов.

Химические и физические свойства

KBOB обладает набором свойств, которые отличают его как премиальный компонент электролита для хранения энергии на основе калия:

Растворимость: умеренно растворим в полярных органических растворителях, таких как этиленкарбонат (EC), диметилкарбонат (DMC) и пропиленкарбонат (PC), образуя стабильные электролиты с концентрациями до 0,5 M. Его профиль растворимости позволяет гибко сочетать его с другими солями калия (например, KPF₆, KFSI) для оптимизации производительности.

Ионная проводимость: обеспечивает надежную ионную проводимость (обычно 2–4 мСм/см в оптимизированных смесях растворителей), поддерживая эффективный транспорт ионов калия в PIB и обеспечивая согласованные циклы заряда-разряда.

Термическая стабильность: Сохраняет стабильность при температурах примерно до 300 °C, значительно превосходя обычные калийные соли, такие как KPF₆, и снижая риск теплового разгона в батареях.

Электрохимическое окно: Обладает широким окном электрохимической стабильности (до 4,8 В по сравнению с K⁺/K), совместимо с высоковольтными катодами PIB, такими как аналоги берлинского синего цвета и фосфаты ванадия калия (K₃V₂(PO₄)₃).

Гидролитическая стабильность: Обладает умеренной стойкостью к гидролизу по сравнению с KPF₆, сводя к минимуму образование коррозионных побочных продуктов (например, HF) и защищая электродные материалы от разрушения даже в присутствии следов влаги.

Основные области применения в области хранения энергии

Бис(оксалато)борат калия (CAS 16090-09-8) имеет решающее значение для развития технологий хранения энергии на основе калия:

Калий-ионные батареи (PIB): служит в качестве добавки к электролиту или сосоли в PIB, где его способность образовывать стабильный SEI на твердых углеродных анодах снижает необратимую потерю емкости и продлевает срок службы (часто превышающий 2000 циклов). Его термическая стабильность повышает безопасность батареи, что делает его пригодным для стационарных приложений хранения энергии.

Калий-металлические батареи: Позволяет разрабатывать калий-металлические батареи с высокой плотностью энергии за счет подавления роста дендритов на калийных металлических анодах. Оксалатные лиганды в KBOB участвуют в образовании SEI, создавая защитный слой, предотвращающий короткое замыкание и повышающий эффективность цикла.

Гибридные электролитные системы: интегрированы в гелевые полимерные электролиты для PIB, где его совместимость с полимерными матрицами (например, PVDF, PEO) повышает механическую прочность при сохранении ионной проводимости, что является важным шагом на пути к твердотельным калийным батареям.

Электрохимические исследования: Используется в качестве компонента электролита сравнения в исследованиях электродных материалов на основе калия, обеспечивая стабильную основу для оценки характеристик катода и анода в PIB.

Преимущества перед обычными калийными солями

KBOB обладает значительными преимуществами по сравнению с традиционными солями калийных электролитов, такими как KPF₆ и KBF₄:

Способность к образованию SEI: способствует образованию плотного, однородного слоя SEI на анодах, уменьшая разложение электролита и улучшая долгосрочную стабильность циклов — ключевое преимущество PIB, где качество SEI напрямую влияет на производительность.

Низкая токсичность: Содержит нетоксичные компоненты (бор, оксалат), что делает его более безопасным в обращении и утилизации по сравнению с фторированными солями, такими как KPF₆, которые выделяют токсичные соединения фтора при разложении.

Термическая стойкость: Его высокая термическая стабильность снижает риск разрушения электролита в высокотемпературных средах, повышая безопасность аккумуляторов для крупномасштабных систем хранения энергии.

Совместимость: Безупречно работает с различными материалами электродов PIB, включая аноды из твердого углерода, слоистые оксидные катоды и полианионные соединения, обеспечивая гибкость при проектировании аккумуляторов.

Синтез и контроль качества

KBOB синтезируется с помощью контролируемых реакций для обеспечения высокой чистоты и консистенции:

Реакция-предшественник: Борная кислота (H₃BO₃) реагирует со щавелевой кислотой (H₂C₂O₄) в водном растворе с образованием бис(оксалато)борной кислоты (H[B(C₂O₄)$�]), ключевого промежуточного продукта: H₃BO₃ + 2H₂C₂O₄ → H[B(C₂O₄)₂] + 3H₂O.

