Пластина с танталатом литияCAS #: 12031-66-2

Синонимы

Оксид тантала лития; Танталат лития (V); Литий оксид тантала; литий оксидо(диоксо)тантал; триоксид лития и тантала

Формула соединения: LiO3Ta

Молекулярный вес: 235,89

Внешний вид: Кристаллическое твердое вещество

Температура плавления: 1650 °C

Температура кипения: н/д

Плотность: 7,46 г/см3

Растворимость в H2O: Н/Д

Точная масса: 235.948744

Масса моноизотопа: 235.948744

Введение продукта: Бис(трифторметансульфонил)имид натрия (NaTFSI, CAS #: 12031-66-2)

Бис(трифторметансульфонил)имид натрия с химической формулой NaN(SO₂CF₃)₂ и номером CAS 12031-66-2 представляет собой высокоэффективную натриевую соль, являющуюся ключевым компонентом электролита в натрий-ионных аккумуляторах (SIB) и современных электрохимических системах на основе натрия. Это белое кристаллическое твердое вещество сочетает в себе катион натрия (Na⁺) с бис(трифторметансульфонил)имимидным анионом (TFSI⁻), обеспечивая исключительную термическую стабильность, высокую ионную проводимость и широкую совместимость с материалами электродов. Его уникальная структура сводит к минимуму гидролиз и образование коррозионных побочных продуктов, что делает его критически важным материалом для повышения безопасности, срока службы и производительности накопителей энергии на основе натрия нового поколения.

Химические и физические свойства

NaTFSI обладает набором свойств, которые позиционируют ее как соль электролита премиум-класса для систем на основе натрия:

Растворимость: Хорошо растворяется в широком спектре полярных органических растворителей, включая этиленкарбонат (EC), диметилкарбонат (DMC) и пропиленкарбонат (PC), а также в ионных жидкостях. Такая растворимость позволяет гибко подбирать электролиты, в том числе высококонцентрированные и локализованные высококонцентрированные системы, адаптированные к химическим веществам SIB.

Ионная проводимость: обеспечивает превосходную ионную проводимость (до 7 мСм/см в оптимизированных смесях растворителей), способствуя эффективному переносу ионов натрия в SIB и обеспечивая высокую производительность заряда-разряда.

Термическая стабильность: Сохраняет стабильность при температурах примерно до 270 °C, значительно превосходя обычные натриевые соли, такие как гексафторфосфат натрия (NaPF₆), и повышая безопасность батареи в условиях высоких температур.

Электрохимическое окно: Обладает широким окном электрохимической стабильности (до 5,0 В по сравнению с Na⁺/Na), совместимо с высоковольтными катодами SIB, такими как аналоги берлинского синего цвета, оксиды марганца натрия и никеля (NaxNi₀.₅Mn₀.₅O₂) и фосфаты ванадия натрия (Na₃V₂(PO₄)₃).

Гидролитическая стабильность: Обладает высокой устойчивостью к гидролизу по сравнению с NaPF₆, сводя к минимуму образование коррозионной фтористоводородной кислоты (HF) даже при воздействии следов влаги, тем самым защищая электродные материалы и продлевая срок службы батареи.

Основные области применения в области хранения энергии

Бис(трифторметансульфонил)имид натрия (CAS 12031-66-2) имеет решающее значение для развития технологий хранения энергии на основе натрия:

Натрий-ионные батареи (SIB): используются в качестве первичной или солевой соли в электролитах SIB для повышения производительности, особенно в недорогих крупномасштабных системах хранения энергии для сетевых приложений. Его стабильность увеличивает срок службы (часто превышающий 3 000 циклов) и снижает затухание емкости, решая ключевые проблемы коммерциализации SIB.

Натрий-металлические батареи: Позволяет разрабатывать натрий-металлические батареи с высокой плотностью энергии за счет формирования стабильной интерфазы твердого электролита (SEI) на анодах из металла натрия, подавляя рост дендритов — критический барьер для реализации практичных натрий-металлических систем.

Твердотельные натриевые батареи: Являются неотъемлемой частью полимерных и композитных твердых электролитов, где его высокая растворимость в полимерных матрицах (например, PEO) повышает ионную проводимость, обеспечивая переход от жидких к твердым электролитам для повышения безопасности и долговечности.