Потассия: Промежуточный продукт нейтрализуется гидроксидом калия (KOH) или карбонатом калия (K₂CO₃) в органическом растворителе с последующей кристаллизацией с получением KBOB: H[B(C₂O₄)₂] + KOH → K[B(C₂O₄)₂] + H₂O.

Очистка: Рекристаллизация из безводных растворителей (например, ацетонитрила) и сушка в вакууме удаляют остаточную влагу и примеси, обеспечивая уровень чистоты 99,5% и выше.

Контроль качества включает в себя:

Ионная хроматография (IC) для анализа анионов для проверки содержания [B(C₂O₄)₂]⁻.

Масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС) для обнаружения следов металлов (обычно <10 ppm).

Титрование по Карлу Фишеру для подтверждения содержания влаги (ниже 20 ppm), что имеет решающее значение для предотвращения гидролиза в составах электролитов.

Безопасность и управляемость

Правильное обращение с KBOB имеет важное значение для поддержания производительности и безопасности:

Гигроскопичность: умеренно впитывает влагу из воздуха; Хранить в герметичных контейнерах в инертной атмосфере (например, азоте или аргоне) для предотвращения гидратации и поддержания растворимости.

Токсичность: Низкая острая токсичность, но проглатывание или вдыхание пыли может вызвать легкое раздражение желудочно-кишечного тракта или дыхательных путей. При работе используйте химически стойкие перчатки, очки и лабораторный халат.

Реакционная способность: Избегайте контакта с сильными окислителями и концентрированными кислотами, которые могут разлагать оксалатные лиганды. Он стабилен при нормальных условиях хранения, но его следует хранить вдали от открытого огня.

Хранение: Хранить в прохладном, сухом, хорошо проветриваемом месте, вдали от источников тепла и прямых солнечных лучей.

Подробные инструкции по технике безопасности и процедуры реагирования на чрезвычайные ситуации см. в Паспорте безопасности (SDS) продукта.

Упаковка и доступность

KBOB доступен в формах, адаптированных к исследовательским и промышленным потребностям:

Безводный порошок: Упакован во влагонепроницаемые алюминиевые мешки (100–10 кг) с продувкой инертным газом для предотвращения гидратации.

Решения: Предварительно растворенные растворы (0,1–0,5 М) в смесях органических растворителей (например, EC/DMC) доступны для немедленного использования в составах электролитов, упакованных в контейнеры объемом 1–20 л.

Объемные партии (50 кг + бочки) доступны для опытного производства PIB. Для передовых исследований аккумуляторов предлагаются марки высокой чистоты (99,9%) со сверхнизким содержанием примесей металлов.

Для получения технических характеристик, цен или запросов образцов свяжитесь с нашим отделом продаж, который специализируется на современных материалах электролита для систем накопления энергии на основе калия.

Информация по охране труда и технике безопасности

Сигнальное слово: н/д

Предупреждения об опасностях: Н/Д

Коды опасности: F, C

Коды рисков: 14/15-34

Заявления по технике безопасности: 8-45

Номер RTECS: Н/Д

Информация о транспорте: Н/Д

WGK Германия: Н/Д

Химические идентификаторы

Линейная формула: C4H5LiO4

Pubchem CID: 25021852

Номер MDL: Н/Д

Номер ЕС: 240-248-9

Название ИЮПАК: литий; 4-гидрокси-4-оксобутаноат

Beilstein/Reaxys No.: Н/Д

УЛЫБАЕТСЯ: [Li+]. C(CC(=O)[O-])C(=O)O

Идентификатор InchI: InChI=1S/C4H6O4. Li/c5-3(6)1-2-4(7)8;/h1-2H2,(H,5,6)(H,7,8);/q;+1/p-1

Клавиша inchI: LQNUMILKBSMSMM-UHFFFAOYSA-M

Упаковка стандартной упаковки:

Типичная оптовая упаковка включает в себя паллетированный пластик 5 галлонов/25 кг. ведра, бочки с фиброй и сталью до 1 тонны супермешков в полных контейнерах (FCL) или грузовиках (T/L). Исследуемые и отобранные количества, а также гигроскопичные, окисляющие или другие чувствительные к воздуху материалы могут быть упакованы в условиях аргона или вакуума. Растворы упаковываются в полипропиленовые, пластиковые или стеклянные банки объемом до 735 галлонов для жидкости на поддонах.