Суперконденсаторы на основе натрия: используются в электролитах для натрий-ионных суперконденсаторов, где их высокая проводимость и стабильность способствуют высокой плотности мощности и длительному сроку службы, что делает их пригодными для приложений, требующих быстрой доставки энергии.

Преимущества перед обычными солями натрия

NaTFSI обладает значительными преимуществами по сравнению с традиционными солями электролитов натрия, такими как NaPF₆ и тетрафторборат натрия (NaBF₄):

Стабильность: превосходная термическая, химическая и гидролитическая стабильность снижает деградацию электролита, сводя к минимуму образование газа и продлевая срок службы батареи, что имеет решающее значение для сетевых систем хранения с длительным сроком службы.

Производительность: обеспечивает более высокую плотность энергии и мощности за счет поддержки высоковольтных катодов и высокой скорости зарядки, сокращая разрыв в производительности между SIB и литий-ионными аккумуляторами в стационарных приложениях.

Совместимость: Безупречно работает с широким спектром материалов электродов SIB, включая аноды из твердого углерода, слоистые оксиды и полианионные катоды, обеспечивая гибкость при проектировании аккумуляторов.

Безопасность: Сниженный риск теплового разгона и образования высокочастотных импульсов повышает безопасность батареи, что делает ее пригодной для крупномасштабных установок и промышленных накопителей энергии.

Синтез и контроль качества

NaTFSI синтезируется с помощью точных процессов для обеспечения высокой чистоты и консистенции:

Образование прекурсора: Трифторметансульфонамид (CF₃SO₂NH₂) реагирует с трифторметансульфонилхлоридом (CF₃SO₂Cl) в присутствии основания с образованием бис(трифторметансульфонил)имида (HTFSI).

Содирование: HTFSI нейтрализуют гидроксидом натрия (NaOH) или карбонатом натрия (Na₂CO₃) в органическом растворителе с последующей кристаллизацией с получением NaTFSI.

Очистка: Рекристаллизация из безводных растворителей (например, ацетонитрила) и сушка в вакууме удаляют остаточную влагу и примеси, обеспечивая уровень чистоты 99,9% и выше.

Контроль качества включает ионную хроматографию (IC) для анионного анализа, масс-спектрометрию с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS) для обнаружения следов металлов и титрование по Карлу Фишеру для проверки содержания влаги (обычно ниже 10 ppm). Аккумуляторный NaTFSI проходит дополнительную очистку в соответствии со строгими отраслевыми стандартами.

Безопасность и управляемость

Правильное обращение с NaTFSI 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.

Токсичность: Может вызвать раздражение кожи и глаз; При работе используйте химически стойкие перчатки, очки и лабораторный халат. В случае попадания тщательно промойте водой.

Реакционная способность: Избегайте контакта с сильными восстановителями и горючими материалами, так как в экстремальных условиях он может действовать как окислитель.

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

Мы предлагаем NaTFSI в различных формах для различных областей применения:

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

Решения: Доступны в виде предварительно растворенных растворов (5–20% по массе) в органических растворителях (например, смесях EC/DMC) или ионных жидкостях, упакованы в контейнеры объемом 1–50 л для легкой интеграции в составы электролитов.

Оптовые партии (50 кг + бочки) доступны для промышленного производства. В соответствии с конкретными требованиями заказчика могут быть предоставлены нестандартные уровни чистоты и размера частиц, включая сверхнизкие классы примесей металлов для передовых исследований аккумуляторов.

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

Информация по охране труда и технике безопасности

Сигнальное слово: Предупреждение

Предупреждения об опасностях: H302-H312-H332

Коды опасностей: Xn

Коды рисков: 20/21/22

Заявления о безопасности: 36

Номер RTECS: WW5470000

Информация о транспорте: Н/Д

WGK Германия: 3

Химические идентификаторы

Линейная формула: LiTaO3

Pubchem CID: 5148101

Номер MDL: MFCD00016174

Номер ЕС: 234-757-5

Название ИЮПАК: литий; оксидо(диоксо)тантал

Beilstein/Reaxys No.: Н/Д

УЛЫБАЕТСЯ: [Li+]. [О-][Та](=О)=О

Идентификатор inchI: InChI=1S/Li.3 O.Ta/q+1;;; -1;

Клавиша InchI: CIFJATMCNLSYQG-UHFFFAOYSA-N

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.